一种新型仪表快速接头在现场的应用

程鹏，范玉涛，文远静，高昌保，文四名，袁良

(中国石油天然气股份有限公司 塔里木油田分公司， 新疆 库尔勒 841000)



一种新型仪表快速接头在现场的应用

程鹏，范玉涛，文远静，高昌保，文四名，袁良

(中国石油天然气股份有限公司 塔里木油田分公司， 新疆 库尔勒 841000)

摘要：针对现场仪表采用常规绕性管连接方式，在风沙、雨水等恶劣环境下仪表的后盖丝扣容易进沙或仪表易进水导致的仪表损坏、参数测量不准确、检维修工作量大、存在安全隐患等问题，设计一种新型仪表快速接头用于替换常规绕性管。接头包括航空插头、防爆绕性管和防爆接线盒，航空插头的插座通过螺纹和仪表连接，插头通过防爆绕性管直接和防爆接线盒连接，连接方式更安全可靠。现场应用表明： 采用该方法显著降低了仪表故障率，减轻了仪表维修工作强度。

关键词：仪表快速接头安全隐患

1提出问题

目前油气处理厂的一次仪表电缆连接模式仍然沿用传统的连接方式，即通过一次仪表接线端子进行连接。采用这种连接方式，首先要在电缆面铺设挠性管，然后将电缆终端部分进行分层剥皮，逐一对芯后在接线端子进行接线[1-3]。

油气处理厂建设过程中也面临同样的问题， 即面对规模巨大的站内一次电缆敷设和接线，是否继续采用传统的接线方式。在缺少新型解决方案的现状下，许多在建或已投产的变电站仍然采用了传统的一次仪表电缆连接方式[4]，而这种传统的连接方式所带来的弊端也日渐显现，主要有以下几点：

1) 油气处理厂的一次仪表每年都要检定，仪表数量较多，拆装工作量大，成为影响油气处理厂检修进度的重要环节[5]。

2) 受现场环境影响，仪表盖丝扣容易进沙，导致无法正常打开仪表，但是每年又必须检验仪表，只能采用暴力破拆的方式打开。

3) 在一次仪表接线柱通过螺栓进行固定的连接方式，在使用过程中发现，雨雪天气仪表表头容易进水，可能会引起电气回路短路，导致继电保护或自动装置误动作，最重要的是有可能会造成故障扩大。

4) 部分一次仪表电缆芯数较多，如8芯、10芯及以上，在接线过程中极易发生两端接线差错，影响后续仪表调试工作的开展。

5) 部分仪表为本安型仪表，仪表防雷接地端子设计在表体内部，接地施工难度大[6]。

显然，这种传统的一次仪表电缆连接方式已经不能满足油气处理厂建设的发展需求，存在安全、 质量隐患[7]。因此，急需设计一种新型的仪表接头代替常规挠性管解决上述问题。

2新型仪表快速接头应具有的性能

1) 系列化产品，应符合国内相关标准接口尺寸[3]。

2) 满足快速插拔、可靠连接特点，连接到位后应具备锁紧功能，螺纹联接器应具备防松功能[8]。

3) 带有防尘盖，特别是插头，需要在连接前带好防尘盖，以防止进入杂物等影响连接器正常使用。

4) 具有防错插键位，在物理结构上避免接线错误。

5) 带有电缆附件，通过电缆和防爆仪表接线盒连接。

6) 外壳采用不锈钢材质，能够满足潮湿、雨雪、低温等极端条件下使用。

3新型仪表快速接头的原理

自主设计改进加工了一种新型仪表快速接头用于替换常规挠性管，该仪表快速接头由航空插头、防爆挠性管和防爆接线盒组成，航空插头的插座通过螺纹和仪表连接，插头通过防爆挠性管直接和防爆接线盒连接，其总体结构如图1所示。

图1　三芯仪表快速接头设计示意

该仪表快速接头的航空插头，由插头和插座组成，采用螺纹连接，有三根插针，代表正极、负极、接地三根线，在插头和插座上都有防错卡槽，只有两端的卡槽对应时，插头和插座才能拧上，防止接线错误。

仪表快速接头地线和防爆接线盒直接相连，在接线盒内部接地，安全美观。检修时拆仪表时，在主控室对仪表断电后，只需要拧开仪表快速接头拔出即可，无需开仪表后盖拆线，省时省力。为方便仪表检定，设计了检定线，检定人员无开盖，即可进行校验。采用防爆接线盒，防爆标志Exd IIC T6，符合油气场所安全等级要求。

4改造效果评价

通过对一次仪表电气、信号连接方式的改造，简化了仪表检修与维护步骤，规避自动化仪表中潜在的故障隐患[9]。以前现场的仪表采用的防雷接地方式不美观、不可靠，现场安装新型仪表快速接头后采用的防雷接地方式不仅美观，而且接线更可靠，更安全。同时，接地方式也完全符合SY/T 6799—2010《石油仪器和石油电子设备防雷和浪涌保护通用技术条件》的要求。

对此应用的仪表防雷接地方式进行接地电阻值测试，测试值见表1所列。该项应用的接地电阻值完全满足HG 20513—2000《仪表系统接地设计》中规定的接地电阻值小于4Ω的要求。

5结束语

该仪表快速接头已经在牙哈作业区温度变送器、压力变送器上安装，取得了良好的经济效益，提高了现场仪表的管理水平，降低维修工作强度，保证了检修进度。显著降低现场仪表故障率，提高工艺流程运行的平稳性，同时避免现场仪表故障对DCS卡件的损坏，解决现场仪表防静电接地问题，推动了创新、创效工作的积极开展，具有很高的推广应用价值。

表1　接地电阻值统计　Ω

参考文献:

[1]徐胜玲，金永胜，陈波波.航空插头在标准装配式变电站交直流电源系统中的应用[J].华东电力，2014(07)： 1427-1430.

[2]刘继彦，宋燕霞，辛欣.标准配送式智能变电站预制电缆“即插即用”实现方案及敷设方式研究[J].电气应用，2015(03)： 22-26.

[3]周开华，李志华.航空插头及专用拆卸工具设计[J].舰船电子工程，2010(02)： 187-189.

[4]张文全.试述石油化工自动化仪表技术的应用[J].中国新技术新产品，2013(03)： 168.

[5]孙腾良.我国石油和化工装备制造业面临的问题及发展方向[J].化工机械，2011(01)： 1-6，10.

[6]张姝丽.天然气厂站电子设备防雷存在问题及改进措施[J].煤气与热力，2014(06)： 9-12.

[7]张松.化工机械设备管理优化方案[J].化工机械，2015(04)： 468-471.

[8]顾永泉.平行面机械密封结构和性能的研究[J].化工机械，1997(01)： 23-30，62.

[9]刘春庚.化工自动化仪表的检修与维护措施探讨[J].科技创新与应用，2015(32)： 152.

作者简介：程鹏(1989—)，男，毕业于北京化工大学信息科学与技术学院自动化专业，现就职于中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司，主要从事自动化仪表和油气田开发的研究，任助理工程师。

中图分类号：TH13

文献标志码：B

文章编号：1007-7324(2016)02-0074-02

稿件收到日期： 2015-12-16，修改稿收到日期： 2016-03-03。