处于爆炸环境的压缩机电气仪表布线系统研究

刘弋生，黄 林，何晓愉

（1.中国石油集团济柴动力有限公司成都压缩机分公司，四川成都 610100；2.中国石油工程建设有限公司西南分公司，四川成都 610100）

0 引言

往复式天然气压缩机属于长期在爆炸性气体环境下运行的橇装设备，使用地点为天然气集气站、天然气集输中心或天然气处理厂，安装区域被划分为危险爆炸气体环境1 区或2 区。橇内一次仪表、电机、辅助用电设备、就地控制柜和就地配电柜应按符合危险爆炸性气体环境1 区或2 区的要求选型，且就地控制柜与一次仪表、就地配电柜与电机和辅助用电设备间的电气线路布线方式也应符合危险爆炸气体环境1 区或2 区的要求。

1 布线方式分类和通用要求

往复式天然气压缩机电气仪表系统在危险爆炸性气体环境1 区或2 区的布线系统可分为电缆布线和导管布线，通用要求如下：

（1）选用的低压电缆或绝缘导线额定电压必须高于线路工作电压，且不得低于500 V。

（2）绝缘导线必须敷设于钢管内。

（3）电缆在安装时应能防止受外来机械损伤、腐蚀，以及高温作用。如果上述情况不能避免，应采取保护措施，如敷设于钢管、桥架内或选用铠装电缆。

（4）使用的绝缘导线或电缆不能有中间接头，若不能避免该现象，则应为中间接头配置防爆接线箱（盒），确保中间接头在防爆接线箱（盒）内的接线端子上接线。

（5）当绝缘导线或电缆终端连接时，内部导线不能采用绞接，应接至一次仪表或电气设备自带接线盒的接线端子上。

2 电缆布线系统

2.1 电缆布线系统定义

一次仪表或电气设备的各进线引入口有且只有1 根电缆a的布线方式（a表示电缆布线系统中仅能使用电缆，不能采用绝缘导线），称为电缆布线系统。

2.2 往复式天然气压缩机组橇内电缆布线系统技术要求

（1）往复式天然气压缩机组为固定设备，因此用于该设备的电缆布线系统属于固定式线路，可选用热塑护套电缆、热固护套电缆、合成橡胶护套电缆或矿物绝缘金属护套电缆。可采用带顶盖板的金属桥架或镀锌钢管作为载体对电缆进行机械性防护。

（2）采用的电缆配线的技术要求应符合表1 的规定。

表1 爆炸性环境电缆配线的技术要求[1]

（3）橇内选用的一次仪表或电气设备的进线引入口为G 内螺纹时，安装应符合以下要求：①进线引入口内应配置弹性密封圈和金属垫，在引入电缆后，电缆护套外径应与弹性密封圈内径匹配（允许差值为±1 mm），且保证电缆被弹性密封圈沿周围均匀挤紧，被密封的电缆断面应近似圆形[2]；②弹性密封圈的一个孔只允许密封一根电缆。

（4）橇内选用的一次仪表或电气设备的进线口引入为NPT或M 内螺纹时，安装应符合以下要求：①进线引入口需配置电缆引入装置，推荐使用防爆密封电缆接头（或称防爆格兰头）；②电缆引入装置螺纹应与一次仪表或电气设备的进线引入口螺纹匹配；③电缆引入装置防爆类型应与一次仪表或电气设备的防爆形式匹配，匹配关系见表2；其中，X：表示允许使用；a：若整个回路为本增安防爆形式，则对电缆引入装置没有特殊要求；b：仅pz 正压防爆形式可采用Ex n型电缆引入装置；④若采用铠装电缆，电缆引入装置应采用双密封型，确保对外护套和内护套同时密封；若采用非铠装电缆，电缆引入装置可采用单密封型。

表2 电缆引入装置防爆类型与设备防爆类型的匹配关系[3]

3 导管布线系统

3.1 导管布线系统定义

一次仪表或电气设备的进线引入口有1 根以上（不含1 根）的绝缘导线a的布线方式，称为导管布线系统。

a：导管布线系统中可使用绝缘导线或电缆，但电缆不常见，因此本文中默认导管布线系统中使用绝缘导线。

3.2 往复式压缩机组橇内导管布线系统要求

（1）导管布线系统应采用低压流体输送镀锌焊接钢管作为绝缘导线的载体，对其进行机械防护。

（2）钢管与钢管、钢管与钢管附件、钢管与防爆电器设备间须用螺纹连接，不得采用倒扣连接或套管焊接。

（3）钢管连接螺纹加工应光滑、完整、无腐蚀。在螺纹上应涂电力复合脂或导电防锈脂，不得在螺纹上缠绝缘胶带以及涂油漆。

（4）采用的导管系统配线技术应符合表3 的规定，其中，a:绝缘导线可采用无护套绝缘单芯或多芯导线。

表3 爆炸性环境导管配线的技术要求[4]

（5）在导管系统中，绝缘导线在进入一次仪表或电气设备的进线口处必须采用隔离密封。隔离密封应符合以下要求：①电气仪表设备进线引入口的绝缘导线少于10 根时，建议使用防爆填料密封函+填充AB 胶的方式进行隔离密封，该类型密封型式易于维护拆卸且不损坏绝缘导线；②电气仪表设备进线引入口的绝缘导线大于10 根时，建议使用防爆隔离密封盒+填充环氧树脂或水凝性粉剂密封填料的方式，该类型密封型式密封效果更好，但不易拆卸和维护；③隔离密封件的内壁应无锈蚀、灰尘和油渍；④绝缘导线在隔离密封件内不得有接头，隔离密封件不能作为分线盒用。

（6）导管布线系统在终端接线处常装设防爆挠性连接管，防爆挠性连接管应无裂纹、孔洞、机械损伤、变形等缺陷，其安装时应符合下列要求：①在不同的使用环境下，应采用相应材质的挠性连接管。如在低温环境、有机械防护要求或油污较多环境，应采用不锈钢材料；②弯曲变径不应小于连接管外径的5 倍。

4 电缆布线系统和导管布线系统的优缺点

4.1 电缆布线系统

（1）优点：从防爆角度分析，电缆布线系统比导管布线系统的设计和安装更简便，用于防爆的安装附件的类型更少；电缆敷设及密封完毕后，拆卸方便。

（2）缺点：相对于导管布线系统，电缆布线系统需占用更多的空间，不适用于一次仪表或电气设备配置较多的往复式天然压缩机组。

4.2 导管布线系统

（1）优点：该布线系统可采用无护套绝缘导线，因此占用空间较小，适用于特别紧凑或一次仪表或电气设备配置较多的往复式天然压缩机组。

（2）缺点：从防爆角度分析，导管布线系统比电缆布线系统的设计和安装更复杂，用于防爆的安装附件的类型较多；电气仪表设备进线引入口的密封方式较复杂，完成隔离密封后，不易拆卸。