化工维保技改工程中的电气施工策划及实施
来源:用户上传
作者:
摘 要：化工厂区维保技改施工具有生产过程在恶劣条件下（易燃易爆、高温、高压等）进行的特征，其中电气施工因设计变更频繁；设计、验收规范体系新旧并行及施工专业性、技术性、交叉性等问题，特别容易在各个环节引发事故，需对比图纸和实际情况做好相应的电气施工策划，并严格进行实施过程控制。
关键词：化工厂维保技改；电气施工策划；过程实施控制
1 引言
随着化工设备设计的集约化发展以及化工产品性能要求的增长，化工厂频繁进行技改施工和设备维保，以期得到经济效益和生产成本的最优配比。在笔者近年接触的化工厂改造、维保项目中，业主往往对电力设备驱动保证及设备质量多加关注；化工设计单位均衡设计路线走向及分支配变配电系统布局及安全距离倾注更多心力；分包单位节约人工、材料成本，专业人才稀缺，仅按图施工不注重细节，都忽略了用电负荷改变后需对电气设备接地保护进行重新规划的考虑，而接地装置是否良好，直接关系到人身及设备的安全以及系统的正常与稳定运行，是电气施工策划中重要的一环。
本文通过一个施工实例，讨论一下如何从工程技术和组织管理两方面对化工维保技改项目进行电气施工策划，解决隐患安全施工。
2 项目简介
S化工厂计划于6月至当年10月进行工期为135天的技改项目施工，利用原有配电系统增设一个新单元生产设备，并对旧有单元设备进行设备停车维护。其中动力设备（变压器、发动机）由厂区检修班自行维护，我司派驻项目管理部分土建、管道、吊装、电气四个专业分三阶段进行施工：第一阶段原有单元设备维保与新单元土建施工同时开工，原有设备40日内完工试车后半负荷生产；其次，新单元继续施工待设备安装完毕后，整体停车；最后对两个单元电气设备二次接线调试后，整体恢复生产。
3 施工策划
3.1 前期勘验
由于该项目涉及到维保、扩建及交叉施工，且施工时处于高温、多雨季节，是电气施工事故易发期，虽然体量规模不大，但有其独特的意义。项目管理部对厂区情况进行了施工前的勘验，发现不少问题（本文主要讨论电气专项施工，其他专业不加赘述），特别是设备接地情况不容乐观，罗列如下：①部分设备接地装置焊接处轻微腐蚀；②原设计未考虑后续设备增加因素，选用截面较小接地线，不符扩建后使用要求；③实测接地电阻阻值与安全要求有多处误差，属于带病运转。
另外，因该化工厂厂区内生产原料、半成品、成品大多具有腐蚀性，对电气设备有较大的威胁，加之原单元也非我司进行施工，而接地工程作为一个隐蔽工程还存在着先期施工是否按图施工、有无接线错误、深埋是否符合要求等风险，不仅对业主投产后的可靠性存在问题，也对边生产边施工的我方一线人员施工存在安全隐患。
3.2 电气图纸读图分析
在与厂区检修班进行电力系统接洽过程中，项目部发现原变压器使用中性点不接地，各设备采用金属外壳直接接地保护；而新扩建图纸电气套图中各设备采用接零保护加重复接地设计。按电气施工操作流程规定，由同一台变压器供电的，或在同一个回路中，不允许同时使用保护接地和保护接零两种保护方式，否则当采用保护接地的设备发生对地短路时，若短路电流不能及时切除，就会使零线电压升高，使接零的设备外壳带电和烧坏用电器。
综合上述情况，究竟使用设计图纸中设备接零保护，改原设备变压器中性点不接地、旧单元设备保护接地方式；亦或提请修改设计方案，保留并统一新旧单元接地方式，仅对接地设备进行补缺和修复，成为大家讨论的问题。
3.3 两种接地方式的对比分析
3.3.1 变压器中性点不接地方式
低压电力网由不接地变压器供电，电气设备采取保护接地（金属外壳接地）方式进行保护，当发生电力故障人体触碰带电设备时，人体电阻因大于外壳接地电阻，故障电流直接进入大地，起到防触电保护作用。
采用该方式可以防止人员误触设备引起的断电情况，且施工成本较低，旧有设备接地系统无需进行修复，只需断开接零保护配以小接地电流信号装置（对接地故障进行监控报警）。但另一方面，大量接地故障为瞬间接地故障，如架空线路与异物相碰、单机接地跳车、电缆受振动碰地等对整个系统运行影响不大，但一旦报警，给运行监控人员增加了很多故障判断的工作强度的问题。
3.3.2 变压器中性点接地方式
变压器中性点接地方式供电，电气设备采用金属外壳接零线保护，当故障电流由故障相线流经外壳到零线，再回到变压器中性点，触动保护开关，断电进行保护。
采用该方式，发电机中性点必须装设消弧线圈，且电气设备必须进行不少于三次的重复接地，在修复原有设备接地系统的情况下也需要考虑新单元的接地成本，但零线重复接地也有众多好处。
①在零线断线、又发生一相线碰壳故障时，重复接地可以降低設备外壳对地电压，减小人体触电的危险程度。对比没有重复接地情况，断线之后设备零线对地电压只有相电压的一半，危险程度就降低了；②如果零线没有断线，但发生了一相线碰壳而熔丝没有熔断时，零线重复接地能明显降低故障设备后面所有接零设备外壳的对地电压，加以计算为未重复接地受到电压的三分之一。
3.3.3 化工厂区电气接地系统综合考虑因素
化工厂大量使用的是电力电缆，导致系统电容电流比较大，且易燃易爆和可靠供电要求比较高。若采用中性点不接地系统，则单相接地为非金属性时候，流经故障点的容性电流会形成不稳定的电弧，从而产生孤光接地过电压，造成比较严重的后果，反言之，中性点经消弧线圈接地可降低单相接地时故障点的残流，避免长时间电弧导致的相间短路。
4 施工过程控制
基于安全考虑和项目部对接地原理及现场实际情况综合分析，业主方与设计单位沟通后同意采用变压器中性点接地保护方案，增加旧单元电气接地图纸，并希望我们能对施工过程严格控制，确保本次施工的接地系统万无一失。 4.1 电气施工流程
设备材料进场验收—技术交底—结构配合—电阻测试—系统调试。
4.2 技术保证
4.2.1 一般过程控制
按计划配备合格的人员、满足施工要求的机械设备、检验合格的计量器具和试验设备、验证合格的材料及有效的施工文件、合适的操作环境。
4.2.2 关键过程控制
在电气施工与吊装作业有交叉施工、隐蔽工程前验收阶段必须按项目部《文件和资料控制程序》执行，工序交接坚持检查、施工图纸必须由项目工程师和专业施工人员再次复验并交底。
4.3 施工注意事项
①电气接地措施包含的原理和因素比较多样，项目施工人员要对各项接地的原理和相关注意事项有所了解，做好施工方案并向施工人员做好交底，做到不串接、不误接；②在系统连接部位处理上应准确连接，完成安装后施工人员要对各系统各部位进行逐一检查，确保设备导线的接线正确；③焊接处焊缝应饱满并有足够的机械强度，不得有夹渣、咬肉、裂纹、虚焊、气孔等缺陷，焊接处药皮敲净后，刷沥青作防腐处理。
5 结语
①接地技术虽不是一门精密科学，但其理论和实践并重，且不易掌握。需要避免两种极端，一是只考虑理论上的完备，使接地计算相当繁琐，脱离接地工程实际需要；二是只简单地规定一个接地电阻作为保护接地的标准忽视了对地面电位分布的研究和采取相应的安全措施；②电气专业在化工设计中属于辅助专业，却和其他各专业有很紧密的联系，在工程施工中交叉作业情况频繁。作为施工总承包，如何把好质量关，确保电气设备正常运转交付于业主，需要施工技术人员过硬的读图能力和施工策划、实施能力；③电气施工涉及的设计、验收规范较多，且新旧规范体系并行，施工单位不应仅仅作为一个方案的实施者，而需要在专业性、技术性、系统性施工策划上下功夫，学习新技术、新理念，更好地为业主服务的同时，维护施工作业人员的安全和健康。
参考文献：
[1]罗金龙，黄伟.基于化工厂电气接地技术应用的思考[J].建筑工程技术与设计，2018（9）.
[2]甑国涌，商恭福编著.电气接地技术[M].北京：中国电力出版社，2012.
[3]陈润颖，毛学锋主编.变电设备故障诊断及分析[M].北京：中國电力出版社，2013.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14851535.htm
