Каким образом необходимо выполнять заземление буровой установки
Обновлено: 17.05.2024
Какие требования предъявляются к молниезащите объектов нефтегазовой отрасли?
Нормативный формуляр «Инструкция по обустройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» утверждён Министерством энергетики РФ под индексом СО 153–34. 21. 122-2003. Этот национальный норматив каких-либо специальных условий или требований не регламентирует. Поэтому энергетики обращаются к формуляру «Инструкция по обустройству молниезащиты зданий и сооружений» РД 34. 21. 122-87. Норматив был утверждён 30 июля 1987 года в рамках работы государственного комитета СССР по делам строительства и применялся в совершенно иных экономических условиях. Но что более важно, его концепция разработана с учётом ныне устаревшей базы автоматики, управляющих цепей и коммуникационных информационных систем.
Согласно формуляру РД 34.21.122-87, промышленные комплексы, содержащие помещения и зоны повышенной взрывоопасности (классификация B-I) относятся к молниезащите I категории. Защита таких сооружений осуществляется отдельно расположенными молниеотводами. Конструкции молниеотводов устанавливаются на строго регламентируемой дистанции до защищаемого сооружения. По воздуху интервал от молниеотвода до объекта обозначается Sв. Дистанция от объекта до молниеотводного контура по земле – Sз. Интервалы Sв и Sз определяются исходя из высоты защищаемого сооружения и удельного сопротивления почвенного слоя в точке монтажа молниеотвода. Примечательно, что нормативное предписание от 1987 года принимает в учёт удельное сопротивление почв в пределах 1 000 Ом*м (интервал Sв = 12 метров, для промышленных комплексов высотой не более 30 метров). Почвы с более высоким сопротивлением формуляром не рассматриваются. Изоляционный интервал в почве рассчитывается по формуле Sз = Sв + 2 метра (диапазон сопротивления почвы – в пределах 1 000 Ом*м). Молниеотводы для защиты промышленных комплексов I категории формируют защитную зону класса А.
Конструкции, установки и сооружения, создающие зоны опасности В-Iг, согласно формуляру РД 34.21.122-87 оснащаются молниезащитой категории II. Естественные или специально смонтированные молниеприёмники устанавливаются либо на защищаемом сооружении, либо в окрестной местности. Эксперты допускают в качестве дополнительной защиты оснащение кровли защищаемых зданий молниезащитной сеткой.
В вопросе хранения углеводородного (синтетического) топлива инструкция разделяет требования к молниезащите. Дифференциация правил и норм молниезащитных мероприятий учитывает объёмы хранения углеводородов. Резервуарные комплексы с объёмом легковоспламеняющихся жидкостей и газов от 100 000 м3 защищают отдельно расположенными молниеотводными сооружениями. Для резервуарных парков со сжиженными углеводородами требования устанавливают предел всего 8 000 м3. При этом они не регламентируют толщину металлических стенок резервуаров. Более того, нормативы обязывают устанавливать молниеотводы только в тех резервуарных парках, в которых металлическая крыша ёмкостей имеет толщину менее 4 мм. При объёме резервуаров менее 200 м3, вне зависимости от толщины сечения стенок, молниеотводы не устанавливаются.
В такой нормативной дифференциации логику проследить весьма тяжело. При всей строгости нормативного формуляра, смущает пренебрежение составителей возможностью возникновения пожара при пробое молнией тонкостенной металлической крыши резервуаров. В случае проплавления молниевым каналом тонкой крыши, пламя непременно охватит несколько железнодорожных цистерн и спровоцирует крупномасштабные взрывы горючих материалов и смесей. Не меньшее недоумение вызывает пункт Инструкции, требующий обязательную защиту резервуаров с толстыми стальными стенками от прямого контакта с молнией. Учитывая, что проплавление толстостенных металлических конструкций молнией невозможно, предписание выглядит нелепо. Ссылка на то, что грозовой разряд может спровоцировать возгорание углеводородных выбросов над дыхательной арматурой, не проясняет, а напротив – запутывает регламент. Далее в работе мы докажем, что для воспламенения газовых выбросов от грозового электричества, прямое воздействие молниевого канала не обязательно.
В формуляре РД 34.21.122-87 также не указываются показатели надёжности молниеотводной защиты. Они прописаны в Пособии к указанной Инструкции. Раздел №7 Пособия описывает требования к надёжности защиты в секторах А и Б. Для сектора А надёжность защиты составляет 0,995, для Б – не менее 0,95. Эти показатели – прямая и грубейшая ошибка составителей требований. Компьютерная программная проверка, проведённая на базе статистической методологии, выявила реальную надёжность зон А и Б. Для сектора А показатели не дотягивают даже до 0,96. Для Б предельные показатели – 0,84. В современных условиях требуемая надёжность для I уровня защиты составляет 0,98, для II уровня – не менее 0,95. Получается, что предписанные данные существенно больше выявленных истинных показателей надёжности.
Требования стандартов предприятий
Правила стандартов слишком многочисленны, чтобы рассмотреть их в полном объёме. Поэтому для нашего аналитического исследования выберем два стандарта – компаний ОАО «Газпром» и ОАО «Транснефть». Подходы и методика эти стандартов между собой существенно различаются, что позволит нам глубже изучить проблематику молниезащиты нефтегазовых сооружений.
Вне зависимости от объёма топливных резервуаров, норматив ОАО «Транснефть» обязывает применять I уровень молниезащиты. Для остальных сооружений, связанных с хранением легковоспламеняющихся жидкостей, стандарт предписывает обеспечение защиты II уровня. Показатель надёжности для I уровня по нормативам ОАО «Транснефть» – 0,99, для II уровня – 0,95. Стандарт компании допускает применение молниезащитной сетки европейской калибровки: 5 х 5 метров для молниезащиты I уровня и 10 х 10 – для II уровня. При этом разработчики правил не объясняют отличие сеток европейской калибровки от российских аналогов с размерами 6 х 6 и 12 х 12 метров для I и II уровня соответственно. Тяжело объяснить, каким образом уменьшение сторон ячейки на один метр (с 6 х 6 до 5 х 5) делает сетку более устойчивой к попаданиям прямых разрядов. Однако, разработчики формуляра уверены в своей правоте.
Авторы правил предписывают устанавливать молниезащитную сетку не менее чем на 100 миллиметров от горючего кровельного слоя. Они уверены, что при данном расположении стальная сеть перехватит любые угловые разряды и не допустит касания молнии с горючей поверхностью кровли. Неэффективность этого предписания легко проверяется упомянутой выше компьютерной программой, которая применялась в расчётах защитных зон для формуляра СО 153–34.21.122-2003. Вычисления проведены для молниезащитной сетки с периметром 20 х 20 метров и ячейками европейского калибра 5 х 5 метров, которая будет установлена на расстоянии 10 см от кровельной плоскости. Теоретически, эта конструкция должна показать надёжность защиты на уровне 0,99. Рисунок 1, составленный на основе результатов вычислений, показывает, что вероятность прорыва молнии возрастает прямо пропорционально высоте защищаемого сооружения. Из графика видно, что вероятность составляет 0,37–0,48. Соответственно, показатель надёжности громоотводной защиты едва ли выше 0,5, что практически в два раза ниже стандартизованного показателя 0,99.
Рисунок 1. Величина вероятности возможного попадания молниевого разряда в обход молниезащитной сетки, расположенной над кровлей на 0,1 м *
По Стандарту, если молниеотвод и защищаемое сооружение подключены к одному заземляющему устройству, расстояние по воздуху между крайними точками молниеотвода и сооружения должно составлять не менее трёх метров. При этом в учёт берётся удельная сопротивление почвы в пределах 100 Ом*м. При сопротивляемости грунта более 100 Ом*м авторы Стандарта предписывают увеличить воздушный интервал до четырёх метров. Магический рубеж отсчёта 100 Ом*м, установленный авторами Стандарта, совершенно непонятен. Электродвижущая сила индукции, которая проявляет себя в воздухе между громоотводом и объектом, никак не связана с удельной сопротивляемостью почвы. Зато ЭДС индукции реагирует на высотность защищаемого комплекса. О параметрах высотности зданий в правилах не сказано ни единого слова.
В том числе, непонятны принципы расчёта изоляционного интервала для громоотводов, оснащённых обособленным заземляющим контуром. Для всех типов почв он регламентируется на уровне пяти метров. Сразу напрашиваются два вопроса. Интервал в пять метров легко преодолевается скользящим по грунту искровым каналом (подробно описано в разделе 3). Чем выше сопротивляемость почвы, тем его возникновение более вероятно. К тому же, даже в пятиметровом интервале до 50% тока молниевого разряда может переместиться в заземляющий контур сооружения. Это объясняется естественной проводимостью почвы. На такие принципиальные замечания ответа у составителей Стандарта нет.
Нормативы ОАО «Газпром» логически и физически более упорядочены и обоснованы. Наружные сооружения оборудуются громозащитой II уровня. Установленные на кровле защищаемых сооружений или отдельно расположенные громоотводы должны гарантировать показатели надёжности на уровне 0,99. Примечательно, что молниезащитная сетка и европейской, и отечественной калибровки даже не рассматривается. Системы из нескольких молниеотводных конструкций регламентируется проектировать с привлечением специальной компьютерной программы (составитель – Энергетический научно-исследовательский институт имени Г. М. Кржижановского – ОАО «ЭНИН»). Изоляционный интервал между защищаемым сооружением и обособленным молниеотводом предписывается выдерживать не менее семи метров (при сопротивляемости почвы до 500 Ом*м). При увеличении сопротивляемости грунта изоляционный интервал возрастает до 15 метров. Пропорцию между изоляционным интервалом и удельной сопротивляемостью почвы определяет эмпирическая формула.
Проектируем в согласии с нормативами
Проведённый анализ подталкивает к решению о частичном или даже полном отказе от использования молниеотводов. Стальные резервуары со стенками более 4 мм полностью выдерживают удар молнии. При этом молния не способна проплавить либо нагреть конструкцию до критической температуры. Это наблюдение не в силах опровергнуть ни один из международных специалистов в области энергетики. Прямое попадание молнии в резервуар с углеводородами не приводит к пожару. Для фундаментной конструкции молниевый ток тоже не опасен. Если фундамент выполнен из железобетона, он эффективно и безопасно отводит молниевый ток в грунт.
Нельзя обойти вниманием зону горючих выбросов из дыхательной арматуры резервуаров. Проникновение канала молнии в область выброса горючих смесей способно привести к вспышке и детонации. Поэтому нормативы РД 34. 21. 122-87 предписывают включение области дыхательной арматуры в защитную зону молниеотводных конструкций.
Рисунок 2. Молниевый разряд с длинными ответвлениями *
В теории это предписание разумно, но на практике оно теряет силу. Молнии с одним каналом встречаются крайне редко. По аналитическим данным Международного совета по системам высокого напряжения, около 50% молний обладают несколькими каналами. При разряде, молнии контактируют с объектами на земле одновременно несколькими каналами. Незавершённых молниевых ветвей вообще может возникать несколько десятков (рисунок 2). Каждая из ветвей характеризуется незначительной силой тока, но температура ветвей редко бывает ниже 5 000 по температурной шкале Кельвина. Молниеотвод нейтрализует главную ветвь молнии, но оставшиеся ветви легко проникают во взрывоопасные секторы. Температуры незавершённых ветвей вполне достаточно, чтобы воспламенить горючие выбросы. Помимо этого, эффективность молниеотвода нивелируют слаботочные потоки, возникающие в грозовой среде. О них более подробно будет описано в Разделе 4.
Суждения о нейтральности молниеотводных конструкций по отношению к защищаемым объектам также вызывают сомнения. Молниеотводы – причина дополнительной электромагнитной нагрузки на электронное оборудование, которое эксплуатируется внутри защищаемых объектов. Установка громоотвода увеличивает высоту объекта. Чем выше сооружение, тем чаще случаются близкие молниевые удары. При использовании стержневого молниеотвода количество близких разрядов возрастает в пропорции к квадрату значения высоты. Каждый из молниевых ударов сопровождается увеличением силы электромагнитного поля в зоне контакта. В свою очередь, электромагнитное поле молнии разрушительно влияет на электронные системы внутри сооружения. К примеру, при частых разрядах, которые попадают в молниеотводные конструкции, страдают датчики автоматической системы пожаротушения.
Несмотря на низкую эффективность стержневой молниезащиты, государственные инспекционные органы настаивают на её установке хотя бы потому, что это прописано нормативными стандартами. На этом направлении проектировщики обезоружены недальновидными, а иногда и нелепыми предписаниями технических формуляров. Остаётся придерживаться установленных требований. Но есть и положительный момент. Можно использовать технические решения, которые соответствуют нормативам, но при этом не приносят вреда объекту. Например, можно устанавливать не слишком высокие стержни молниеотводов, удалять молниеотводные конструкции от топливных резервуаров или применять другие виды молниевой защиты. Немалую симпатию вызывают тросовые молниеотводы.
При защите промышленных объектов от молниевых разрядов тросовые молниеотводы применяют не слишком часто. Широкое распространение эти конструкции получили в защите высоковольтных линий электропередачи (от 110 кВ), которые прокладываются по воздуху. Тросовая система предельно проста: поверх фазных кабелей монтируются один-два троса крупного сечения, которые подключаются к заземляющему контуру. Тросы прокладываются по всей протяжённости линии электропередачи. Особую надёжность показывают защитные системы с отрицательным угловым расположением тросов. В таких конструкциях тросы сдвинуты относительно фазных кабелей по экстернальному принципу. Таким образом, при разряде тросы первыми попадают под удар и защищают фазные кабели (рисунок 3).
Рисунок 3. Способ выполнения тросовой молниезащиты с отрицательными углами *
Молниеотводы с отрицательным угловым расположением тросов не подходят для магистральных линий электропередачи, протяжённость которых составляет более 100 км. Это объясняется дороговизной электрических опор, оснащённых угловыми стойками для тросов. Не менее актуальна проблема излишней открытости центрального фазного кабеля. Некоторые специалисты утверждают, что тросы с отрицательным угловым расположением защищают его неэффективно.
Что касается резервуарных парков, тут применение тросовых молниеотводов вполне оправдано. Протяжённость парков составляет несколько сотен метров и затраты на опоры с угловыми стойками в этом случае незначительны. При необходимости, центральная линия парка может быть защищена дополнительным тросом (рисунок 4).
Рисунок 4. Защита тросами группы резервуаров *
На рисунке 5 представлен график, который составлен по результатам компьютерных вычислений. Он связывает вероятность прорыва молнии на защищаемую территорию и интервалы между защитными тросами. Подразумевается, что протяжённость парка составляет 100 метров, высота расположения грозотросов – 25 метров, высота резервуаров – 20 метров, внешний (экстернальный) вынос грозотросов – 5 метров.
Рисунок 5. Зависимость вероятности прорыва молнии от интервалов между защитными тросами *
Высокой эффективностью защиты характеризуются мультитросовые системы. В этих конструкциях грозотросы возвышаются над поверхностью защищаемого объекта незначительно.
Вследствие этого, частота попаданий молниевых разрядов в систему не увеличивается. Соответственно, не увеличивается и количество электромагнитных воздействий на структуру парка. Протяженность парка (и грозовых тросов) существенного влияния на степень вероятности прорыва не оказывает.
Электротехнические работы
9.1.1. К электроустановкам на геологоразведочных работах предъявляются требования действующих ГОСТов, "Правил устройства электроустановок" (ПУЭ), "Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей" (ПТЭ и ПТБ).
9.1.2. К обслуживанию электроустановок допускаются лица в соответствии с требованиями, изложенными в ПТЭ и ПТБ и в отраслевом "Положении о присвоении квалификационных групп по технике безопасности (электробезопасности) при эксплуатации электроустановок".
9.1.3. Электроустановки в отношении мер электробезопасности разделяются на электроустановки с глухозаземленной нейтралью и электроустановки с изолированной нейтралью.
Запрещается применение электрических сетей электроустановок с глухозаземленной нейтралью:
а) в подземных выработках;
б) на судах и других плавучих средствах;
в) при выполнении работ с использованием взрывчатых материалов кроме случаев выполнения прострелочно-взрывных работ в скважинах;
г) при подключении к источникам электроснабжения карьеров, торфоразработок и другим сетям, где использование глухозаземленной нейтрали запрещено.
Примечание. Допускается использование в горноразведочных выработках и на открытых горных работах испытательного электрооборудования с заземлением токоведущих элементов, а также электрооборудования для электровозного транспорта с питанием от источника постоянного тока (с заземленным полюсом и т.п.) в соответствии с требованиями п .9.1.4.
9.1.4. В случае применения электрической энергии:
а) для проведения геологоразведочных работ в шахтах, рудниках или на открытых горных работах следует руководствоваться требованиями соответствующих разделов действующих "Правил безопасности в угольных и сланцевых шахтах", "Единых правил безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений подземным способом", "Единых правил безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом";
б) при бурении скважин на нефть и газ следует руководствоваться требованиями действующих "Правил безопасности в нефтегазодобывающей промышленности".
9.1.5. Проектирование и эксплуатация объектов горноразведочных шахт и котельных в отношении обеспечения соответствующей категории надежности электроснабжения должны производиться в соответствии с требованиями действующих ПУЭ и "Правил технической эксплуатации для угольных и сланцевых шахт".
9.1.6. На каждом предприятии приказом (распоряжением) руководства должно быть назначено лицо электротехнического персонала (из специалистов), ответственное за общее состояние и безопасную эксплуатацию всего электрохозяйства предприятия.
Указанное лицо должно иметь квалификационную группу электробезопасности:
в электроустановках до 1000 В - IV;
в электроустановках выше 1000 В - V.
9.2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ
9.2.1. Сооружение и эксплуатация воздушных и кабельных линий электропередачи должны соответствовать требованиям ПУЭ, ПТЭ и ПТБ.
Воздушные линии электропередачи
9.2.2. Расстояния от нижнего провода при наибольшей стреле провеса до поверхности земли должны быть не менее величин, указанных в табл. 4.
9.2.3. При пересечении железнодорожных путей неэлектрифицированных железных дорог с воздушными линиями (ВЛ) электропередачи наименьшее расстояние по вертикали от провода до головки рельсов должно быть не менее величин, указанных в табл. 5.
Расстояния от нижнего провода воздушных линий электропередачи до поверхности земли, зданий и сооружений
Наименьшее расстояние в м при напряжении ВЛ, кВ
до поверхности земли
до зданий или сооружений *
Недоступные склоны гор, скалы, утесы и т.п.
Районы тундры, степей с почвами, непригодными для земледелия, и пустынь
* Расстояние по горизонтали от проводов напряжением 1 кВ должно быть не менее: 1,5 м -до балконов, террас и окон; 1м - до глухих стен. Прохождение ВЛ 1 кВ над зданиями не допускается, за исключением подходов, ответвлений от ВЛ к вводам в здания.
Наименьшие расстояния по вертикали от головки рельса до провода ВЛ при пересечении ВЛ с неэлектрифицированными железными дорогами
Наименьшее расстояние в м при напряжении, кВ
Обрыв провода ВЛ в смежном пролете
9.2.4. Обнаруженные оборванные или лежащие на земле провода ВЛ должны быть немедленно обозначены (вешками, флажками и т.п.).
Запрещается приближаться к оборванным или лежащим на земле проводам воздушных линий на расстояние менее 8 м.
9.2.5. Пересечения воздушных линий с оттяжками вышек (мачт) не допускается. Отступление от этого правила возможно только в исключительных случаях, при этом должны быть соблюдены следующие условия:
а) провода воздушных линий на пересекаемом участке не должны иметь соединений, должны проходить выше оттяжек и иметь двойное крепление на опорах;
б) расстояние по вертикали между проводами ВЛ напряжением до 1000 В и оттяжками должно быть не менее 2 м.
9.2.6. Присоединение передвижных машин и трансформаторных подстанций к питающим линиям должно производиться при помощи коммутационных аппаратов, с выполнением организационно-технических мероприятий, предусмотренных ПТЭ и ПТБ.
9.2.7. Подключение буровых установок к ВЛ электропередачи напряжением до 1000 В должно производиться кабелем.
9.2.8. Вдоль линий электропередачи устанавливаются охранные зоны, определяемые параллельными прямыми, отстоящими от проекции крайних проводов линий на поверхность земли на расстояния:
для линий напряжением до 1 кВ (включительно) . +.. 2 м
до 20 кВ . 10 м
35 кВ . +..15 м
110 кВ . +.20 м
150-220 кВ. 25 м
330-500 кВ. 30 м
750 кВ . +. 40 м
1150кВ . +. 55 м
Примечание. Требование настоящего пункта не относится к ответвлению от ВЛ напряжением до 1000 В, по которому непосредственно осуществляется электроснабжение данной электроустановки.
9.2.9. Работа буровых установок, экскаваторов (грузоподъемных кранов и т.п.) вблизи линий электропередачи должна выполняться в соответствии с настоящими Правилами и "Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов".
Запрещается производство строительных и земляных работ, складирование оборудования и материалов, устройство каких-либо временных сооружений в пределах охранных зон действующих линий, в том числе под участками ВЛ, по которым осуществляется электроснабжение данной электроустановки.
Кабельные линии в подземных выработках
9.2.10. Применение в горноразведочных выработках кабелей (силовых и осветительных) должно осуществляться:
а) в выработках, опасных по газу и пыли, согласно требованиям действующих "Правил безопасности в угольных и сланцевых шахтах";
б) в выработках, не опасных по газу и пыли, согласно требованиям действующих "Единых правил безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений подземным способом".
9.2.11. Запрещается:
а) держать под напряжением гибкие кабели в виде бухт и восьмерок, если это не предусмотрено конструкцией машины;
б) прокладывать кабели и вентиляционные резиновые трубы по одной стороне горной выработки;
в) присоединять жилы кабелей к зажимам трансформаторов, электродвигателей и аппаратов без применения специальных наконечников или других устройств, предотвращающих расчленение проволочек жил кабелей, если их конструкцией не предусмотрено присоединение жил кабелей без таких устройств;
г) подвешивать кабель на высоте, допускающей его повреждение подвижным составом.
Кабельные линии на поверхности
9.2.12. Глубина заложения кабельных линий должна быть не менее 0,7 м, при вводе в здание и буровые установки - не менее 0,5 м.
При эксплуатации самоходных и передвижных электроустановок допускается прокладка кабелей на опорах по несущему тросу или с подвеской на козлах в местах ограниченного доступа людей, транспорта и животных.
Прокладка кабелей по поверхности земли, если это не предусмотрено конструкцией машин, запрещается.
9.2.13. Для кабельных линий, питающих самоходные и передвижные установки, должны применяться гибкие кабели с медными жилами.
Сращивание гибких кабелей допускается через соединительные шинные коробки, специально муфты и т.п. Места сращивания гибких кабелей, выполненные без специальной соединительной арматуры, должны быть завулканизированы. После вулканизации они должны быть подвергнуты испытаниям на диэлектрическую прочность в соответствии с ПТЭ и ПТБ.
9.2.14. На кабельные линии на поверхности распространяются требования п. 9.2.11 (а, в) настоящих Правил.
9.3. ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ И ПОДСТАНЦИИ
9.4. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ БУРОВЫХ УСТАНОВОК
9.5. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ РАБОТ
9.6. ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА И ПРИБОРЫ
9.6.1. Экспедиции, партии и другие геологоразведочные организации, имеющие электрические установки, должны быть оснащены следующей поверенной контрольно-измерительной аппаратурой: мегометрами, приборами для измерения сопротивления заземлений, контрольными вольтметрами и амперметрами, токоизмерительными клещами, изолирующими штангами (для высоковольтных электроустановок), индикаторами напряжения, электросекундомерами (для проверки времени срабатывания реле утечки), тахометрами.
9.6.2. Проведение испытаний оборудования и измерений должно проводиться в соответствии с требованиями действующих ПТЭ и ПТБ.
9.7. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОСВЕЩЕНИЕ
9.7.1. Осветительные электрические сети и установки должны соответствовать действующим ПУЭ, ПТЭ и ПТБ, а также ОСТ 41-13-256-85.
Для осветительных сетей, а также стационарных световых точек на передвижных машинах, передвижных и разборных буровых вышках, механизмах и агрегатах на поверхности должно применяться напряжение не выше 220 В.
9.7.2. Для питания ручных переносных ламп должно применяться напряжение не выше 42 В.
При производстве работ в сырых помещениях, где работы связаны с соприкосновением с хорошо проводящими поверхностями, должно применяться напряжение не выше 12 В.
9.7.3. Применение автотрансформаторов для питания переносных и стационарных светильников запрещается.
9.7.4. Осветительная проводка в помещениях буровых, дизельных, насосных, компрессорных, на буровых вышках (мачтах, треногах) должна осуществляться только изолированными проводами; на самоходных буровых установках - гибким кабелем или изолированными гибкими проводами для наружной прокладки.
9.7.5. Аварийное освещение в привышечных помещениях буровых установок должно выполняться переносными электрическими фонарями с аккумуляторами или сухими элементами.
Допускается применение переносных керосиновых фонарей закрытого типа.
Применение факелов и других источников открытого огня для аварийного освещения запрещается.
9.7.6. В комплекте буровой установки должно быть не менее одного ручного переносного светильника.
9.8. ЗАЩИТНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ И ЗАНУЛЕНИЕ
9.9. ЗАЩИТНОЕ ОТКЛЮЧЕНИЕ
9.9.1. На буровых установках в условиях Крайнего Севера или районах со скалистым грунтом до установки кондуктора (заземлителя) защита обслуживающего персонала от поражения электротоком должна осуществляться устройствами защитного отключения; после установки кондуктора (заземлителя) - защитным отключением и заземлением.
На установках ударно-канатного бурения основной мерой защиты людей от поражения током является защитное отключение.
9.9.2. В системах с изолированной нейтралью на буровых установках колонкового бурения допускается применение автоматических устройств контроля изоляции с выходом на показывающие приборы (вольтметры), световую, звуковую или комбинированную сигнализации с одновременным применением защитного заземления.
9.9.3. Защиту в сетях с глухозаземленной нейтралью при замыканиях фазы на землю (корпус) должна быть обеспечена занулением и автоматическим отключением поврежденного участка сети с возможно минимальным временем отключения.
9.10. РАДИО, ТЕЛЕФОННАЯ СВЯЗЬ, СИГНАЛИЗАЦИЯ
9.10.1. Обслуживание радиоустановок и телефонных станций должно производиться в соответствии с заводской инструкцией только специалистами, прошедшими соответствующую подготовку.
9.12. НАДЗОР, КОНТРОЛЬ И ДОКУМЕНТАЦИЯ
9.12.1. Установленное электрооборудование должно соответствовать ПУЭ, ГОСТ и техническим условиям (ТУ).
9.12.2. На каждом предприятии должна составляться схема электроснабжения электроустановок, на которой должны быть указаны места установки электрооборудования, их типы, длина и сечение кабелей (проводов), напряжение и мощность каждой электроустановки, места установки заземлителей, установки тока максимальных реле и номинальные токи плавких вставок предохранителей, а также токи однофазного короткого замыкания в наиболее удаленной точке защищаемой магистрали или ответвление в системе с глухим заземлением нейтрали трансформатора и двухфазного короткого замыкания в системе с изолированной нейтралью.
Все изменения должны вноситься в схему электроснабжения немедленно.
Схема утверждается лицом, ответственным за электрохозяйство.
9.12.3. Испытание изоляции электротехнических устройств должно производиться в сроки, установленные ПТЭ и ПТБ, а также перед их пуском в эксплуатацию, но не реже 1 раз в год.
9.12.4. Персонал, работающий на электроустановках, обязан ежесменно производить наружный осмотр состояния защитных заземлений и занулений с записью в "Журнале проверки состояния охраны труда" (см. прил. 1).
В случае замеченной неисправности заземления установка должна быть немедленно отключена до приведения заземления в исправное состояние.
9.12.5. Все электрические машины (аппараты, трансформаторы и т. д.) должны периодически, но не реже 1 раза в месяц осматриваться; результаты осмотра заносятся в "Журнал осмотра электрооборудования" (см. прил. 14).
9.12.6. Устройство защитного отключения (реле утечки) должно проверяться на срабатывание перед началом смены с записью в "Журнале проверки состояния охраны труда" (см. прил. 1). Общее время отключения сети под действием защитного отключения (кроме сети 127 и 220 В и зарядных сетей) должно проверяться с помощью специальных приборов не реже 1 раза в 6 месяцев и при передислокации электрооборудования.
9.12.7. Гибкие кабели в начале смены должны осматриваться, поврежденные кабели - немедленно отключаться.
9.12.8. Все виды защиты в электрических устройствах перед установкой и в процессе эксплуатации должны подвергаться проверке в сроки и в объемах требований ПУЭ, ПТЭ и ПТБ, а также заводских инструкций.
9.12.9. Осмотр и ревизия воздушных линий электропередачи производятся в зависимости от их типа и местных природных условий в сроки, установленные главным инженером экспедиции (партии), но не реже, чем предусмотрено ПТЭ и ПТБ.
9.12.10. У лица, ответственного за электрохозяйство, должна находиться следующая оперативная основная документация:
а) однолинейная электрическая схема электроснабжения всех потребителей электроэнергии;
б) оперативный журнал;
в) журнал проверки знаний персонала;
г) журнал осмотра электрооборудования;
д) журнал измерений сопротивления заземляющих устройств и паспорта заземляющих устройств;
е) журнал учета проверки защитных средств;
ж) журнал учета производственного инструктажа.
Требования к электрооборудованию буровых и нефтепромысловых установок
1.7.1. Устройство электроустановок нефтегазодобывающей промышленности должно соответствовать "Правилам устройства электроустановок" (ПУЭ), а их эксплуатация - "Правилам технической эксплуатации электроустановок потребителей" (ПТЭ), "Правилам техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей" (ПТБ).
1.7.2. Установка электрооборудования, не имеющего взрывозащитной маркировки, изготовленного неспециализированными предприятиями или отремонтированного с изменением узлов и деталей, обеспечивающих взрывозащиту, без письменного разрешения контролирующей организации во взрывоопасных зонах, не допускается.
1.7.3. На импортное взрывозащищенное электрооборудование должно быть свидетельство организации, проводившей испытания на взрывозащиту, о допустимости его к эксплуатации во взрывоопасной зоне и среде, для которых оно предназначено.
1.7.4. Эксплуатация электрооборудования при неисправных средствах взрывозащиты, блокировках, нарушениях схем управления и защиты не допускается.
1.7.5. Высота до токоведущих частей вводов воздушных линий электропередачи и распредустройств напряжением до 10 кВ должна быть не менее 4,5 м от земли (настила). При высоте до проводов менее 4,5 м (до 3,5 м) территория на данном участке должна быть ограждена забором высотой 1,5 м. При этом высота от земли до проводов в плоскости забора должна быть не менее 4,5 м или ввод должен быть выполнен кабелем.
1.7.6. Ячейки распредустройства буровых установок напряжением 6 кВ должны быть оборудованы блокировкой, исключающей возможность:
1.7.6.1. Проведения операций с разъединителем при включенном масляном выключателе или высоковольтном контакторе.
1.7.6.2. Включения разъединителей при открытой задней двери ячейки.
1.7.6.3. Открывания задней двери при включенном разъединителе.
1.7.7. Расстояние по горизонтали от крайнего провода воздушной линии электропередачи напряжением 6-10 кВ (при наибольшем его отклонении) до помещения насосной, культбудки и других сооружений буровой установки должно быть не менее 2 м, а для воздушных линий напряжением до 1 кВ - не менее 1,5 м.
1.7.8. Расстояние от основания вышки, мачты какой-либо установки (буровой, передвижного агрегата и др.) до охранной зоны воздушной линии электропередачи должно быть не менее высоты вышки, мачты +10 м.
Требование настоящего параграфа не относится к участку воздушной линии электропередачи, по которой непосредственно осуществляется электроснабжение данной установки.
1.7.9. Для обеспечения безопасности людей металлические части электроустановок, корпуса электрооборудования и приводное оборудование в соответствии с Правилами устройства электроустановок должны быть заземлены.
1.7.10. Шахтное направление, кондуктор, шурфовые трубы, стол ротора, буровая лебедка, трансформатор, а также буровая вышка (все ноги вышки) и привышечные сооружения, а также технологическая аппаратура и трубопроводы должны быть присоединены к заземляющему устройству буровой установки двумя стальными проводниками сечением не менее 120 мм2 каждый или большим количеством одинаковых стальных проводников общим сечением не менее 240 мм2.
1.7.11. В качестве заземлителя для электрооборудования глубинно-насосной установки и погружного электронасоса должны быть использованы кондуктор или техническая колонна скважины. Кондуктор (колонна) должен быть соединен с рамой станка-качалки не менее чем двумя заземляющими проводниками. Сечение каждого проводника должно быть не менее 48 мм2.
1.7.12. Присоединение заземляющих проводников к заземлителю и заземляемым конструкциям должно быть выполнено сваркой или болтовыми соединениями (не менее двух). Места присоединения заземляющих проводников должны быть доступны для осмотра. Последовательное соединение заземляющих проводников запрещается.
1.7.13. Для определения технического состояния заземляющего устройства должны проводиться:
1.7.13.1. Внешний осмотр видимой части заземляющего устройства.
1.7.13.2. Осмотр с проверкой прибором цепи между заземлителем и заземляемыми элементами (отсутствие обрывов и неудовлетворительных контактов в проводнике, соединяющем аппарат с заземляющим устройством), а также проверка пробивных предохранителей трансформаторов.
1.7.13.3. Измерение сопротивления заземляющего устройства (с составлением акта).
1.7.13.4. Проверка цепи "фаза-нуль".
1.7.13.5. Проверка надежности соединений естественных заземлителей.
1.7.13.6. Выборочное вскрытие грунта для осмотра элементов заземляющего устройства, находящегося в земле.
1.7.14. Ремонт оборудования с приводом от электродвигателя можно производить только при снятом напряжении, после выполнения организационных и технических мероприятий, обеспечивающих безопасность работ.
1.7.15. На буровых установках с электроприводом у поста бурильщика должна быть установлена кнопка "стоп" для аварийной остановки буровых насосов.
1.7.16. Каждая буровая установка должна быть обеспечена аварийным освещением (аккумуляторная лампа) и переносным светильником напряжением не выше 12В во взрывозащищеном исполнении.
1.7.17. Для обеспечения безопасности людей и сохранности зданий и других сооружений, а также оборудования и материалов, находящихся в них, от разрушения, загорания и взрывов при прямых ударах молнии должна устраиваться молниезащита.
Запрещается во время грозы производить работы на буровой вышке, а также находиться на расстоянии ближе 10 м от заземляющих устройств электроустановок,
1.7.18. Для борьбы с проявлениями вторичных воздействий молний, а также статического электричества технологическая аппаратура и трубопроводы, содержащие горючие пары и газы, должны заземляться. Допускается использование заземляющих устройств электроустановок.
Заземление шахтного электрооборудования: особенности нормативной документации
От качества электрического заземления, организованного в шахте, зависит безопасность проводимых работ, а то и жизни горняков. Поэтому к построению заземления в шахте предъявляются особые требования.
Как устроено заземление в шахте
Внутри шахты все виды заземлителей в обязательном порядке соединяются в единую сеть (кроме искробезопасной аппаратуры телефонной связи). К этой сети подключаются и рельсы подземной железной дороги, по которой в шахте перевозят грузы. Скажем больше — все металлические детали машин, механизмов и прочего оборудования, располагаемого в шахте, должны быть электрически соединены во избежание искрения.
Различают основные и местные заземлители. Основной заземлитель представляет собой полоску из металла, установленную в водосборнике или зумпфе. На каждую шахту устанавливают не менее двух основных заземлителей для обеспечения резервирования на случай выхода одного из них из строя. Единая группа основных заземлителей существует даже тогда, когда шахта имеет несколько горизонтов. Система заземления каждого из горизонтов электрически соединяется с основными заземлителями.
В особых случаях допускается размещение основного заземлителя на поверхности земли, а также использование в качестве второго основного заземлителя металлической трубы, которой укрепляется скважина.
Местные заземлители организуются непосредственно рядом с трансформаторными и распределительными подстанциями, а также некоторыми видами электрооборудования. В качестве местных заземлителей используют металлические полоски, укладываемые на подушку из дробленой породы. Также допускается использовать в качестве местных заземлителей металлические желоба системы гидротранспорта, а также рамные крепи.
При контроле, замер сопротивления всей системы заземления осуществляют у каждого заземлителя в отдельности.
Согласно п. 1.2.3 данного ГОСТ, главная цепь заземления и заземляющий контур должны выполняться из толстого стального проводника сечением не менее 100 кв. мм. Применение алюминиевых проводов в системе заземления не допускается.
Каждый объект, для которого требуется заземление, должен присоединяться к сборным заземляющим шинам или заземлителю при помощи отдельного ответвления из стали или меди сечением не менее 50 и 25 кв. мм соответственно. Сборные заземляющие проводники для группы объектов изготовляют из стали сечением не менее 50 кв. мм или из меди сечением не менее 25 кв. мм (п.п. 1.3.9 — 1.3.10).
Для устройств связи ГОСТ дает некоторые послабления. Так, допускается присоединение аппаратуры к заземлителям стальным или медным проводом сечением не менее 12 и 6 кв. мм соответственно. А для искробезопасного оборудования телефонной связи допускается использование только местного заземлителя без подключения к общей сети заземления.
Измерять сопротивление заземления по всей сети и визуально осматривать систему заземления нужно не реже 1 раза в 3 месяца. Отдельно, не реже 1 раза в 6 месяцев производят осмотр и, при необходимости, ремонт основных заземлителей.
Следует отметить, что рассматриваемый ГОСТ в целях безопасности запрещает использовать в шахтах электрические сети с глухозаземленной нейтралью, а также подсоединять к ним потребителей, находящихся под землей. Исключение сделано только для подземных железных дорог.
Два дополнительных норматива - правила и инструкция
В «Правилах. » есть отдельный раздел VII «Требования электробезопасности», где рассматриваются в том числе и вопросы, связанные с заземлением (п. 1008). Также о заземлении речь идет в разделах, посвященных подземному электротранспорту в шахте.
П. 1008 дает норму на сопротивление заземления при добыче открытым способом, но… ничего не говорит о норме для шахт. По сравнению с ГОСТ добавлено требование заземлять кабели систем освещения через каждые 100 м. И отменено обязательное использование местного заземления при разработках в породах с высоким удельным сопротивлением.
В остальном требования П.1008 «Правил. » не противоречат ГОСТ, однако, гораздо менее детализированы и информативны.
Тем не менее, если вести речь о вопросах электробезопасности, не связанных напрямую с организацией заземления, а именно, применении УЗО, нормировании параметров изоляции и т. п., то в этой части «Правила. » проработаны достаточно подробно.
Кроме указанного документа, Ростехнадзором также была принята 6 ноября 2012 г. «Инструкция по устройству, осмотру и измерению шахтных заземлений». Она имеет статус федеральных норм и правил в области промышленной безопасности.
Читайте также: