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第四章供電系統(tǒng)一、概述WELL STAR綜合錄井儀供電系統(tǒng)有接地保護(hù)、防爆接線盒、安全控制系統(tǒng)、變壓器、配電系統(tǒng)等部分。儀器能適應(yīng)多種井場發(fā)電機(jī)，電源輸入電壓440V（線電壓，以下若無特殊說明，三相電均指線電壓）、380V、220V；頻率50/60Hz均可。本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中充分考慮到用戶操作和檢修方便。為了使工作人員接電源線時(shí)不用每次都拆裝電纜通道（MCT），在儀器房儲(chǔ)藏室設(shè)置了一個(gè)總電源防爆接線盒，電源線每次只要接到這個(gè)接線盒就可以了，而從接線盒通過電纜通道接到儀器房內(nèi)安全控制系統(tǒng)的電纜則在儀器出廠前就一次性安裝好了。電源在輸入到用電設(shè)備之前，都要經(jīng)過電源配電箱統(tǒng)一控制。各部分電氣設(shè)備都有自己單獨(dú)的斷路器。在操作和維修時(shí)可以互不干擾。斷路器不僅可以控制電源的通斷，也是短路、過載等電路故障的保護(hù)器。二、接地保護(hù)供電系統(tǒng)擁有可靠的接地保護(hù)。電氣設(shè)備發(fā)生漏電現(xiàn)象時(shí)，電流會(huì)通過接地線迅速流入大地，使外殼仍保持零電位；這時(shí)，系統(tǒng)的保護(hù)裝置（如斷路器等）就能及時(shí)切斷電源。儀器房電源通過隔離變壓器實(shí)現(xiàn)輸入輸出隔離，地線也隔離。所以在本系統(tǒng)中，有兩路接地輸入，一是通過儀器房外殼上的接地柱與儀器所配的接地棒連接，接地棒埋入大地，從而達(dá)到儀器房箱體接地；二是電源輸入線中的地線與井場發(fā)電機(jī)接地相連，然后通過防爆接線盒再經(jīng)過安全控制系統(tǒng)輸?shù)阶儔浩鬏斎攵?。需要注意的是，在安全控制系統(tǒng)中，地線是與電源都受安全控制系統(tǒng)控制而同時(shí)通斷的，這是防爆的要求。在儀器房內(nèi)部，凡固定安裝在儀器房箱體上的設(shè)備如烘箱、空調(diào)等都可以通過其金屬外殼直接與儀器房相連接。配電箱本身也安裝在儀器房箱體上，在配電箱最下面的一根導(dǎo)軌上安裝了一排接線端子，其中有14個(gè)黃綠色的接地線端子，它們通過導(dǎo)軌相互導(dǎo)通，并且與配電箱外殼連接，進(jìn)而使這些接地端子都達(dá)到接地目的。從這些端子分別引出若干導(dǎo)線與各電源插座的接地線相連，所有的用電設(shè)備（包括上面提到過的安裝在儀器房箱體上的設(shè)備）都可以通過電源插座中的這根接地線來實(shí)現(xiàn)接地保護(hù)。另外，從配電箱中的一個(gè)接地端子引出一根導(dǎo)線與變壓器輸出端的中線連接，這就保證當(dāng)儀器中某設(shè)備發(fā)生漏電事故時(shí)，能形成回路，從而促使電路控制裝置跳閘保護(hù)。儀器房電源線接入之前，必須先將儀器房外殼上的接地柱接地。WELL STAR綜合錄井儀儀器房兩端都設(shè)有一個(gè)接地柱（旁邊有接地標(biāo)志），用導(dǎo)線把接地柱分別與兩根接地棒連接。注意：如果接地柱或接地棒與導(dǎo)線接觸面有銹跡或被臟物覆蓋，應(yīng)先用銼刀等工具將銹跡和臟物除去。接線時(shí)，一定要把螺絲擰緊，接完線，再用萬用表量一下，確保接觸可靠。然后，把接地棒埋入大地，如果在干燥的土壤里要注意經(jīng)常澆些水。接地棒埋地點(diǎn)離儀器房應(yīng)小于一點(diǎn)二米。如果儀器房旁邊無法直接接地（如石油平臺(tái)），則將接地柱連到附近已經(jīng)可靠接地的地方。從井場發(fā)電機(jī)輸入的接地線，與電源同時(shí)接。儀器房箱體隔離變壓器安全控制系統(tǒng)防爆接線盒井場發(fā)電機(jī)配電箱用電設(shè)備用電設(shè)備圖4-2、接地輸入流程圖三、防爆接線盒防爆接線盒位于儀器房儲(chǔ)藏室，接線盒兩邊各有四個(gè)用于電纜進(jìn)出的防爆格蘭，右邊四個(gè)用于接外界設(shè)備。接線盒里面是接線端子，共四組14個(gè)，每組4個(gè)。上面1組接總電源線，第2組接220V電動(dòng)脫氣機(jī)1，第3組接380V電動(dòng)脫氣機(jī)2。每組中上面三個(gè)接相線，下面一個(gè)接地線（或中線）。除電源線外其它三組應(yīng)按照電線顏色一一對(duì)應(yīng)連接。電源線接入之前，必須先確認(rèn)一下電源電壓。目前，供電系統(tǒng)都是按照380V輸入電壓設(shè)置（也可根據(jù)用戶要求在出廠前另外設(shè)置），如果電源電壓與現(xiàn)行設(shè)置不同，就必須作一些相應(yīng)的預(yù)備工作。具體操作請(qǐng)參閱變壓器部分和第四章安全控制系統(tǒng)。儀器的電源線是46mm2的鎧裝耐火電纜，一頭接井場電源輸出，另一頭接到防爆接線盒中的接線端子。操作時(shí)，先打開接線盒，然后，擰松格蘭（電源輸入），把電纜線從格蘭中間穿進(jìn)接線盒，接到下面四個(gè)接線端子的右邊（左邊已接好）。電源電纜包括紅、黃、藍(lán)、黃/綠四根線，其中，紅黃藍(lán)三根作為相線，分別接上面三個(gè)接線端子，黃/綠色的這根作為地線，與第四個(gè)連接。接完后，擰緊格蘭，蓋上接線盒的蓋子。電源線與井場電源的連接，隨現(xiàn)場情況的不同而異，連接時(shí)一定要認(rèn)準(zhǔn)相線和地線。在儀器內(nèi)部通電前，先用萬用表測量輸入電源，確認(rèn)每一相的電壓、頻率等是否正常。四、安全控制系統(tǒng)整個(gè)儀器房采用正壓防爆，主電源的通斷在防爆箱里受安全控制系統(tǒng)的控制。只有在安全檢測全部通過的情況下，主電源才能導(dǎo)通，并且一旦發(fā)現(xiàn)異常，系統(tǒng)將自動(dòng)關(guān)閉主電源。主電源可通過交流接觸器實(shí)現(xiàn)欠壓保護(hù)。詳見第四章安全控制系統(tǒng)。五、變壓器儀器主電源的輸入電壓可以有多種，但是儀器的大多數(shù)用電設(shè)備額定電壓是一定的。為解決這一矛盾，在安全控制系統(tǒng)輸出后，用三相變壓器變壓，再輸送到配電箱（圖3-4）。變壓器的輸入有三種選擇：220V、380V、440V；輸出都是一組三相380V，一組三相220V和一組單相110V。打開變壓器的防護(hù)罩，可以看到上下兩排接線端子。一排接線端子是變壓器的輸入，分為三組，分別標(biāo)有“220V”、“380V”、“440V”，每組有三個(gè)端子，根據(jù)輸入電壓的不同，將三根相線分別接到對(duì)應(yīng)電壓的三個(gè)端子?！癗”接地線。另一排是變壓器的輸出，其中，標(biāo)著“380V”的三個(gè)是三相380V輸出；標(biāo)著“220V”的三個(gè)是三相220V輸出；標(biāo)著“N”的是三相的中線；標(biāo)著“110V”的是110V輸出。六、配電箱變壓器的輸出首先到配電箱，通過配電箱上的操作來控制儀器其它電氣設(shè)備的電源輸入。配電箱內(nèi)共有兩層，里面一層是器件的安裝導(dǎo)軌和連接線等；外面一層是操作面板。打開配電箱的門，就可以看到操作面板。操作面板上有2排斷路器，四位斷路器為三相控制，兩位斷路器為單相控制。斷路器的操作手柄向下為斷開，電源不通；要打開電源，就把操作手柄向上撥，斷路器閉合，電源導(dǎo)通。三相電源進(jìn)入配電箱，經(jīng)過總開關(guān)（斷路器）后將A、B、C相分配到各分開關(guān)（斷路器），由這些分開關(guān)控制各部分電氣設(shè)備的電源輸入。電源經(jīng)過分開關(guān)后，統(tǒng)一接到配電箱最下面的一排接線端子（在里層），再由電纜線從這些接線端子輸送到儀器房的各個(gè)電源插座。除了110V外所有電源都受總開關(guān)控制，在操作其它開關(guān)之前，必須先將其打開。110V不經(jīng)過總開關(guān)，打開斷路器，就有交流110V的電源輸送到電源插座。斷路器除了作為開關(guān)之用外，還可以起到電路保護(hù)作用。當(dāng)回路中發(fā)生短路、過載、漏電故障時(shí)，斷路器會(huì)自動(dòng)跳閘（操作手柄彈到向下位置），從而切斷回路電源。在排除故障后，只要將操作手柄撥上去，又能正常工作。配電箱接線圖室內(nèi)儀器設(shè)施（除空調(diào)，取暖器，烘箱，電脫外）均有UPS供電。七：互感器DLS-CPSIC在機(jī)柜上安裝了電壓，電流，頻率轉(zhuǎn)換開關(guān)，其原理如圖所示：123456879101211ABCV圖4-6：電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)12435687910121114131516BCAA圖4-7：電流轉(zhuǎn)換開關(guān)123456879101211ABCF圖4-8 頻率轉(zhuǎn)換開關(guān) 電源插座通過配電箱控制后，電源分別輸送到儀器房的各用電設(shè)備，但是電源并不直接連到電器，而是通過電源走線槽連到電源插座，電氣設(shè)備在使用時(shí)，必須先把電源插頭插到指定的這些插座上。除了幾個(gè)備用插座外，其它電源插座都是專插專用的，每個(gè)插座上都有標(biāo)簽注明應(yīng)該用于哪個(gè)設(shè)備。使用時(shí)不能搞錯(cuò)，否則會(huì)引起三相電源負(fù)載不平衡，或者因?yàn)橐徊糠重?fù)載過大使斷路器跳閘，從而影響這部分設(shè)備的正常工作。走線槽上紅色面板的插座都是UPS電源，白色面板的是市電電源，金色面板是110V電源。儀器房電源系統(tǒng)接線圖儀器房配置了兩臺(tái)空調(diào)?？照{(diào)經(jīng)過防爆改裝，室外機(jī)一分為二，壓縮機(jī)放在室內(nèi)，而放在室外的風(fēng)扇則將原來的單相馬達(dá)改成三相防爆馬達(dá)。本來室內(nèi)機(jī)輸出的220V電源直接啟動(dòng)壓縮機(jī)和風(fēng)扇，但經(jīng)過改裝后，馬達(dá)變?yōu)槿啵园?20V電源接到交流接觸器的線包兩端，線包一得電，接觸器常開觸點(diǎn)閉合，風(fēng)扇就能正常工作。斷路器交流接觸器空調(diào)風(fēng)扇空調(diào)室內(nèi)機(jī)空調(diào)壓縮機(jī)MCT圖410: 空調(diào)工作流程圖三相單相 照明儀器的照明分為兩個(gè)部分：一是日光燈；二是防爆應(yīng)急燈。日光燈由大房間內(nèi)開關(guān)盒上的開關(guān)控制。防爆應(yīng)急燈直接由配電箱上的照明斷路器供電。當(dāng)應(yīng)急燈有市電輸入時(shí)，燈不亮，這時(shí)市電對(duì)應(yīng)急燈內(nèi)的電池充電。只有在斷電時(shí)，應(yīng)急燈才由電池供電發(fā)光。在充足電的情況下，應(yīng)急照明時(shí)間可以達(dá)到半小時(shí)以上。 UPS電源使用2臺(tái)3KW的UPS給儀器房室內(nèi)設(shè)施供電，UPS電源可通過串口（RS485）與計(jì)算機(jī)連接，進(jìn)行監(jiān)控調(diào)整。機(jī)柜上所有儀器均有1臺(tái)UPS提供電源，墻壁上UPS插座由第2臺(tái)UPS提供。配電箱UPS1UPS2機(jī)柜電器墻面插座（紅色為UPS電源） 取暖器取暖設(shè)備流程圖：配電箱交流接觸器3相市電霍尼威爾開關(guān)控制加熱單元風(fēng)機(jī)馬達(dá)第五章 安全控制系統(tǒng)一、 概述DLS-CPSIC綜合錄井儀能在二類危險(xiǎn)區(qū)域工作。它采用了正壓防爆設(shè)計(jì)，就是用儀器房上風(fēng)口三十米外的安全區(qū)域的空氣（保護(hù)氣體）不斷清掃儀器房，并使儀器房內(nèi)保持對(duì)室外50Pa以上的空氣壓力，阻止儀器房外可能的危險(xiǎn)氣體（可燃性氣體或有毒有害氣體）進(jìn)入儀器房，從而達(dá)到防爆的目的。抽保護(hù)氣體清掃儀器房并使儀器房保持正壓的工作是由增壓風(fēng)機(jī)完成。保護(hù)氣體在清掃儀器房五遍后，才能認(rèn)為儀器房內(nèi)的氣體是安全的。而在這之前，則認(rèn)為儀器仍處于可能爆炸的危險(xiǎn)狀態(tài)，這時(shí)，主電源不啟動(dòng)，儀器房內(nèi)的所有不防爆電氣設(shè)備都無法工作。在清掃完成，室內(nèi)壓力達(dá)到50Pa以上，才能啟動(dòng)主電源。室內(nèi)壓力一旦低于50Pa，就要發(fā)出報(bào)警，一分鐘內(nèi)壓力不能恢復(fù)到50Pa以上，就立即自動(dòng)關(guān)閉主電源。為了防止由于抽進(jìn)來的保護(hù)氣體質(zhì)量不可靠（如現(xiàn)場危險(xiǎn)氣體擴(kuò)散到三十米外）而引起爆炸危險(xiǎn)，在儀器房內(nèi)進(jìn)風(fēng)口附近裝有可燃性氣體檢測器，當(dāng)室內(nèi)可燃性氣體濃度達(dá)到最低爆炸范圍的百分之二十，即20%LEL時(shí)，發(fā)出報(bào)警，當(dāng)濃度達(dá)到45%LEL時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉主電源和風(fēng)機(jī)。另外，在主電源啟動(dòng)的同時(shí)，煙霧檢測器開始工作。當(dāng)室內(nèi)煙霧（可能是火災(zāi)引起）達(dá)到一定濃度時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉主電源和風(fēng)機(jī)。上述防爆控制統(tǒng)稱為安全控制系統(tǒng)。圖5-1為關(guān)閉流程。注：硫化氫檢測選配。主開關(guān)應(yīng)急開關(guān)開關(guān)電源可燃性氣體檢測關(guān)閉啟動(dòng)延時(shí)十分鐘延時(shí)一分鐘壓力檢測硫化氫檢測報(bào)警器報(bào)警器煙霧檢測交流接觸器輸出輸入圖5-1 關(guān)閉流程45%LEL20PPm20%LEL10PPm煙霧低于50Pa交流接觸器風(fēng)機(jī)三相主電源單相風(fēng)機(jī)電源儀器在陸地上使用，環(huán)境允許時(shí)，可以不使用增壓系統(tǒng)，但是可燃性氣體檢測和煙霧檢測仍然有效。1空氣開關(guān)2報(bào)警設(shè)置板3交流接觸器24交流接觸器15熱繼電器6開關(guān)電源7時(shí)間繼電器18時(shí)間繼電器29風(fēng)機(jī)指示燈10電源指示燈11啟動(dòng)按鈕12風(fēng)機(jī)停止按鈕13系統(tǒng)開關(guān)14繼電器15空氣開關(guān)操作桿16隔離柵17接線端子圖5-2隔爆箱1234569101311121416171578二、防爆箱主電源啟動(dòng)之前，安全控制系統(tǒng)就必須開始工作，而此時(shí)儀器還沒有達(dá)到防爆要求（指保護(hù)氣體清掃未完成或壓力不到），所以安全控制系統(tǒng)要采取防爆措施。安全控制系統(tǒng)大部分元件本身不具備防爆功能，所以將它們放在隔爆箱中，即使這些電子器件在工作中產(chǎn)生火花也不會(huì)波及到隔爆箱外，就能滿足儀器房整體防爆的要求。1主開關(guān)主開關(guān)是一個(gè)三相加一地80A的空氣開關(guān)，井場電源經(jīng)防爆接線盒（第三章）輸入到主開關(guān)。它是儀器所有電源的總開關(guān)，并對(duì)總電源進(jìn)行短路保護(hù)。主 開 關(guān)防爆接線盒L1L2L3N隔爆箱圖5-3主開關(guān)2開關(guān)電源安全控制系統(tǒng)中的控制和氣體檢測部分用的都是直流24V（DC24V）的電源，開關(guān)電源將輸入的93265V的交流電源穩(wěn)定為DC24V輸出，作為安全控制系統(tǒng)的工作電源。開關(guān)電源啟動(dòng)后，電源指示燈（Power）亮。主 開 關(guān)開關(guān)電源NL1NL電源指示燈+24V應(yīng)急開關(guān)圖5-4 開關(guān)電源AC220V3報(bào)警設(shè)置板可燃性氣體與H2S的報(bào)警和關(guān)閉以及煙霧關(guān)閉都是由報(bào)警設(shè)置板控制的?？扇夹詺怏w傳感器、煙霧傳感器輸出的都是電流信號(hào)，當(dāng)電流超過標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，報(bào)警板就能相應(yīng)的發(fā)出報(bào)警或者關(guān)閉信號(hào)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值就是根據(jù)防爆標(biāo)準(zhǔn)和用戶要求設(shè)置的。開關(guān)電源電源模塊+-+15V+15VX112DC24V三端穩(wěn)壓器INOUT報(bào)警設(shè)置板圖5-5報(bào)警設(shè)置板電源 電源：由開關(guān)電源供應(yīng)的DC24V電源經(jīng)過插座X1分別輸送到DC/DC轉(zhuǎn)換器電源模塊和三端穩(wěn)壓器7815（圖4-5）。三端穩(wěn)壓器輸出的DC15V與輸入DC24V是共地的，這路輸出用于可燃性氣體和煙霧的報(bào)警、關(guān)閉設(shè)置。電源模塊的輸出是獨(dú)立的DC15V，用于可能的H2S報(bào)警、關(guān)閉設(shè)置。+15VX3電流信號(hào)輸入231比較器報(bào)警報(bào)警設(shè)置板設(shè)置電位器采樣電阻保護(hù)電阻輸出圖5-6 報(bào)警點(diǎn)設(shè)置原理 報(bào)警和關(guān)閉點(diǎn)設(shè)置傳感器輸出的電流信號(hào)通過采樣電阻（圖4-6），在電阻兩端形成相應(yīng)的電壓值，這個(gè)電壓正端接到比較器的負(fù)端。另外，將15V電壓加載到由保護(hù)電阻和設(shè)置電位器串聯(lián)而成的回路上，設(shè)置電位器兩端也產(chǎn)生一個(gè)電壓，稱為標(biāo)準(zhǔn)電壓，接到比較器的正端。當(dāng)比較器正端輸入電壓大于負(fù)端時(shí)，輸出是高電平（+15V），當(dāng)負(fù)端大于正端時(shí)，就輸出一個(gè)低電平（接近0V）的報(bào)警（或關(guān)閉）控制信號(hào)。標(biāo)準(zhǔn)電壓可以通過電位器調(diào)節(jié)，隨著標(biāo)準(zhǔn)電壓的升降，傳感器的報(bào)警或關(guān)閉點(diǎn)也隨之改變。與 非 門報(bào)警設(shè)置板INOUT煙霧1煙霧2可燃性氣體電阻三極管繼電器二極管9101113+15V+24V+24V1X212關(guān)閉34X2+24V2報(bào)警器報(bào)警圖5-7 報(bào)警設(shè)置板關(guān)閉（報(bào)警）原理 關(guān)閉控制當(dāng)傳感器輸出電流過大，比較器就輸出低電平到與非門（圖4-7）。與非門的三個(gè)輸入端任何一個(gè)是低電平，則它就輸出一個(gè)高電平。高電平經(jīng)過電阻驅(qū)動(dòng)三極管，使三極管導(dǎo)通，繼電器立即吸合，常閉觸點(diǎn)斷開，這樣就切斷了+24V的電源。使后面的增壓控制和主電源啟動(dòng)電路不工作，就達(dá)到自動(dòng)關(guān)閉的目的。在報(bào)警控制中，用繼電器的常開觸點(diǎn)，觸點(diǎn)閉合，報(bào)警器才可能工作。4增壓控制啟動(dòng)按鈕（Start）有兩對(duì)常開觸點(diǎn)，一路啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，一路啟動(dòng)壓力檢測和主電源。按下啟動(dòng)按鈕，交流接觸器1線包得電吸合，常開觸點(diǎn)閉合，三相交流電源就能輸送到增壓風(fēng)機(jī)，同時(shí)又對(duì)啟動(dòng)按鈕自鎖，使風(fēng)機(jī)持續(xù)工作。熱繼電器（請(qǐng)參閱第三章配電箱電脫部分）是風(fēng)機(jī)的過載和斷相保護(hù)裝置。發(fā)生意外時(shí)，熱繼電器常閉觸點(diǎn)斷開，接觸器線包掉電釋放，風(fēng)機(jī)就停止。在這里，熱繼電器采用的是自動(dòng)復(fù)位方式。停止按鈕（Fan Stop）是增壓風(fēng)機(jī)的手動(dòng)停止開關(guān)。常閉觸點(diǎn)一斷開就能切斷接觸器線包電源。風(fēng)機(jī)指示燈（Fan）并聯(lián)在接觸器線包兩端，只要線包得電（即風(fēng)機(jī)工作），它就亮。隔離柵1是本質(zhì)安全型防爆方式的控制設(shè)備，工作電源DC24V，它將“1”、“3”腳之間的電流能量限制到很小，絕對(duì)不會(huì)產(chǎn)生火花而引爆危險(xiǎn)氣體。當(dāng)壓差開關(guān)閉合時(shí)（室內(nèi)壓力低），隔離柵輸出腳“7”跟“8”導(dǎo)通，報(bào)警器就可以工作，同時(shí)，時(shí)間繼電器1開始計(jì)時(shí)，一分鐘后，常閉觸點(diǎn)斷開，整個(gè)控制系統(tǒng)全部斷電，從而達(dá)到自動(dòng)關(guān)閉的目的。系統(tǒng)開關(guān)（System Switch）也叫增壓選擇開關(guān)，有兩對(duì)觸點(diǎn)。需要增壓時(shí)，圖七中的一對(duì)觸點(diǎn)閉合，增壓系統(tǒng)可以工作；而不要增壓的話，使其斷開，系統(tǒng)就不再工作了。系統(tǒng)開關(guān)在結(jié)構(gòu)上是一個(gè)帶鎖的轉(zhuǎn)換開關(guān)，操作器就是鑰匙。由于增壓系統(tǒng)關(guān)系到防爆安全，不能隨便關(guān)閉，所以鑰匙應(yīng)該由專人保管負(fù)責(zé)。L1L2L3風(fēng)機(jī)常閉延時(shí)斷開觸點(diǎn)啟動(dòng)按鈕接觸器自鎖繼電器自鎖風(fēng)機(jī)停止按鈕+24V1系統(tǒng)開關(guān)接觸器1線包時(shí)間繼電器1隔離柵1繼電器線包風(fēng)機(jī)指示燈81415713熱繼電器接觸器報(bào)警器壓差開關(guān)圖5-8 增壓控制原理圖5-9 主電源控制原理時(shí)間繼電器1觸點(diǎn)啟動(dòng)按鈕繼電器自鎖+24V1繼電器線包時(shí)間繼電器2a常開延時(shí)閉合觸點(diǎn)系統(tǒng)開關(guān)繼電器常開觸點(diǎn)接觸器2線包L2Nb交流接觸器2L1L2L3N隔離柵1+24V1+24V2（用于煙霧傳感器）氣體報(bào)警器壓力報(bào)警器變壓器c主電源5主電源啟動(dòng)啟動(dòng)按鈕中的主電源啟動(dòng)觸點(diǎn)閉合時(shí)（圖5-9 a），繼電器線包得電吸合，其中一對(duì)常開觸點(diǎn)就閉合自鎖。同時(shí)，時(shí)間繼電器2得電開始計(jì)時(shí)，10分鐘后（保護(hù)氣體清掃儀器房5遍需要9分多鐘），常開延時(shí)閉合觸點(diǎn)閉合（圖5-9 b），交流接觸器2得電吸合，其常開觸點(diǎn)閉合，主電源導(dǎo)通（圖5-9 c）；氣體（可燃性氣體、H2S）報(bào)警器和壓力報(bào)警器允許工作；煙霧傳感器（+24V2輸出）開始工作。一旦氣體（可燃性氣體、煙霧、H2S）檢測或者壓力檢測有問題，只要一切斷+24V1電源（報(bào)警設(shè)置板控制），時(shí)間繼電器2斷電，常開延時(shí)閉合觸點(diǎn)立即斷開，交流接觸器掉電釋放，主電源、報(bào)警器和煙霧傳感器都自動(dòng)關(guān)閉。當(dāng)系統(tǒng)開關(guān)置于增壓位置時(shí)，圖4-9中的觸點(diǎn)斷開，交流接觸器受時(shí)間繼電器2控制；當(dāng)系統(tǒng)開關(guān)置于不增壓狀態(tài)時(shí)，觸點(diǎn)閉合，接觸器受繼電器的另一對(duì)常開觸點(diǎn)控制，按鈕一啟動(dòng)，主電源等就立即導(dǎo)通了。三、 外圍設(shè)備1 增壓風(fēng)機(jī)DLS-CPSIC綜合錄井儀的增壓風(fēng)機(jī)是離心式防爆風(fēng)機(jī)。通過葉片的旋轉(zhuǎn)，將室外的空氣抽進(jìn)來，使儀器房內(nèi)壓力升高。儀器房大房間最里面有個(gè)出風(fēng)口，在進(jìn)風(fēng)口大量保護(hù)氣體進(jìn)入導(dǎo)致儀器房壓力升高后，室內(nèi)的氣體就會(huì)從出風(fēng)口排出去。由于在增壓系統(tǒng)啟動(dòng)的情況下，風(fēng)機(jī)是始終工作的，所以保護(hù)氣體就能源源不斷的將室內(nèi)原有氣體置換出去，從而保證了儀器房的安全。儀器房的進(jìn)出風(fēng)口都裝有防火閘，既可以阻止外部火苗的侵入，又能調(diào)節(jié)室內(nèi)壓力。防火閘內(nèi)部有一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片，隨著葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)，流過防火閘的空氣流量也隨之改變。當(dāng)進(jìn)風(fēng)口流量增大或出風(fēng)口流量減小時(shí)，壓力升高，反之則降低。在溫度大于70時(shí)，防火閘能自動(dòng)關(guān)閉，以阻止室內(nèi)與室外的空氣對(duì)流。注意：室內(nèi)壓力不能調(diào)到低于壓差開關(guān)設(shè)置值。保護(hù)氣體應(yīng)該從儀器房上風(fēng)口抽取。增壓系統(tǒng)工作前，要把3根10米長的阻燃管連起來，把風(fēng)機(jī)放在上風(fēng)口，一頭接到風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口（圖5-10），另一頭接到儀器房的進(jìn)風(fēng)口。這些管子的所有連接處都必須用卡箍卡住，隨著風(fēng)向的改變，管子的進(jìn)口處要隨時(shí)移動(dòng)。圖5-102 應(yīng)急開關(guān)（Emergency Switch）附圖5-11應(yīng)急開關(guān)連接框圖主開關(guān)開關(guān)電源隔爆箱應(yīng)急開關(guān)CNCL1L出現(xiàn)緊急情況，需要立即全部關(guān)閉電源，可以使用應(yīng)急開關(guān)。應(yīng)急開關(guān)的常閉觸點(diǎn)串在主開關(guān)和開關(guān)電源中間（圖5-11），按下應(yīng)急開關(guān)，觸點(diǎn)斷開，開關(guān)電源停止工作，后面的控制設(shè)備馬上就能關(guān)閉。應(yīng)急開關(guān)是一個(gè)蘑菇形的鎖定按鈕，按下后不會(huì)自動(dòng)彈起，要使其復(fù)位，需沿著箭頭方向輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)蘑菇頭，直到蘑菇頭彈起。應(yīng)急開關(guān)位于儀器房內(nèi)門的旁邊，便于工作人員操作和逃生。3 報(bào)警器報(bào)警設(shè)置板3+24V24氣體報(bào)警器交流接觸器2+24V2壓力報(bào)警器交流接觸器2隔離柵1圖5-12 報(bào)警器控制原理X2氣體報(bào)警和壓力報(bào)警都采用了聲光報(bào)警器。兩個(gè)報(bào)警器發(fā)出的聲音是不一樣的，在發(fā)出的聲音的同時(shí)，報(bào)警器上的信號(hào)燈會(huì)閃爍。報(bào)警器本身不防爆，只能在主電源啟動(dòng)（即交流接觸器2吸合）后才可以工作。氣體報(bào)警器由報(bào)警設(shè)置板控制；壓力報(bào)警器由隔離柵1控制。4可燃性氣體傳感變送器（Combustible gas detector）可燃性氣體傳感變送器是隔爆型的電氣設(shè)備，用于檢測儀器房室內(nèi)（特別是進(jìn)風(fēng)口附近）可燃性氣體的濃度。它的電源直接由開關(guān)電源供應(yīng)，開關(guān)電源一啟動(dòng)就開始工作。變送器測量范圍是099%LEL，線形對(duì)應(yīng)于輸出電流420mA，輸出通過報(bào)警設(shè)置板發(fā)出報(bào)警或關(guān)閉信號(hào)。除了電流輸出，它本身還帶有顯示，顯示的是濃度值，單位%LEL。可燃性氣體傳感器14556+24VX3報(bào)警設(shè)置板圖5-13 可燃性氣體傳感器工作示意圖隔爆箱可燃性氣體傳感變送器有個(gè)短暫的穩(wěn)定過程，剛一啟動(dòng)時(shí)，顯示數(shù)值很高（足夠達(dá)到關(guān)閉點(diǎn)），輸出電流也很大，然后快速降低（除非確實(shí)有可燃性氣體），幾秒鐘后即能穩(wěn)定。變送器長時(shí)間工作后，可能會(huì)產(chǎn)生信號(hào)漂移（如出現(xiàn)負(fù)值等），所以必須對(duì)它進(jìn)行標(biāo)定。具體標(biāo)定方法請(qǐng)參閱變送器本身的說明書。儀器配有可燃性氣體的標(biāo)準(zhǔn)氣樣，用于可燃性氣體傳感變送器的標(biāo)定。在本儀器的標(biāo)定中，標(biāo)準(zhǔn)氣樣應(yīng)作為30%LEL。煙霧傳感器小房間大房間圖5-14 煙霧傳感器5煙霧傳感器（Smoke Detector）+-+-煙感一煙感二1324+24V2報(bào)警設(shè)置板隔爆箱X3圖5-15 煙霧傳感器工作示意圖儀器大房間和小房間的房頂天花板上各裝有一個(gè)煙霧傳感器。該傳感器不防爆，只能在主電源啟動(dòng)后才工作。當(dāng)室內(nèi)煙霧達(dá)到一定的濃度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)約30 mA的電流信號(hào)（正常情況下電流小于0.1 mA），通過報(bào)警設(shè)置板發(fā)出關(guān)閉信號(hào)。6壓差開關(guān)(Diff Pressure Switch)CNCNO13隔離柵1隔爆箱壓力調(diào)節(jié)器壓差開關(guān)圖5-17 壓差開關(guān)示意圖壓差開關(guān)用于檢測儀器房室內(nèi)壓力與室外壓力的差。它的兩個(gè)壓力輸入口，一個(gè)接室內(nèi)（由于壓差開關(guān)本身在室內(nèi)，實(shí)際上不用接），另一個(gè)標(biāo)有“Low”的輸入口通過氣管線接到儀器房外面。當(dāng)兩者之間的壓力差超過一定值時(shí)，它就能驅(qū)動(dòng)內(nèi)部的開關(guān)。這個(gè)壓力差可以由壓差開關(guān)上的壓力調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)，目前調(diào)到50Pa（調(diào)節(jié)器沒有刻度指示，無法精確設(shè)置，只能通過壓力表指示）。本系統(tǒng)用的是壓差開關(guān)的常閉觸點(diǎn)，當(dāng)儀器房內(nèi)壓力大于50Pa時(shí)，觸點(diǎn)斷開，一旦壓力低于50Pa，觸點(diǎn)閉合，通過隔離柵1控制報(bào)警器和自動(dòng)關(guān)閉。增壓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，幾秒鐘內(nèi)壓力就能升到50Pa，而室內(nèi)壓力不夠要持續(xù)60秒才會(huì)關(guān)閉，所以系統(tǒng)雖然在風(fēng)機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)壓力不到50Pa，卻也不影響整個(gè)啟動(dòng)。7壓力表（Diff Pressure Gauge）壓力表用于指示儀器房室內(nèi)和室外的壓力差。這是個(gè)負(fù)壓表，它將其所處環(huán)境即儀器房室內(nèi)的壓力作為零，而它的壓力輸入口通過氣管線連到室外，指針就顯示室外空氣壓力相對(duì)于室內(nèi)壓力的一個(gè)負(fù)值。所以，這個(gè)數(shù)值去掉負(fù)號(hào)，就是指室內(nèi)的正壓力。壓力表的測量范圍是0250 Pa。讀數(shù)時(shí)，將指針?biāo)笖?shù)值乘以10就得到實(shí)際壓力。四、安全控制系統(tǒng)操作1 預(yù)備工作如電源電壓變?yōu)?20V（現(xiàn)在配的為380V的），就必須作一些相應(yīng)的改動(dòng)。打開隔爆箱，空氣開關(guān)（主開關(guān)）左上角接著9#，10#（8#）線，9#線不動(dòng)，將其它線改接到旁邊原接11#線的端子，然后蓋緊隔爆箱。注意，當(dāng)下次電壓又變成380V時(shí)，則必須將上面所作的改動(dòng)再改回原樣。風(fēng)機(jī)電源現(xiàn)在為星形連接，線電壓為380V，相電壓為220V，若電源電壓變?yōu)?20V（線電壓），則將風(fēng)機(jī)馬達(dá)改為三角形連接，使其相電壓仍為220V。當(dāng)下次電壓又變成380V時(shí)，則必須將上面所作的改動(dòng)再改回原樣。2注意在進(jìn)行下面的操作時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)增壓風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)（室內(nèi)壓力不能達(dá)到要求），就要把外面電源線任意兩根相線連接的位置交換一下，可以在防爆接線盒里交換，也可以在連接井場電源處交換，但同時(shí)只交換一處。3啟動(dòng)和關(guān)閉安全控制系統(tǒng)的啟動(dòng)和關(guān)閉操作主要是在隔爆箱的蓋子上進(jìn)行。先確認(rèn)一下防爆箱上系統(tǒng)開關(guān)“System Switch”的位置。如果需要使用增壓系統(tǒng)，則將開關(guān)置于“1”，然后打開總開關(guān)“Main Switch”，電源指示燈“Power”亮，等幾秒鐘后(讓可燃性氣體傳感器穩(wěn)定一下)，按下綠色啟動(dòng)按鈕“Start”，增壓風(fēng)機(jī)開始工作，風(fēng)機(jī)指示燈“Fan”亮，室內(nèi)換氣約為10分鐘，氣體循環(huán)5 次后，開始通電，這樣可確保儀器在安全狀態(tài)下啟動(dòng)。如果室內(nèi)壓力降到低于50Pa，壓力報(bào)警器發(fā)出聲光報(bào)警，若60秒內(nèi)不能使壓力恢復(fù)到大于50Pa，則系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉風(fēng)機(jī)和主電源。按下紅色風(fēng)機(jī)停止按鈕“Fan Stop”，儀器房逐漸減壓，最終電源切斷。按下儀器房內(nèi)紅色緊急停止按鈕“Emergency Switch”，儀器房電源立即斷開。重新啟動(dòng)時(shí)，需轉(zhuǎn)動(dòng)緊急停止按鈕使其復(fù)位，然后再啟動(dòng)。儀器在陸地上使用，如環(huán)境允許時(shí)，可以不使用增壓系統(tǒng)，這時(shí)將系統(tǒng)開關(guān)置于“0”，然后按下啟動(dòng)按鈕，電源直接導(dǎo)通。關(guān)閉總開關(guān)“Main Switch”，可將儀器房電源全部關(guān)閉。1234561風(fēng)機(jī)指示燈2電源指示燈3風(fēng)機(jī)停止按鈕4啟動(dòng)按鈕5系統(tǒng)開關(guān)6主開關(guān)圖5-20 隔爆箱面板圖第六章 傳感器信號(hào)接口系統(tǒng)（SIP）概述SIP即Sensor Interface Panel傳感器接口面板，是整個(gè)WELL STAR綜合錄井儀傳感器信號(hào)采集轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。該系統(tǒng)把所有從井場來的傳感器信號(hào)（包括扭矩或電扭矩、溫度、擋板流量、壓力、密度、電導(dǎo)、體積、H2S等，可靈活地組合和擴(kuò)充傳感器種類和數(shù)量）經(jīng)過隔離柵轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的模擬量輸入數(shù)據(jù)采集母板處理，再經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳輸給計(jì)算機(jī)。SIP流程圖：現(xiàn)場傳感器現(xiàn)場分線盒MCTSIP采集箱隔離柵SIP采集母板HUB計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100米信號(hào)線網(wǎng)線SIP接口箱原理圖：SIP隔離柵分配：電纜號(hào)對(duì)號(hào)傳感器信號(hào)名圖爾克(TURCK)型號(hào)模塊號(hào)方向通道號(hào)11大鉤負(fù)荷WHO24V電源IM33-22EX-HI/24VDCA11#AD卡04-20mA2立壓SPP24V電源14-20mA3套壓CSIP24V電源IM33-22EX-HI/24VDCA224-20mA4扭矩TRQ24V電源34-20mA5出口流量MFO24V電源IM33-22EX-HI/24VDCA344-20mA61#H2S24V電源54-20mA7絞車（BPI1）8V電源MK13-22EX0-T/24VDCD11#CPU COM1信號(hào)A8信號(hào)B電源地91#泵沖8V電源MK13-22EX0-T/24VDCD21#AD卡0信號(hào)102#泵沖8V電源1信號(hào)11轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速RPM8V電源MK13-22EX0-T/24VDCD92信號(hào)122#H2S24V電源IM33-22EX-HI/24VDCA131#AD卡64-20mA21出口密度（MWO）24V電源IM33-22EX-HI/24VDCA41#AD卡74-20mA2出口溫度（MTO）24V電源84-20mA3出口電導(dǎo)（MCO）24V電源IM33-22EX-HI/24VDCA594-20mA4起下鉆罐（RDT）24V電源104-20mA51#體積（PIT1）24V電源IM33-22EX-HI/24VDCA6114-20mA62#體積（PIT2）24V電源124-20mA7絞車（BPI2）8V電源MK13-22EX0-T/24VDCD32#CPU COM1信號(hào)A8信號(hào)B電源地91#數(shù)字量8V電源MK13-22EX0-T/24VDCD41#AD卡3信號(hào)102#數(shù)字量8V電源4信號(hào)113#數(shù)字量8V電源MK13-22EX0-T/24VDCD95信號(hào)123#H2S24V電源IM33-22EX-HI/24VDCA13134-20mA31入口密度MWI24V電源IM33-22EX-HI/24VDCA72#AD卡04-20mA2入口溫度MTI24V電源14-20mA3入口電導(dǎo)MCI24V電源IM33-22EX-HI/24VDCA824-20mA43#體積24V電源34-20mA54#體積24V電源IM33-22EX-HI/24VDCA944-20mA65#體積24V電源54-20mA7絞車（BPI3）8V電源MK13-22EX0-T/24VDCD53#CPU COM1信號(hào)A8信號(hào)B電源地91#泵沖8V電源MK13-22EX0-T/25VDCD62#AD卡0信號(hào)102#泵沖8V電源1信號(hào)113#泵沖8V電源MK13-22EX0-T/24VDCD102信號(hào)124#H2S24V電源IM33-22EX-HI/24VDCA1464-20mA41模擬信號(hào)124V電源IM33-22EX-HI/24VDCA102#AD卡74-21mA2模擬信號(hào)224V電源84-21mA3模擬信號(hào)324V電源IM33-22EX-HI/24VDCA1194-21mA4模擬信號(hào)424V電源104-21mA5模擬信號(hào)524V電源IM33-22EX-HI/24VDCA12114-21mA6模擬信號(hào)624V電源124-21mA7絞車8V電源MK13-22EX0-T/24VDCD7信號(hào)A8信號(hào)B電源地94#數(shù)字量8V電源MK13-22EX0-T/24VDCD82#AD卡3信號(hào)105#數(shù)字量8V電源4信號(hào)116#數(shù)字量8V電源MK13-22EX0-T/24VDCD105信號(hào)12模擬信號(hào)724V電源IM33-22EX-HI/24VDCA14134-21mA備份通道連接表電纜號(hào)對(duì)號(hào)傳感器信號(hào)名圖爾克(TURCK)型號(hào)模塊號(hào)方向通道號(hào)備份通道1電壓信號(hào)10-10VMK31-111EX0-LI/24VDCV11#AD14GND2電壓信號(hào)20-10VMK31-111EX0-LI/24VDCV22#AD14GND3模擬量備份124V電源IM33-22EX-HI/24VDCA151#AD154-20mA4模擬量備份224V電源2#AD154-20mA5模擬量備份324V電源IM33-22EX-HI/24VDCA163#AD卡04-20mA6模擬量備份424V電源14-20mA7模擬量備份524V電源IM33-22EX-HI/24VDCA1724-20mA8模擬量備份624V電源34-20mA9模擬量備份724V電源IM33-22EX-HI/24VDCA1844-20mA10模擬量備份824V電源54-20mA11模擬量備份924V電源IM33-22EX-HI/24VDCA1964-20mA12模擬量備份1024V電源74-20mA13模擬量備份1124V電源IM33-22EX-HI/24VDCA2084-20mA14模擬量備份1224V電源94-20mA15模擬量備份1324V電源IM33-22EX-HI/24VDCA21104-20mA16模擬量備份1424V電源114-20mA17模擬量備份1524V電源IM33-22EX-HI/24VDCA22124-20mA18模擬量備份1624V電源134-20mA19模擬量備份1724V電源IM33-22EX-HI/25VDCA23144-20mA20模擬量備份1824V電源154-20mA21數(shù)字量備份18V電源MK13-22EX0-T/24VDCD113#AD卡0信號(hào)22數(shù)字量備份28V電源1信號(hào)23數(shù)字量備份38V電源MK13-22EX0-T/24VDCD122信號(hào)24數(shù)字量備份48V電源3信號(hào)25數(shù)字量備份58V電源MK13-22EX0-T/24VDCD134信號(hào)26數(shù)字量備份68V電源5信號(hào)SIP傳感器接線：現(xiàn)場分線盒1原理圖：現(xiàn)場分線盒2原理圖：現(xiàn)場分線盒3原理圖：現(xiàn)場分線盒4原理圖：100米滾筒線原理圖：一、SIP系統(tǒng)各部分介紹1. 開關(guān)電源 功能為SIP信號(hào)轉(zhuǎn)換提供24vDC。開關(guān)電源具有輸入電壓范圍寬，輸出電源穩(wěn)定的特點(diǎn)，本系統(tǒng)采用的開關(guān)電源U1、開關(guān)電源U2型號(hào)是SL10.100，輸出24VDC/5A是作為單元中不同電路的工作電壓，開關(guān)電源U1專為隔離柵提供24vDC。開關(guān)電源U2為SIP-MB采集母板提供電源。二個(gè)電源的使用是根據(jù)系統(tǒng)中各信號(hào)連通的要求來配置的。 操作打開電源開關(guān)，面板上的綠的指示燈亮。 功能檢查打開面板上的電源開關(guān)，打開面板下方的蓋子，找到標(biāo)志有+和-的接線端子（有一列四個(gè)標(biāo)有+、-的接線端子，這是為了適應(yīng)二個(gè)以上輸出點(diǎn)要求），用萬用表測量應(yīng)有（240.5）vDC的讀數(shù)，若沒有，應(yīng)檢查外電供電是否正常；若外電正常，而仍無24vDC輸出，則是開關(guān)電源內(nèi)部電路損壞，請(qǐng)調(diào)換一只新的開關(guān)電源。 注意事項(xiàng)開關(guān)電源的輸入及輸出引出線應(yīng)接觸良好。開關(guān)電源的輸入及輸出引出線應(yīng)平整，以保證保護(hù)蓋能壓下。開關(guān)電源U1及開關(guān)電源U2 24vDC輸出不能接錯(cuò)。2. MK33-221EX0-HLI電流轉(zhuǎn)換隔離柵MK33-221EX0-HLI兩道電流轉(zhuǎn)換隔離柵：11腳正，12腳負(fù)為電源輸入。1腳正，2腳負(fù)第一組，4腳正，5腳負(fù)第二組輸入變送器輸出的420mADC信號(hào)，7腳正，10腳負(fù)第一組，8腳正，9腳負(fù)第二組，輸出相對(duì)應(yīng)變化的020mADC，接入SIP-MB母板。 功能電流轉(zhuǎn)換將危險(xiǎn)區(qū)域來的420mADC轉(zhuǎn)換成020mADC送到安全區(qū)域。輸入與輸出信號(hào)隔離。 功能檢查正常工作時(shí)，隔離柵1腳正，2腳負(fù)一組，4腳正，5腳負(fù)一組，有相對(duì)應(yīng)輸入信號(hào)變化的電流輸出20mADC，此時(shí)應(yīng)檢查輸入端1腳正，2腳負(fù)一組，4腳正，5腳負(fù)一組，若輸入端電流=4mA或20mA，說明工作正常，若輸入端電流4mA或20mA，則說明隔離柵損壞應(yīng)調(diào)換。 注意事項(xiàng)隔離柵在出廠前已安裝牢固，若想要調(diào)換隔離柵請(qǐng)用起子將隔離柵兩邊黑色的鎖緊卡口撥開才能取出。新的隔離柵安裝時(shí)應(yīng)垂直插入安裝導(dǎo)軌內(nèi)