Zastosowanie przekaźnika różnicowoprądowego serii ASJ na platformie morskiej

Abstrakcyjny:Poprzez analizę zwarcia doziemnego platformy oceanicznej w artykule omówiono konieczność zainstalowania zabezpieczenia przed wyciekiem na podręcznym i mobilnym sprzęcie elektrycznym platformy oceanicznej oraz pokrótce opisano zasadę działania zabezpieczenia przed wyciekiem.

Słowa kluczowe: Platforma oceaniczna; System informatyczny; zabezpieczenie przed wyciekiem

0.Przegląd

W procesie eksploatacji oceanicznej ropy i gazu ziemnego platformy oceaniczne są niezwykle niebezpieczne jako ważne miejsca gromadzenia ropy i gazu, tymczasowego magazynowania i prostego przetwarzania. Jednocześnie pod wpływem wielu czynników, takich jak słońce i deszcz, erozja mgły solnej, kompaktowy sprzęt elektryczny i wąska przestrzeń robocza, zawsze istnieją ukryte zagrożenia związane z bezpieczeństwem elektrycznym platformy oceanicznej. Aby uniknąć wypadków związanych z bezpieczeństwem elektrycznym platformy oceanicznej, należy wybrać formę uziemienia systemu zasilania i dystrybucji energii zgodnie z charakterystyką środowiskową platformy oceanicznej i wybrać odpowiednią metodę ochrony uziemienia.

1. Charakterystyka systemu dystrybucji energii platformy oceanicznej

System dystrybucji energii niskiego napięcia dzieli się na trzy formy: system TN, system TT i system IT. Każdy rodzaj uziemiającego systemu dystrybucji energii niskiego napięcia ma swoje zalety, wady i zakres zastosowania. Projektanci powinni dokonywać konkretnych wyborów w oparciu o takie czynniki, jak warunki środowiskowe w miejscu pracy, charakterystyka sprzętu elektrycznego i wymagania elektryczne. Obecnie platformy oceaniczne na ogół korzystają z systemów informatycznych do zasilania, co wynika z ich własnych cech: 1) platformy oceaniczne są daleko od lądu i wymagają wysokiego poziomu nieprzerwanego zasilania. Na przykład nie wolno wyłączać środków ochrony przeciwpożarowej platformy ani urządzeń ewakuacyjnych; 2) Na platformie morskiej panują trudne warunki, mgła solna i wilgoć są podatne na uszkodzenia izolacji sprzętu elektrycznego i linii zasilających, a także występują zwarcia doziemne.

2. Ochrona przed wyciekami ręcznego i mobilnego sprzętu elektrycznego na platformach oceanicznych

1) Uszkodzenia uziemienia ręcznego i mobilnego sprzętu elektrycznego na platformach oceanicznych mają zazwyczaj następujące przyczyny: a) Ręczny i przenośny sprzęt elektryczny należy często przenosić, dlatego złącza kabli i sprzętu elektrycznego można łatwo poluzować, powodując stykanie się linii fazowych. Na obudowie urządzenia występuje zwarcie doziemne; b) Kabel wielokrotnie zgina się podczas używania ręcznego i mobilnego sprzętu elektrycznego, powodując przerwanie rdzenia, przebicie izolacji kabla i kontakt z zewnętrzną częścią przewodzącą, powodując zwarcie doziemne.

2) Analiza zwarć doziemnych ręcznego i mobilnego sprzętu elektrycznego na platformach oceanicznych

a) Jednofazowe zwarcie doziemne. Norma Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej IEC4.79 (Efekt przepływu prądu przez ciało ludzkie) określa, że ​​gdy prąd przemienny 50 Hz przepływający przez ludzkie ciało nie przekracza 30 mA, organizm ludzki nie umrze z powodu migotania komór. Nie ma to bezpośredniego związku z wilgotnością ciała człowieka i poziomem napięcia kontaktowego. Większość systemów dystrybucji energii niskiego napięcia na platformach oceanicznych zawsze wykorzystywała układy IT z nieuziemionymi punktami zerowymi, tak że w przypadku bezpośredniego kontaktu z siecią jednofazową przewody pod napięciem, nastąpi awaria uziemienia jednofazowego lub styku pośredniego, prąd zwarcia uziemienia jednofazowego jest względny dla pozostałych dwóch. Suma wektorów prądu pojemności uziemienia jest zwykle bardzo mała, to znaczy prąd zwarciowy jest bardzo mały. W takim przypadku nie ma niebezpieczeństwa porażenia prądem. Dlatego też nie wolno odcinać zasilania. Jednakże wraz ze wzrostem liczby sprzętu elektrycznego używanego na platformach oceanicznych, linie kablowe elektroenergetyczne odpowiednio się zwiększają, a prąd pojemnościowy odpowiednio wzrasta, a jednofazowy prąd doziemny również wzrasta w przypadku wystąpienia awarii. Jeśli obudowa sprzętu elektrycznego nie jest niezawodnie uziemiona lub przewód uziemiający jest odłączony, jednofazowy prąd zwarcia doziemnego może jedynie utworzyć pętlę w ciele człowieka. Kiedy prąd zmienny 50 Hz przepływający przez ludzkie ciało przekracza 30 mA, przyczyną ludzkiego ciała może być migotanie komór. umierać. W systemie dystrybucji energii niskiego napięcia jednofazowe uszkodzenie izolacji sprzętu elektrycznego powoduje, że obudowa urządzenia staje się pod napięciem. Gdy jednofazowy prąd zwarcia doziemnego Id=Ia+Ib≥30mA przekracza próg bezpieczeństwa prądu przemiennego, jaki może wytrzymać organizm ludzki, dlatego ze względów bezpieczeństwa należy natychmiast odciąć zasilanie. W tej chwili jedynym rozwiązaniem jest zainstalowanie zabezpieczenia przed wyciekiem na sprzęcie elektrycznym.

b) Błąd uziemienia poza fazą. Kiedy wystąpi jednofazowe uszkodzenie uziemienia, pozostałe dwa napięcia międzyfazowe wzrastają, a izolacja sprzętu elektrycznego musi wytrzymać wyższe napięcie, co może spowodować uszkodzenie izolacji i dalsze powiększenie zwarcia, co spowoduje błąd uziemienia poza fazą. Zgodnie z art. 4.4.14 „Kodeksu projektowania dystrybucji energii niskiego napięcia” GB50054-1995: Dostępne części przewodzące systemu IT można uziemić za pomocą wspólnej elektrody uziemiającej lub indywidualnie lub w grupach za pomocą oddzielnych elektrod uziemiających. Gdy odsłonięte części przewodzące są razem uziemione, a w przypadku wystąpienia drugiego zwarcia doziemnego poza fazą, odcięcie obwodu zwarciowego powinno spełniać wymagania ochrony przed zwarciami doziemnymi systemu TN. Platforma morska to konstrukcja stalowa, która sama w sobie jest przewodnikiem będącym odpowiednikiem wspólnej elektrody uziemiającej dostępnych części przewodzących sprzętu elektrycznego. W przypadku wystąpienia zwarcia doziemnego poza fazą, odłączenie obwodu zwarciowego powinno spełniać wymagania ochrony przed zwarciami doziemnymi systemu TN. Zgodnie ze specyfikacją, w systemie TN podręczne i mobilne urządzenia elektryczne powinny być wyposażone w zabezpieczenia przeciwupływowe.

3. opis produktu

Przekaźnik prądu resztkowego to transformator prądu szczątkowego wykrywający prąd szczątkowy. W określonych warunkach, gdy prąd różnicowy osiągnie lub przekroczy określoną wartość, jeden lub więcej styków obwodu wyjściowego urządzenia elektrycznego otworzy się i zamknie. Przełącz urządzenia elektryczne.

Oto trzy typowe sytuacje wycieków.

1. Aby zapobiec bezpośredniemu kontaktowi i porażeniu prądem, należy zastosować wyłącznik różnicowoprądowy o wysokiej czułości z I△n≤30mA.

2. Aby zapobiec kontaktowi pośredniemu i porażeniu prądem, można zastosować wyłącznik RCD o średniej czułości z I△n większym niż 30 mA.

3. Jako ognioodporny RCD należy zastosować 4-biegunowy lub 2-biegunowy RCD.

W systemach IT w razie potrzeby stosuje się przekaźniki różnicowoprądowe. Aby zapobiec degradacji izolacji systemu i jako zabezpieczenie rezerwowe przed zwarciem wtórnym, w zależności od rodzaju okablowania, stosuje się środek ochronny podobny do systemu TT lub TN. Po pierwsze, należy zastosować urządzenie monitorujące izolację, aby przewidzieć awarię.

W przypadku systemu TT zalecany jest przekaźnik różnicowoprądowy. Ponieważ w przypadku wystąpienia jednofazowego zwarcia doziemnego prąd zwarciowy jest bardzo mały i trudny do oszacowania. Jeżeli prąd pracy wyłącznika nie zostanie osiągnięty, na obudowie pojawi się niebezpieczne napięcie. W tym momencie przewód N musi przejść przez przekładnik prądu resztkowego.

W przypadku sieci TN-S można zastosować przekaźnik różnicowoprądowy. Odetnij usterkę szybciej i z większą czułością, aby poprawić bezpieczeństwo i niezawodność. W tym momencie przewód PE nie może przechodzić przez transformator, a przewód N musi przechodzić przez transformator i nie może być wielokrotnie uziemiany.

W sieciach TN-C nie można stosować przekaźników różnicowoprądowych. Ponieważ przewód PE i przewód N są zintegrowane, jeśli przewód PEN nie jest wielokrotnie uziemiany, gdy obudowa jest pod napięciem, prąd wchodzący i wychodzący z transformatora jest równy, a ASJ nie chce się poruszać; jeśli przewód PEN będzie wielokrotnie uziemiany, część prądu jednofazowego popłynie do powtarzającego się uziemienia. Po osiągnięciu określonej wartości ASJ uległ awarii. Należy przekształcić system TN-C w system TN-CS, czyli tożsamy ​​z systemem TN-S, a następnie podłączyć przekładnik różnicowoprądowy do systemu TN-S.

4. Wprowadzenie do produktu

Przekaźnik różnicowoprądowy serii ASJ firmy Acrel Electric może zapewnić ochronę w przypadku wyżej wymienionych warunków upływu i może być używany w połączeniu ze zdalnym wyłącznikiem samoczynnym w celu odcięcia zasilania na czas, aby zapobiec kontaktowi pośredniemu i ograniczyć prąd upływowy. Może być również bezpośrednio używany jako przekaźnik sygnałowy do monitorowania urządzeń zasilających. Szczególnie nadaje się do ochrony bezpieczeństwa zużycia energii elektrycznej w szkołach, budynkach komercyjnych, warsztatach fabrycznych, bazarach, przedsiębiorstwach przemysłowych i górniczych, kluczowych krajowych jednostkach ochrony przeciwpożarowej, inteligentnych budynkach i społecznościach, metrze, petrochemii, telekomunikacji i departamentach obrony narodowej.

Produkty serii ASJ mają głównie dwie metody instalacji. Seria ASJ10 to instalacje montowane na szynie. Wygląd i funkcje przedstawiono w poniższej tabeli:

Seria ASJ20 jest montowana panelowo, wygląd i funkcje przedstawiono w poniższej tabeli:

Wśród nich różnica między przekaźnikiem prądu resztkowego typu AC i typem A jest następująca: Przekaźnik prądu resztkowego typu AC jest przekaźnikiem prądu szczątkowego, który może zapewnić wyzwolenie resztkowego sinusoidalnego prądu przemiennego, który jest nagle przyłożony lub powoli rośnie i monitoruje głównie przebieg sinusoidalny sygnały prądu przemiennego. Przekaźnik różnicowoprądowy typu A jest przekaźnikiem różnicowoprądowym, który może zapewnić wyzwolenie resztkowego sinusoidalnego prądu przemiennego i resztkowego pulsującego prądu stałego, który zostanie podany nagle lub powoli i monitoruje głównie sinusoidalne sygnały prądu przemiennego i impulsowe sygnały prądu stałego.

Konkretne zaciski przewodów i typowe okablowanie przyrządu są następujące:

5. Wniosek

5. Wniosek

W poprzednim projekcie elektrycznym platform oceanicznych w zasadzie nie było żadnych zabezpieczeń przed wyciekiem lub były one rzadko instalowane w celu ochrony dystrybucji energii podręcznego i mobilnego sprzętu elektrycznego. Coraz więcej projektantów uważa, że ​​w informatycznym systemie zasilania platform oceanicznych, ręczny i nie ma potrzeby instalowania zabezpieczenia przed wyciekiem dla mobilnego sprzętu elektrycznego. Z powyższego punktu widzenia koncepcja ta uwzględnia tylko jeden jej aspekt i jest jednostronna. Przekaźniki różnicowoprądowe serii ASJ mogą monitorować prąd upływowy w linii. Gdy prąd upływowy osiągnie lub przekroczy ustawioną wartość, wewnętrzny przekaźnik uruchomi alarm i można go połączyć z wyłącznikiem automatycznym, aby szybko odciąć linię i zapewnić jej bezpieczeństwo.

Bibliografia

[1] Shujiao Su, Long Zhang. Zastosowanie zabezpieczeń przed wyciekami na platformach morskich [J]. Komunikat o nauce i technologii, 2010, 000(011):70,75.

[2] Podręcznik projektowania i stosowania mikrosieci korporacyjnych. 2020.6

[3] Wei Wong, Jiankui XU, Changwei Li. Ochrona uziemienia termoelektrycznego układu sterowania elementów morskich platform wiertniczych [J]. Chińskie przedsiębiorstwo zaawansowanych technologii, 2008(20):93-93.

[4] Ping Yuan. Omówienie zastosowania zabezpieczeń upływowych w bezpieczeństwie elektrycznym [J]. Chińska strefa zaawansowanych technologii, 2017(23):130-131.

O autorze:Jianguo Wu, mężczyzna, student, Acrel Co., Ltd., głównym kierunkiem badań jest monitorowanie izolacji i monitorowanie prądu różnicowego, e-mail: zimmer.wu@qq.com, telefon komórkowy: 13524474635