Aplicación del relé de corriente residual de la serie ASJ en plataformas marinas

Abstracto:A través del análisis de la falla a tierra de la plataforma oceánica, este artículo analiza la necesidad de instalar el protector contra fugas en los equipos eléctricos portátiles y móviles de la plataforma oceánica, y describe brevemente el principio de funcionamiento del protector contra fugas.

Palabras clave: Plataforma oceánica; sistema de TI; protector de fugas

0.Descripción general

En el proceso de explotación de petróleo y gas natural en el océano, las plataformas oceánicas son extremadamente peligrosas como lugares importantes para la recolección, el almacenamiento temporal y el procesamiento simple de petróleo y gas. Al mismo tiempo, afectada por muchos factores como el sol y la lluvia, la erosión por niebla salina, los equipos eléctricos compactos y el espacio operativo estrecho, siempre existen peligros ocultos en la seguridad eléctrica de las plataformas oceánicas. Para evitar accidentes de seguridad eléctrica en la plataforma oceánica, es necesario seleccionar la forma de conexión a tierra del sistema de suministro y distribución de energía de acuerdo con las características ambientales de la plataforma oceánica y elegir el método de protección de conexión a tierra correspondiente.

1.Las características del sistema de distribución de energía de la plataforma oceánica.

El sistema de distribución de energía de baja tensión se divide en tres formas: el sistema TN, el sistema TT y el sistema IT. Cada tipo de sistema de distribución de energía de baja tensión con conexión a tierra tiene sus propias ventajas, desventajas y ámbito de aplicación. Los diseñadores deben tomar decisiones específicas basadas en factores como las condiciones ambientales del lugar de trabajo, las características del equipo eléctrico y los requisitos eléctricos. En la actualidad, las plataformas oceánicas generalmente utilizan sistemas de TI para el suministro de energía, lo cual está determinado por sus propias características: 1) las plataformas oceánicas están alejadas de la tierra y requieren un suministro de energía ininterrumpido de gran altura. Por ejemplo, no se permite apagar las medidas de protección contra incendios de la plataforma ni las instalaciones de escape de emergencia; 2) La plataforma marina tiene un ambiente hostil, la niebla salina y la humedad son propensas a dañar el aislamiento de los equipos eléctricos y las líneas de suministro de energía, y se producen fallas a tierra.

2.Protección contra fugas de equipos eléctricos portátiles y móviles en plataformas oceánicas.

1）Las fallas a tierra de equipos eléctricos portátiles y móviles en plataformas oceánicas generalmente se deben a las siguientes razones: a) Los equipos eléctricos portátiles y móviles deben moverse con frecuencia, por lo que las uniones del cable y del equipo eléctrico se aflojan fácilmente, provocando que las líneas de fase se toquen. Se produce una falla a tierra en la carcasa del equipo; b) El cable se dobla repetidamente durante el uso de equipos eléctricos portátiles y móviles, lo que provoca que el cable central se rompa, perfore el aislamiento del cable y entre en contacto con la parte conductora externa para provocar una falla a tierra.

2）Análisis de fallas a tierra de equipos eléctricos portátiles y móviles en plataformas oceánicas.

a) Falla a tierra monofásica. La norma IEC4.79 de la Comisión Electrotécnica Internacional (Efecto de la corriente que pasa a través del cuerpo humano) determina que cuando la corriente CA de 50 Hz a través del cuerpo humano no supera los 30 mA, el cuerpo humano no morirá debido a la fibrilación ventricular. No tiene relación directa con la humedad del cuerpo humano y el nivel de tensión de contacto. La mayoría de los sistemas de distribución de energía de baja tensión de las plataformas oceánicas siempre han utilizado sistemas informáticos con puntos neutros sin conexión a tierra, de modo que en caso de contacto directo con monofásicos conductores activos, falla de conexión a tierra monofásica o contacto indirecto, la corriente de falla de conexión a tierra monofásica es relativa a las otras dos. La suma vectorial de la corriente de capacitancia de tierra suele ser muy pequeña, es decir, la corriente de falla es muy pequeña. En este caso no existe peligro de descarga eléctrica. Por lo tanto, no se puede cortar el suministro eléctrico. Sin embargo, a medida que aumenta el número de equipos eléctricos utilizados en las plataformas oceánicas, las líneas de cables de alimentación aumentan en consecuencia y la corriente capacitiva aumenta en consecuencia, y la corriente de tierra monofásica también aumenta cuando ocurre una falla. Si la carcasa del equipo eléctrico no está conectada a tierra de manera confiable o el cable de conexión a tierra está desconectado, la corriente de falla a tierra monofásica solo puede formar un bucle a través del cuerpo humano. Cuando la corriente CA de 50 Hz a través del cuerpo humano excede los 30 mA, el cuerpo humano puede sufrir fibrilación ventricular. morir. En el sistema de distribución de energía de bajo voltaje, la falla del aislamiento monofásico de los equipos eléctricos hace que la carcasa del equipo entre en tensión. Cuando la corriente de falla a tierra monofásica Id = Ia + Ib≥30 mA, excede el umbral de seguridad de corriente CA que el cuerpo humano puede soportar y el suministro de energía debe cortarse inmediatamente para garantizar la seguridad. En este momento, la única solución es instalar un protector contra fugas en el equipo eléctrico.

b）Falla de puesta a tierra fuera de fase. Cuando ocurre una falla de conexión a tierra monofásica, los otros dos voltajes de fase a tierra aumentan y se requiere que el aislamiento del equipo eléctrico resista un voltaje más alto, lo que puede causar daños en el aislamiento y agrandar aún más la falla, lo que resultará en una falla de puesta a tierra fuera de fase. Según el artículo 4.4.14 del "Código para el diseño de distribución de energía de bajo voltaje" GB50054-1995: Las partes conductoras expuestas del sistema IT se pueden conectar a tierra con un electrodo de tierra común, o individualmente o en grupos con electrodos de tierra separados. Cuando las partes conductoras expuestas están conectadas a tierra juntas, cuando ocurre la segunda falla a tierra fuera de fase, el corte del circuito de falla debe cumplir con los requisitos de protección de falla a tierra del sistema TN. La plataforma marina es una estructura de acero, que a su vez es un conductor, lo que equivale al electrodo de puesta a tierra común de las partes conductoras expuestas del equipo eléctrico. Cuando ocurre una falla a tierra fuera de fase, la desconexión del circuito de falla debe cumplir con los requisitos de protección de falla a tierra del sistema TN. Según las especificaciones, en el sistema TN, los equipos eléctricos portátiles y móviles deben estar equipados con protectores contra fugas.

3.descripción del producto

El relé de corriente residual es un transformador de corriente residual para detectar la corriente residual y, en condiciones específicas, cuando la corriente residual alcanza o excede un valor determinado, uno o más contactos del circuito de salida eléctrica en el aparato eléctrico se abrirán y cerrarán. Cambiar aparatos eléctricos.

Aquí hay tres situaciones comunes de fugas.

1.Se debe utilizar un RCD de alta sensibilidad con I△n≤30mA para evitar el contacto directo y descargas eléctricas.

2.El RCD de sensibilidad media con I△n superior a 30 mA se puede utilizar para evitar contactos indirectos y descargas eléctricas.

3.Se utilizará un RCD de 4 o 2 polos como RCD ignífugo.

Para los sistemas IT, según sea necesario, se utilizan relés de corriente residual. Para evitar que se degrade el aislamiento del sistema y como protección de respaldo de falla secundaria, según el tipo de cableado, se adopta una medida de protección similar al sistema TT o TN. En primer lugar, se debe utilizar un dispositivo de monitoreo del aislamiento para predecir una falla.

Para el sistema TT se recomienda un relé de corriente residual. Porque cuando ocurre una falla a tierra monofásica, la corriente de falla es muy pequeña y difícil de estimar. Si no se alcanza la corriente de funcionamiento del interruptor, aparecerá una tensión peligrosa en la carcasa. En este momento, el cable N debe pasar por el transformador de corriente residual.

Para el sistema TN-S se puede utilizar un relé de corriente residual. Corte la falla de manera más rápida y sensible para mejorar la seguridad y confiabilidad. En este momento, el cable PE no debe pasar a través del transformador, el cable N debe pasar a través del transformador y no debe conectarse a tierra repetidamente.

Para los sistemas TN-C no se pueden utilizar relés de corriente residual. Debido a que el cable PE y el cable N están integrados, si el cable PEN no se conecta a tierra repetidamente, cuando se energiza la carcasa, la corriente que entra y sale del transformador es igual y el ASJ se niega a moverse; Si el cable PEN se conecta a tierra repetidamente, parte de la corriente monofásica fluirá hacia la conexión a tierra repetida. Después de alcanzar cierto valor, ASJ no funcionó correctamente. Es necesario transformar el sistema TN-C en un sistema TN-CS, que es igual que el sistema TN-S, y luego conectar el transformador de corriente residual al sistema TN-S.

4.Introducción del producto

El relé de corriente residual de la serie ASJ de Acrel Electric puede cumplir con la protección de las condiciones de fuga mencionadas anteriormente y puede usarse junto con un interruptor de disparo remoto para cortar el suministro de energía a tiempo para evitar el contacto indirecto y limitar la corriente de fuga. También se puede utilizar directamente como relé de señal para monitorear equipos eléctricos. Es especialmente adecuado para la protección de seguridad del consumo de electricidad en escuelas, edificios comerciales, talleres de fábrica, bazares, empresas industriales y mineras, unidades nacionales clave de protección contra incendios, edificios y comunidades inteligentes, subterráneos, petroquímicos, telecomunicaciones y departamentos de defensa nacional.

Los productos de la serie ASJ tienen principalmente dos métodos de instalación. La serie ASJ10 son instalaciones sobre carril. La apariencia y funciones se muestran en la siguiente tabla:

La serie ASJ20 se monta en panel, la apariencia y funciones se muestran en la siguiente tabla:

Entre ellos, la diferencia entre el relé de corriente residual tipo CA y el tipo A es: El relé de corriente residual tipo CA es un relé de corriente residual que puede garantizar el disparo de la corriente alterna sinusoidal residual que se aplica repentinamente o aumenta lentamente, y monitorea principalmente la corriente sinusoidal. señales de corriente alterna. El relé de corriente residual tipo A es un relé de corriente residual que puede garantizar el disparo de corriente alterna sinusoidal residual y corriente continua pulsante residual que se aplica repentina o lentamente, y monitorea principalmente señales de corriente alterna sinusoidal y señales de corriente continua pulsada.

Los terminales de cableado específicos y el cableado típico del instrumento son los siguientes:

5. Conclusión

5. Conclusión

En el diseño eléctrico anterior de las plataformas oceánicas prácticamente no existían o rara vez se instalaban protectores contra fugas para la protección de la distribución de energía de equipos eléctricos portátiles y móviles. Cada vez más diseñadores creen que en el sistema de suministro de energía TI de las plataformas oceánicas, portátiles y no es necesario instalar un protector contra fugas para equipos eléctricos móviles. Desde el punto de vista anterior, esta idea sólo considera un aspecto y es unilateral. Los productos de relés de corriente residual de la serie ASJ pueden monitorear la corriente de fuga en la línea. Cuando la corriente de fuga alcanza o excede el valor establecido, el relé interno actuará para emitir una alarma y se puede vincular con el disyuntor para cortar rápidamente la línea y garantizar la seguridad de la línea.

Referencias

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[2] Manual de aplicación y diseño de microrredes empresariales. 2020.6

[3] Wei Wong, Jiankui XU, Changwei Li. Protección de puesta a tierra del sistema de control termoeléctrico para componentes de plataformas petroleras marinas [J]. Empresa de alta tecnología de China, 2008(20):93-93.

[4] Ping Yuan. Hablando de la aplicación de la protección contra fugas en seguridad eléctrica [J]. Zona de alta tecnología de China, 2017(23):130-131.

Sobre el Autor:Jianguo Wu, hombre, estudiante universitario, Acrel Co., Ltd., la principal dirección de investigación es el monitoreo del aislamiento y el monitoreo de corriente residual, correo electrónico: zimmer.wu@qq.com, teléfono móvil: 13524474635