Application du relais de courant résiduel série ASJ dans la plate-forme offshore

Abstrait:Grâce à l'analyse des défauts à la terre de la plate-forme océanique, cet article discute de la nécessité d'installer un protecteur contre les fuites sur les équipements électriques portables et mobiles de la plate-forme océanique et décrit brièvement le principe de fonctionnement du protecteur contre les fuites.

Mots-clés : Plateforme océanique ; Système informatique ; protecteur de fuite

0.Vue d'ensemble

Dans le processus d'exploitation du pétrole et du gaz naturel océaniques, les plates-formes océaniques sont extrêmement dangereuses en tant que lieux importants pour la collecte, le stockage temporaire et le traitement simple du pétrole et du gaz. Dans le même temps, affecté par de nombreux facteurs tels que le soleil et la pluie, l'érosion par brouillard salin, les équipements électriques compacts et l'espace d'exploitation étroit, il existe toujours des dangers cachés dans la sécurité électrique de la plate-forme océanique. Afin d'éviter les accidents de sécurité électrique sur la plate-forme océanique, il est nécessaire de sélectionner la forme de mise à la terre du système d'alimentation et de distribution d'énergie en fonction des caractéristiques environnementales de la plate-forme océanique, et de choisir la méthode de protection de mise à la terre correspondante.

1.Les caractéristiques du système de distribution d’énergie de la plateforme océanique

Le système de distribution d'énergie basse tension est divisé en trois formes : le système TN, le système TT et le système IT. Chaque type de système de distribution d'énergie basse tension avec mise à la terre présente ses propres avantages, inconvénients et champ d'application. Les concepteurs doivent faire des choix spécifiques en fonction de facteurs tels que les conditions environnementales du lieu de travail, les caractéristiques des équipements électriques et les exigences électriques. À l'heure actuelle, les plates-formes océaniques utilisent généralement des systèmes informatiques pour l'alimentation électrique, qui sont déterminées par leurs propres caractéristiques : 1) les plates-formes océaniques sont éloignées de la terre et nécessitent une alimentation électrique ininterrompue élevée. Par exemple, les mesures de protection incendie de la plate-forme et les installations d'évacuation d'urgence ne doivent pas être mises hors tension ; 2) La plate-forme marine est soumise à un environnement difficile, les embruns salins et l'humidité sont susceptibles d'endommager l'isolation des équipements électriques et des lignes d'alimentation électrique, et des défauts à la terre se produisent.

2. Protection contre les fuites des équipements électriques portatifs et mobiles sur les plates-formes océaniques

1）Les défauts à la terre des équipements électriques portatifs et mobiles sur les plates-formes océaniques sont généralement dus aux raisons suivantes : a) Les équipements électriques portatifs et mobiles doivent être déplacés fréquemment, de sorte que les joints des câbles et des équipements électriques soient faciles à desserrer, provoquant le contact des lignes de phase. Un défaut à la terre se produit sur la coque de l'équipement ; b) Le câble se plie à plusieurs reprises lors de l'utilisation d'équipements électriques portatifs et mobiles, provoquant la rupture du fil central, perçant l'isolation du câble et entrant en contact avec la partie conductrice externe pour provoquer un défaut à la terre.

2）Analyse des défauts à la terre des équipements électriques portables et mobiles sur les plates-formes océaniques

a) Défaut à la terre monophasé. La norme IEC4.79 de la Commission électrotechnique internationale (Effet du courant traversant le corps humain) détermine que lorsque le courant alternatif de 50 Hz traversant le corps humain ne dépasse pas 30 mA, le corps humain ne mourra pas à cause d'une fibrillation ventriculaire. Cela n'a pas de relation directe avec l'humidité du corps humain et le niveau de tension de contact. La plupart des systèmes de distribution d'énergie basse tension des plates-formes océaniques ont toujours utilisé des systèmes informatiques avec des points neutres non mis à la terre, de sorte qu'en cas de contact direct avec un monophasé conducteurs sous tension, une mise à la terre monophasée ou une défaillance de contact indirect se produit, le courant de défaut de mise à la terre monophasé est les deux autres relatifs. La somme vectorielle du courant de capacité de terre est généralement très petite, c'est-à-dire que le courant de défaut est très faible. Dans ce cas, il n’y a aucun risque de choc électrique. L’alimentation électrique ne doit donc pas être coupée. Cependant, à mesure que le nombre d'équipements électriques utilisés sur les plates-formes océaniques augmente, les lignes de câbles électriques augmentent en conséquence, le courant capacitif augmente en conséquence, et le courant de terre monophasé augmente également lorsqu'un défaut se produit. Si la coque de l'équipement électrique n'est pas mise à la terre de manière fiable ou si le fil de terre est déconnecté, le courant de défaut à la terre monophasé ne peut former qu'une boucle à travers le corps humain. Lorsque le courant alternatif de 50 Hz traversant le corps humain dépasse 30 mA, le corps humain peut être provoqué par une fibrillation ventriculaire. mourir. Dans le système de distribution d'énergie basse tension, une rupture d'isolation monophasée d'un équipement électrique met la coque de l'équipement sous tension. Lorsque le courant de défaut à la terre monophasé Id=Ia+Ib≥30mA, il dépasse le seuil de sécurité du courant alternatif que le corps humain peut supporter, et l'alimentation électrique doit être coupée immédiatement pour assurer la sécurité. À l’heure actuelle, l’installation d’un protecteur contre les fuites au niveau de l’équipement électrique est la seule solution.

b) Défaut de mise à la terre déphasé. Lorsqu'un défaut de mise à la terre monophasé se produit, les deux autres tensions phase-terre augmentent et l'isolation de l'équipement électrique doit résister à une tension plus élevée, ce qui peut endommager l'isolation et aggraver davantage le défaut, ce qui entraînera un défaut de mise à la terre déphasé. Conformément à l'article 4.4.14 du « Code for Low-Voltage Power Distribution Design » GB50054-1995 : Les parties conductrices exposées du système informatique peuvent être mises à la terre avec une électrode de terre commune, ou individuellement ou en groupes avec des électrodes de terre séparées. Lorsque les parties conductrices exposées sont mises à la terre ensemble, lorsque le deuxième défaut à la terre déphasé se produit, la coupure du circuit défectueux doit répondre aux exigences de la protection contre les défauts à la terre du système TN. La plate-forme offshore est une structure en acier, elle-même un conducteur, équivalent à l'électrode de terre commune des parties conductrices exposées de l'équipement électrique. Lorsqu'un défaut à la terre déphasé se produit, la déconnexion du circuit défectueux doit répondre aux exigences de la protection contre les défauts à la terre du système TN. Selon les spécifications, dans le système TN, les équipements électriques portatifs et mobiles doivent être équipés de protections contre les fuites.

3. description du produit

Le relais de courant résiduel est un transformateur de courant résiduel pour détecter le courant résiduel, et dans des conditions spécifiées, lorsque le courant résiduel atteint ou dépasse une valeur donnée, un ou plusieurs contacts du circuit de sortie électrique de l'appareil électrique s'ouvriront et se fermeront. Changez les appareils électriques.

Voici trois situations de fuite courantes.

1. Un RCD haute sensibilité avec I△n≤30mA doit être utilisé pour éviter tout contact direct et tout choc électrique.

2. Le RCD de sensibilité moyenne avec I△n supérieur à 30 mA peut être utilisé pour éviter les contacts indirects et les chocs électriques.

3.Un RCD à 4 ou 2 pôles doit être utilisé pour le RCD ignifuge.

Pour les systèmes informatiques, des relais différentiels sont utilisés selon les besoins. Afin d'éviter la dégradation de l'isolation du système et comme protection secondaire contre les défauts, selon le type de câblage, une mesure de protection similaire au système TT ou TN est adoptée. Premièrement, un dispositif de surveillance de l’isolement doit être utilisé pour prédire une défaillance.

Pour le système TT, un relais différentiel est recommandé. Car lorsqu'un défaut à la terre monophasé se produit, le courant de défaut est très faible et difficile à estimer. Si le courant de fonctionnement de l'interrupteur n'est pas atteint, une tension dangereuse apparaîtra sur le boîtier. A ce moment, le fil N doit passer par le transformateur de courant résiduel.

Pour le système TN-S, un relais différentiel peut être utilisé. Coupez le défaut plus rapidement et de manière plus sensible pour améliorer la sécurité et la fiabilité. À ce stade, le fil PE ne doit pas traverser le transformateur, le fil N doit traverser le transformateur et il ne doit pas être mis à la terre à plusieurs reprises.

Pour les systèmes TN-C, les relais différentiels ne peuvent pas être utilisés. Parce que le fil PE et le fil N sont intégrés, si le fil PEN n'est pas mis à la terre à plusieurs reprises, lorsque la coque est sous tension, le courant entrant et sortant du transformateur est égal et l'ASJ refuse de bouger ; si le fil PEN est mis à la terre à plusieurs reprises, une partie du courant monophasé circulera dans la mise à la terre répétée. Après avoir atteint une certaine valeur, l'ASJ a mal fonctionné. Il est nécessaire de transformer le système TN-C en un système TN-CS, identique au système TN-S, puis de connecter le transformateur de courant résiduel au système TN-S.

4.Présentation du produit

Le relais à courant résiduel série ASJ d'Acrel Electric peut répondre à la protection des conditions de fuite mentionnées ci-dessus et peut être utilisé conjointement avec un interrupteur de déclenchement à distance pour couper l'alimentation électrique à temps afin d'éviter tout contact indirect et de limiter le courant de fuite. Il peut également être directement utilisé comme relais de signal pour surveiller les équipements électriques. Il est particulièrement adapté à la protection de la consommation d'électricité dans les écoles, les bâtiments commerciaux, les ateliers d'usine, les bazars, les entreprises industrielles et minières, les unités nationales de protection contre les incendies, les bâtiments et communautés intelligents, les métros, les produits pétrochimiques, les télécommunications et les services de défense nationale.

Les produits de la série ASJ disposent principalement de deux méthodes d'installation. La série ASJ10 est une installation montée sur rail. L'apparence et les fonctions sont présentées dans le tableau suivant :

La série ASJ20 est montée sur panneau, l'apparence et les fonctions sont indiquées dans le tableau suivant :

Parmi eux, la différence entre le relais à courant résiduel de type AC et le relais à courant résiduel de type A est la suivante : le relais à courant résiduel de type AC est un relais à courant résiduel qui peut assurer le déclenchement du courant alternatif sinusoïdal résiduel qui est soudainement appliqué ou qui augmente lentement, et il surveille principalement le courant alternatif sinusoïdal. signaux à courant alternatif. Le relais à courant résiduel de type A est un relais à courant résiduel qui peut assurer le déclenchement du courant alternatif sinusoïdal résiduel et du courant continu pulsé résiduel appliqué soudainement ou lentement, et surveille principalement les signaux de courant alternatif sinusoïdal et les signaux de courant continu pulsé.

Les bornes de câblage spécifiques et le câblage typique de l'instrument sont les suivants :

5. Conclusion

5. Conclusion

Dans la conception électrique précédente des plates-formes océaniques, il n'y avait pratiquement aucun dispositif de protection contre les fuites, ou rarement installé, pour la protection de la distribution d'énergie des équipements électriques portables et mobiles. De plus en plus de concepteurs estiment que dans le système d'alimentation informatique des plates-formes océaniques, il n'est pas nécessaire d'installer un dispositif de protection contre les fuites pour les équipements électriques mobiles. Du point de vue ci-dessus, cette idée n’en considère qu’un aspect et est unilatérale. Les produits de relais à courant résiduel de la série ASJ peuvent surveiller le courant de fuite dans la ligne. Lorsque le courant de fuite atteint ou dépasse la valeur définie, le relais interne agit pour émettre une alarme et peut être relié au disjoncteur pour couper rapidement la ligne afin d'assurer la sécurité de la ligne.

Les références

[1] Shujiao Su, Long Zhang. L'application de protecteurs de fuite dans les plates-formes offshore [J]. Communication scientifique et technologique, 2010, 000(011):70,75.

[2] Manuel de conception et d'application des micro-réseaux d'entreprise. 2020.6

[3] Wei Wong, Jiankui XU, Changwei Li. Protection de mise à la terre du système de contrôle thermoélectrique pour les composants de plates-formes pétrolières offshore[J]. Entreprise chinoise de haute technologie, 2008(20):93-93.

[4] Ping Yuan. Parler de l'application de la protection contre les fuites en matière de sécurité électrique [J]. Zone de haute technologie de Chine, 2017(23):130-131.

A propos de l'auteur:Jianguo Wu, homme, étudiant, Acrel Co., Ltd., la principale direction de recherche est la surveillance de l'isolation et la surveillance des courants résiduels, e-mail : zimmer.wu@qq.com, téléphone portable : 13524474635