オフショアプラットフォームにおけるASJシリーズ残留電流リレーの応用

抽象的な：本稿では、海洋プラットフォームの接地故障の解析を通じて、海洋プラットフォームの携帯型および移動型電気機器に漏電保護装置を設置する必要性について論じ、漏電保護装置の動作原理について簡単に説明する。

キーワード: 海洋プラットフォーム、ITシステム、漏洩防止装置

0.概要

海洋石油・天然ガス採掘の過程において、海洋プラットフォームは石油・ガスの採取、一時貯蔵、簡易処理の重要な場所として極めて危険な状況にあります。同時に、太陽光や雨水、塩水噴霧による侵食、小型電気設備、狭い作業空間など、多くの要因の影響を受け、海洋プラットフォームの電気安全には常に潜在的な危険が潜んでいます。海洋プラットフォームの電気安全事故を回避するためには、海洋プラットフォームの環境特性に応じて、電源・配電システムの接地形態を選択し、適切な接地保護方法を選択する必要があります。

1.海洋プラットフォームの配電システムの特徴

低圧配電システムは、TNシステム、TTシステム、ITシステムの3つの形式に分けられます。各タイプの接地低圧配電システムには、それぞれ長所、短所、適用範囲があります。設計者は、作業場の環境条件、電気機器の特性、電気要件などの要素に基づいて具体的な選択を行う必要があります。現在、海洋プラットフォームは一般的にITシステムを電源供給に使用していますが、これはそれぞれの特性によって決まります。1）海洋プラットフォームは陸地から遠く離れているため、高い連続電力供給が必要です。たとえば、プラットフォームの防火対策や緊急脱出設備の電源を切ることはできません。2）海洋プラットフォームは過酷な環境にあり、塩水噴霧や湿気により電気機器や電源ラインの絶縁が損傷しやすく、地絡事故が発生します。

2.海洋プラットフォーム上の携帯型および移動型電気機器の漏電保護

1）海上プラットフォームにおける携帯型電気設備の地絡事故は、一般的に以下の原因で発生します。a）携帯型電気設備は頻繁に移動する必要があるため、ケーブルと電気設備の接合部が緩みやすく、相線が接触して機器の筐体で地絡事故が発生します。b）携帯型電気設備の使用中にケーブルが繰り返し屈曲し、芯線が断線してケーブルの絶縁体を貫通し、外部の導電部に接触することで地絡事故が発生します。

2）海洋プラットフォーム上の携帯型電気機器の接地故障解析

a）単相地絡故障。国際電気標準会議規格IEC4.79（人体を通過する電流の影響）では、人体に流れる交流50Hz電流が30mAを超えない場合、心室細動による死亡は発生しないと規定されています。人体の湿度や接触電圧のレベルとは直接関係がありません。海洋プラットフォームの低圧配電システムの多くは、非接地中性点ITシステムを採用しているため、単相活線との直接接触、単相接地、または間接接触不良が発生した場合、単相接地故障電流は他の2つの相対的なものです。接地容量電流のベクトル和は通常非常に小さく、つまり故障電流は非常に小さいため、この場合、感電の危険はありません。そのため、電源が遮断されない可能性があります。しかし、海洋プラットフォームで使用される電気機器の数が増えると、電力ケーブルの線路もそれに応じて増加し、容量性電流もそれに応じて増加し、故障発生時に単相接地電流も増加します。電気機器のシェルが確実に接地されていない場合、またはアース線が切断されている場合、単相接地故障電流は人体を介してループを形成することしかできません。人体を通過するAC 50Hz電流が30mAを超えると、人体は心室細動を引き起こす可能性があります。死ぬ。低圧配電システムでは、電気機器の単相絶縁破壊により、機器シェルが活線状態になります。単相接地故障電流Id = Ia + Ib≥30mAになると、人体が耐えられる交流電流の安全閾値を超え、安全を確保するためにすぐに電源を遮断する必要があります。このとき、電気機器に漏電保護装置を設置することが唯一の解決策です。

b）逆位相地絡故障。単相地絡故障が発生すると、他の2相対地絡電圧が上昇し、電気機器の絶縁はより高い電圧に耐える必要があり、絶縁損傷を引き起こし、故障がさらに拡大し、逆位相地絡故障につながる可能性があります。「低圧配電設計規範」GB50054-1995第4.4.14条によると、ITシステムの露出導電部は、共通接地極で接地するか、個別またはグループごとに別々の接地極で接地することができます。露出導電部が一括して接地されている場合、2回目の逆位相地絡故障が発生した際に、故障回路の遮断はTN系統地絡故障保護の要件を満たす必要があります。洋上プラットフォームは鋼構造物であり、それ自体が導体であるため、電気機器の露出導電部の共通接地極と同等です。逆位相地絡事故が発生した場合、故障回路の遮断はTN系統の地絡保護の要件を満たす必要があります。仕様によると、TN系統では、携帯型および移動型の電気機器に漏電保護装置を設置する必要があります。

3.製品の説明

漏電リレーは、漏電電流を検出する漏電変圧器です。指定された条件下で、漏電電流が規定値に達するか超えると、電気機器内の1つまたは複数の電気出力回路接点が開閉します。電気機器のスイッチ。

以下に、一般的な 3 つの漏れ状況を示します。

1.直接接触や感電を防止するために、I△n≤30mAの高感度RCDを使用する必要があります。

2.I△nが30mAを超える中感度RCDは、間接接触や感電の防止に使用できます。

3.耐火RCDには4極または2極RCDを使用します。

ITシステムでは、必要に応じて漏電リレーが使用されます。システムの絶縁劣化を防止するため、また二次的な故障バックアップ保護として、配線の種類に応じてTTシステムまたはTNシステムと同様の保護対策が採用されます。まず、絶縁監視装置を使用して故障を予測する必要があります。

TTシステムには、漏電遮断器の使用が推奨されます。単相地絡事故が発生した場合、事故電流は非常に小さく、推定が困難です。スイッチの動作電流に達しない場合、ハウジングに危険な電圧が発生します。この場合、N線は漏電遮断器を通過する必要があります。

TN-Sシステムでは、漏電リレーを使用できます。これにより、より迅速かつ高感度に故障を遮断し、安全性と信頼性を向上させることができます。この際、PE線は変圧器を通過してはならず、N線は変圧器を通過し、繰り返し接地されてはなりません。

TN-Cシステムでは、漏電リレーは使用できません。PE線とN線は一体化されているため、PEN線が繰り返し接地されていない場合、シェルに通電すると変圧器の入出電流が等しくなり、ASJが動かなくなります。PEN線が繰り返し接地されると、単相電流の一部が繰り返し接地に流れ込み、一定値に達するとASJが故障します。TN-CシステムをTN-Sシステムと同じTN-CSシステムに変換し、漏電変圧器をTN-Sシステムに接続する必要があります。

4.製品紹介

Acrel ElectricのASJシリーズ漏電遮断リレーは、上記の漏電条件の保護要件を満たし、遠隔トリップスイッチと併用することで、適時に電源を遮断し、間接接触を防止し、漏電電流を制限することができます。また、電力設備を監視する信号リレーとしても直接使用できます。特に、学校、商業ビル、工場作業​​場、バザール、工業・鉱業企業、国家重点防火ユニット、スマートビル・コミュニティ、地下鉄、石油化学、通信、国防部門などの電力消費の安全保護に適しています。

ASJシリーズ製品には主に2つの設置方法があります。ASJ10シリーズはレールマウント式です。外観と機能は下表のとおりです。

ASJ20 シリーズはパネルに取り付けられており、外観と機能は次の表に示されています。

その中で、AC型とA型の漏電リレーの違いは次のとおりです。AC型漏電リレーは、急激に印加される、または緩やかに上昇する残留正弦波交流電流のトリップを確実に行うことができる漏電リレーであり、主に正弦波交流信号を監視します。A型漏電リレーは、急激または緩やかに印加される残留正弦波交流電流と残留脈動直流電流のトリップを確実に行うことができる漏電リレーであり、主に正弦波交流信号と脈動直流信号を監視します。

本機器の具体的な配線端子と標準的な配線は次のとおりです。

5.結論

5.結論

従来の海洋プラットフォームの電気設計では、携帯型電気機器の配電保護のための漏電保護装置は、基本的に設置されていないか、設置されることはほとんどありませんでした。海洋プラットフォームのIT電源システムでは、携帯型電気機器に漏電保護装置を設置する必要はないと考える設計者が増えています。しかし、この考え方は、ある一面しか考慮しておらず、偏向しています。ASJシリーズの漏電リレー製品は、回線の漏電電流を監視することができます。漏電電流が設定値に達するか超えると、内部リレーが作動して警報を発し、遮断器スイッチと連動して回線を迅速に遮断することで、回線の安全を確保します。

参考文献

[1] Shujiao Su、Long Zhang. 海上プラットフォームにおける漏水防止装置の適用[J]. 科学技術コミュニケーション、2010、000(011):70,75。

[2] エンタープライズマイクログリッド設計およびアプリケーションマニュアル。2020年6月

[3] Wei Wong、Jiankui XU、Changwei Li. 海上石油プラットフォームコンポーネントの熱電制御システムの接地保護[J]. 中国ハイテク企業、2008(20):93-93。

[4] 平元. 電気安全における漏電保護の応用について語る. 中国ハイテクゾーン, 2017(23):130-131.

著者について:呉建国、男性、学部生、アクレ株式会社、主な研究分野は絶縁監視と残留電流監視、メールアドレス：zimmer.wu@qq.com、携帯電話：13524474635