Toepassing van ASJ-serie aardlekschakelaars op offshoreplatforms

Abstract:Aan de hand van de analyse van het aardlek van het zeeplatform wordt in dit artikel de noodzaak besproken van het installeren van een lekstroombeveiliging op de draagbare en mobiele elektrische apparatuur van het zeeplatform. Daarnaast wordt kort het werkingsprincipe van de lekstroombeveiliging beschreven.

Trefwoorden: Oceaanplatform; IT-systeem; lekbeveiliging

0.Overzicht

Tijdens de winning van olie en aardgas op zee zijn zeeplatforms extreem gevaarlijk, omdat ze belangrijke plaatsen zijn voor het verzamelen, tijdelijk opslaan en verwerken van olie en gas. Tegelijkertijd zijn er, onder invloed van vele factoren zoals zon en regen, zoutnevel, compacte elektrische apparatuur en een beperkte werkruimte, altijd verborgen gevaren voor de elektrische veiligheid van zeeplatforms. Om elektrische ongevallen op zeeplatforms te voorkomen, is het noodzakelijk om de aardingsmethode van het stroomtoevoer- en distributiesysteem te selecteren op basis van de omgevingskenmerken van het zeeplatform en de bijbehorende aardingsbeschermingsmethode te kiezen.

1.De kenmerken van het energiedistributiesysteem van het oceaanplatform

Het laagspanningsdistributiesysteem is onderverdeeld in drie vormen: het TN-systeem, het TT-systeem en het IT-systeem. Elk type geaard laagspanningsdistributiesysteem heeft zijn eigen voor- en nadelen en toepassingsgebied. Ontwerpers moeten specifieke keuzes maken op basis van factoren zoals de omgevingsomstandigheden op de werkplek, de kenmerken van elektrische apparatuur en de elektrische vereisten. Momenteel gebruiken oceaanplatforms over het algemeen IT-systemen voor de stroomvoorziening, die worden bepaald door hun eigen kenmerken: 1) oceaanplatforms liggen ver van het land en vereisen een hoge, ononderbroken stroomvoorziening. Zo mogen de brandbeveiligingsmaatregelen en vluchtroutes van het platform niet worden uitgeschakeld; 2) het maritieme platform heeft een zware omgeving: zoutnevel en vochtigheid kunnen de isolatie van elektrische apparatuur en stroomtoevoerleidingen beschadigen en aardfouten veroorzaken.

2. Lekkagebeveiliging van draagbare en mobiele elektrische apparatuur op oceaanplatforms

1) Aardfouten van draagbare en mobiele elektrische apparatuur op zeeplatforms worden over het algemeen veroorzaakt door de volgende oorzaken: a) Draagbare en mobiele elektrische apparatuur moet vaak worden verplaatst, waardoor de kabel en de verbindingen van de elektrische apparatuur gemakkelijk losraken, waardoor de faselijnen elkaar kunnen raken. Een aardfout treedt op in de behuizing van de apparatuur; b) De kabel buigt herhaaldelijk tijdens het gebruik van draagbare en mobiele elektrische apparatuur, waardoor de kerndraad breekt, de kabelisolatie wordt doorboord en het externe geleidende deel raakt, wat een aardfout veroorzaakt.

2) Aardfoutanalyse van draagbare en mobiele elektrische apparatuur op oceaanplatforms

a) Eenfase aardlek. De norm IEC4.79 (Effect van stroom die door het menselijk lichaam stroomt) van de Internationale Elektrotechnische Commissie (IEC4.79) bepaalt dat wanneer de 50 Hz AC-stroom door het menselijk lichaam niet hoger is dan 30 mA, het menselijk lichaam niet zal sterven door ventrikelfibrillatie. Dit heeft geen directe relatie met de luchtvochtigheid van het menselijk lichaam en de hoogte van de contactspanning. De meeste laagspanningsdistributiesystemen op oceaanplatforms hebben altijd IT-systemen met ongeaarde neutrale punten gebruikt, zodat bij direct contact met eenfase-geleidende geleiders, eenfase-aarding of indirecte contactuitval, de eenfase-aardlekstroom de andere twee relatieve waarden heeft. De vectorsom van de aardcapaciteitsstroom is meestal erg klein, d.w.z. de lekstroom is erg klein. In dit geval is er geen gevaar voor een elektrische schok. Daarom mag de stroomtoevoer niet worden onderbroken. Naarmate het aantal elektrische apparaten op platforms toeneemt, nemen de stroomkabels dienovereenkomstig toe, neemt de capacitieve stroom dienovereenkomstig toe en neemt de eenfase aardlekstroom ook toe wanneer er een storing optreedt. Als de behuizing van de elektrische apparatuur niet betrouwbaar is geaard of de aardingsdraad is losgekoppeld, kan de eenfase aardlekstroom alleen een lus door het menselijk lichaam vormen. Wanneer de 50 Hz AC-stroom door het menselijk lichaam 30 mA overschrijdt, kan het menselijk lichaam ventriculaire fibrillatie krijgen. In het laagspanningsdistributiesysteem zorgt een eenfase-isolatiebreuk van elektrische apparatuur ervoor dat de behuizing van de apparatuur onder spanning komt te staan. Wanneer de eenfase aardlekstroom Id = Ia + Ib ≥ 30 mA, overschrijdt deze de veiligheidsdrempel van de AC-stroom die het menselijk lichaam kan verdragen en moet de stroomtoevoer onmiddellijk worden afgesloten om de veiligheid te garanderen. Op dit moment is het installeren van een aardlekschakelaar op de elektrische apparatuur de enige oplossing.

b) Aardfout in fase-uit-fase. Wanneer een eenfase-aardfout optreedt, nemen de andere twee fase-aardspanningen toe en moet de isolatie van elektrische apparatuur een hogere spanning kunnen weerstaan. Dit kan isolatieschade veroorzaken en de fout verder vergroten, wat resulteert in een aardfout in fase-uit-fase. Volgens artikel 4.4.14 van de "Code for Low-Voltage Power Distribution Design" GB50054-1995: De blootliggende geleidende delen van het IT-systeem kunnen worden geaard met een gemeenschappelijke aardelektrode, of afzonderlijk of in groepen met afzonderlijke aardelektroden. Wanneer de blootliggende geleidende delen samen worden geaard, moet bij het optreden van de tweede aardfout in fase-uit-fase de afsluiting van het foutcircuit voldoen aan de eisen van aardfoutbeveiliging van het TN-systeem. Het offshoreplatform is een stalen constructie, die zelf een geleider is, wat overeenkomt met de gemeenschappelijke aardelektrode van de blootliggende geleidende delen van de elektrische apparatuur. Wanneer een aardfout buiten fase optreedt, moet de uitschakeling van het foutcircuit voldoen aan de eisen van aardfoutbeveiliging in TN-systemen. Volgens de specificaties moeten draagbare en mobiele elektrische apparatuur in TN-systemen worden uitgerust met lekstroombeveiligingen.

3. productbeschrijving

Het aardlekrelais is een aardlektransformator die de aardlekstroom detecteert. Onder bepaalde omstandigheden, wanneer de aardlekstroom een ​​bepaalde waarde bereikt of overschrijdt, openen en sluiten een of meer elektrische uitgangscontacten in het elektrische apparaat. Schakel elektrische apparaten.

Hieronder vindt u drie veelvoorkomende situaties van lekkage.

1.Er moet een zeer gevoelige aardlekschakelaar met I△n≤30mA worden gebruikt om direct contact en elektrische schokken te voorkomen.

2. De aardlekschakelaar met gemiddelde gevoeligheid en een I△n groter dan 30 mA kan worden gebruikt om indirect contact en elektrische schokken te voorkomen.

3. Voor brandwerende aardlekschakelaars moet een 4-polige of 2-polige aardlekschakelaar worden gebruikt.

Voor IT-systemen worden indien nodig aardlekschakelaars gebruikt. Om te voorkomen dat de isolatie van het systeem verslechtert en als secundaire beveiliging tegen storingen, afhankelijk van het bedradingstype, wordt een beschermingsmaatregel toegepast die vergelijkbaar is met die van het TT- of TN-systeem. Ten eerste moet een isolatiebewakingsapparaat worden gebruikt om een ​​storing te voorspellen.

Voor het TT-systeem wordt een aardlekschakelaar aanbevolen. Bij een eenfase aardlek is de lekstroom namelijk zeer gering en moeilijk in te schatten. Als de bedrijfsstroom van de schakelaar niet wordt bereikt, ontstaat er een gevaarlijke spanning op de behuizing. De N-draad moet dan door de aardlektransformator lopen.

Voor het TN-S-systeem kan een aardlekschakelaar worden gebruikt. Deze schakelt de fout sneller en gevoeliger uit om de veiligheid en betrouwbaarheid te verbeteren. De PE-draad mag hierbij niet door de transformator lopen en de N-draad wel door de transformator. Bovendien mag deze niet herhaaldelijk worden geaard.

Voor TN-C-systemen kunnen aardlekschakelaars niet worden gebruikt. Omdat de PE-draad en de N-draad geïntegreerd zijn, is de in- en uitgaande stroom van de transformator gelijk als de PEN-draad niet herhaaldelijk geaard is wanneer de behuizing onder spanning staat, en weigert de aardlekschakelaar te bewegen. Als de PEN-draad herhaaldelijk geaard is, zal een deel van de eenfasestroom naar de herhaalde aarding vloeien. Na het bereiken van een bepaalde waarde, werkt de aardlekschakelaar niet goed. Het is noodzakelijk om het TN-C-systeem om te vormen tot een TN-CS-systeem, wat hetzelfde is als het TN-S-systeem, en vervolgens de aardlekschakelaar op het TN-S-systeem aan te sluiten.

4. Productintroductie

De ASJ-serie aardlekschakelaar van Acrel Electric voldoet aan de bovengenoemde lekstroomvereisten en kan worden gebruikt in combinatie met een externe uitschakelschakelaar om de stroomtoevoer tijdig af te sluiten en zo indirect contact te voorkomen en lekstroom te beperken. Het kan ook direct worden gebruikt als signaalrelais om elektrische apparatuur te bewaken. Het is met name geschikt voor de beveiliging van het elektriciteitsverbruik in scholen, commerciële gebouwen, fabriekswerkplaatsen, bazaars, industriële en mijnbouwbedrijven, nationale brandbeveiligingseenheden, slimme gebouwen en gemeenschappen, metro's, petrochemische bedrijven, telecommunicatiebedrijven en defensie-afdelingen.

De producten uit de ASJ-serie hebben hoofdzakelijk twee installatiemethoden. De ASJ10-serie is een railgemonteerde installatie. Het uiterlijk en de functies worden weergegeven in de volgende tabel:

De ASJ20-serie is paneelgemonteerd; het uiterlijk en de functies worden weergegeven in de volgende tabel:

Het verschil tussen AC-type en type A-aardlekrelais is: AC-type aardlekrelais is een aardlekrelais dat kan zorgen voor het uitschakelen van sinusvormige reststroom die plotseling wordt toegepast of langzaam stijgt, en het bewaakt voornamelijk sinusvormige wisselstroomsignalen. Type A-aardlekrelais is een aardlekrelais dat kan zorgen voor het uitschakelen van sinusvormige reststroom en pulserende reststroom die plotseling of langzaam wordt toegepast, en het bewaakt voornamelijk sinusvormige wisselstroomsignalen en gepulseerde gelijkstroomsignalen.

De specifieke bedradingsklemmen en de typische bedrading van het instrument zijn als volgt:

5. Conclusie

5. Conclusie

In het vorige elektrische ontwerp van oceaanplatforms waren er vrijwel geen of zelden lekstroombeveiligingen geïnstalleerd voor de stroomvoorziening van draagbare en mobiele elektrische apparatuur. Steeds meer ontwerpers zijn van mening dat het in het IT-stroomvoorzieningssysteem van oceaanplatforms, draagbare en mobiele apparatuur niet nodig is om een ​​lekstroombeveiliging te installeren. Vanuit bovenstaand oogpunt beschouwt dit idee slechts één aspect ervan en is het eenzijdig. Aardlekrelais uit de ASJ-serie kunnen de lekstroom in de lijn bewaken. Wanneer de lekstroom de ingestelde waarde bereikt of overschrijdt, activeert het interne relais een alarm en kan het worden gekoppeld aan de stroomonderbreker om de lijn snel af te sluiten en de veiligheid te garanderen.

Referenties

[1] Shujiao Su, Long Zhang. De toepassing van lekkagebeschermers op offshoreplatforms [J]. Science and Technology Communication, 2010, 000(011):70,75.

[2] Handleiding voor het ontwerp en de toepassing van microgrids voor bedrijven. 2020.6

[3] Wei Wong, Jiankui XU, Changwei Li. Aardingsbeveiliging van thermo-elektrisch controlesysteem voor componenten van offshore-olieplatforms [J]. China High-Tech Enterprise, 2008(20):93-93.

[4] Ping Yuan. Praten over de toepassing van lekkagebeveiliging in elektrische veiligheid [J]. China High-tech Zone, 2017(23):130-131.

Over de auteur:Jianguo Wu, man, bachelor, Acrel Co., Ltd., de belangrijkste onderzoeksrichting is isolatiebewaking en reststroombewaking, e-mail: zimmer.wu@qq.com, mobiel: 13524474635