Zastosowanie przekaźnika różnicowoprądowego serii ASJ na platformie morskiej

Abstrakcyjny:W artykule tym, analizując usterkę doziemną platformy oceanicznej, omówiono konieczność zainstalowania zabezpieczenia przed upływami na przenośnym i mobilnym sprzęcie elektrycznym platformy oceanicznej, a także krótko opisano zasadę działania zabezpieczenia przed upływami.

Słowa kluczowe: platforma oceaniczna; system informatyczny; zabezpieczenie przed wyciekiem

0.Przegląd

W procesie eksploatacji ropy naftowej i gazu ziemnego z oceanu, platformy oceaniczne są niezwykle niebezpieczne jako ważne miejsca do gromadzenia ropy naftowej i gazu, tymczasowego składowania i prostego przetwarzania. Jednocześnie, pod wpływem wielu czynników, takich jak słońce i deszcz, erozja spowodowana rozpryskiem soli, kompaktowy sprzęt elektryczny i wąska przestrzeń operacyjna, zawsze istnieją ukryte zagrożenia w bezpieczeństwie elektrycznym platformy oceanicznej. Aby uniknąć wypadków związanych z bezpieczeństwem elektrycznym platformy oceanicznej, konieczne jest wybranie formy uziemienia zasilania i systemu dystrybucji zgodnie z charakterystyką środowiskową platformy oceanicznej i wybranie odpowiedniej metody 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 typ uziemiającego systemu dystrybucji energii niskiego napięcia ma swoje zalety, wady i zakres zastosowania. Projektanci powinni dokonać konkretnych wyborów w oparciu o takie czynniki, jak warunki środowiskowe w miejscu pracy, charakterystyka sprzętu elektrycznego i wymagania elektryczne. Obecnie platformy oceaniczne zazwyczaj wykorzystują systemy IT do zasilania, co jest określone przez ich własne cechy: 1) platformy oceaniczne są daleko od lądu i wymagają wysokiego nieprzerwanego zasilania. Na przykład środki ochrony przeciwpożarowej platformy i urządzenia ewakuacyjne nie mogą być wyłączane; 2) platforma morska ma trudne warunki, słona mgiełka i wilgoć są podatne na uszkodzenia izolacji sprzętu elektrycznego i linii zasilających, a także występują zwarcia doziemne.

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

1) Usterki uziemienia przenośnego i mobilnego sprzętu elektrycznego na platformach oceanicznych są zazwyczaj spowodowane następującymi przyczynami; a) Przenośny i mobilny sprzęt elektryczny musi być często przenoszony, więc połączenia kabli i sprzętu elektrycznego łatwo się poluzowują, powodując stykanie się linii fazowych. Usterka uziemienia występuje na obudowie sprzętu; b) Kabel wielokrotnie się wygina podczas korzystania z przenośnego i mobilnego sprzętu elektrycznego, powodując przerwanie przewodu rdzenia, przebicie izolacji kabla i kontakt z zewnętrzną częścią przewodzącą, co powoduje usterkę uziemienia.

2) Analiza uszkodzeń uziemienia przenośnego i mobilnego sprzętu elektrycznego na platformach oceanicznych

a) Jednofazowe zwarcie doziemne. Norma Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej IEC4.79 (Wpływ prądu przepływającego przez ludzkie ciało) stanowi, że gdy prąd przemienny 50 Hz przepływający przez ludzkie ciało nie przekracza 30 mA, ludzkie ciało nie umrze z powodu migotania komór. Nie ma to bezpośredniego związku z wilgotnością ludzkiego ciała i poziomem napięcia kontaktowego. Większość niskonapięciowych systemów dystrybucji energii platform oceanicznych zawsze korzystała z systemów IT z nieuziemionymi punktami neutralnymi, tak aby w przypadku bezpośredniego kontaktu z jednofazowymi przewodami pod napięciem, jednofazowego uziemienia lub pośredniej awarii styku, jednofazowy prąd zwarciowy uziemienia jest względny dla dwóch pozostałych. Suma wektorowa prądu pojemnościowego uziemienia jest zwykle bardzo mała, to znaczy prąd zwarciowy jest bardzo mały. W takim przypadku nie ma niebezpieczeństwa porażenia prądem elektrycznym. Dlatego też zasilanie nie może zostać odcięte. Jednak wraz ze wzrostem liczby urządzeń elektrycznych używanych na platformach oceanicznych, linie kablowe odpowiednio się zwiększają, a prąd pojemnościowy odpowiednio wzrasta, a prąd uziemienia jednofazowego również wzrasta, gdy wystąpi awaria. Jeśli obudowa urządzenia elektrycznego nie jest niezawodnie uziemiona lub przewód uziemiający jest odłączony, prąd zwarcia jednofazowego może utworzyć pętlę tylko przez ciało człowieka. Gdy prąd przemienny 50 Hz przepływający przez ciało człowieka przekroczy 30 mA, ciało człowieka może zostać wywołane migotaniem komór. die. W systemie dystrybucji energii niskiego napięcia jednofazowe przebicie izolacji urządzenia elektrycznego powoduje, że obudowa urządzenia staje się pod napięciem. Gdy prąd zwarcia jednofazowego Id=Ia+Ib≥30 mA, przekracza on próg bezpieczeństwa prądu przemiennego, który może wytrzymać ciało człowieka, a zasilanie musi zostać natychmiast odcięte w celu zapewnienia bezpieczeństwa. W tym momencie zainstalowanie wyłącznika upływowego przy urządzeniu elektrycznym jest jedynym rozwiązaniem.

b) Usterka uziemienia poza fazą. Gdy występuje usterka uziemienia jednofazowego, wzrastają dwa pozostałe napięcia fazowe i izolacja urządzeń elektrycznych musi wytrzymać wyższe napięcie, co może spowodować uszkodzenie izolacji i dalsze powiększenie usterki, co doprowadzi do usterki uziemienia poza fazą. Zgodnie z artykułem 4.4.14 „Kodeksu projektowania dystrybucji energii niskiego napięcia” GB50054-1995: Odsłonięte części przewodzące systemu IT można uziemić wspólną elektrodą uziemiającą lub pojedynczo lub w grupach za pomocą oddzielnych elektrod uziemiających. Gdy odsłonięte części przewodzące są uziemione razem, gdy występuje druga usterka uziemienia poza fazą, odcięcie obwodu zwarcia powinno spełniać wymagania ochrony przed usterkami uziemienia systemu TN. Platforma morska jest konstrukcją stalową, która sama jest przewodnikiem, który jest równoważny wspólnej elektrodzie uziemiającej odsłoniętych części przewodzących sprzętu elektrycznego. Gdy wystąpi zwarcie doziemne poza fazą, odłączenie obwodu zwarciowego powinno spełniać wymagania zabezpieczenia przed zwarciem doziemnym w systemie TN. Zgodnie ze specyfikacjami, w systemie TN, przenośny i mobilny sprzęt elektryczny powinien być wyposażony w zabezpieczenia upływowe.

3.opis produktu

Przekaźnik prądu resztkowego to transformator prądu resztkowego służący do wykrywania prądu resztkowego, a w określonych warunkach, gdy prąd resztkowy osiągnie lub przekroczy daną wartość, jeden lub więcej styków obwodu wyjściowego elektrycznego w urządzeniu elektrycznym otworzy się i zamknie. Przełącz urządzenia elektryczne.

Oto trzy najczęstsze sytuacje przecieku.

1. Aby zapobiec bezpośredniemu kontaktowi i porażeniu prądem elektrycznym, należy stosować wyłączniki różnicowoprądowe o wysokiej czułości i I△n≤30mA.

2. Średniej czułości wyłącznik różnicowoprądowy o I△n większym niż 30 mA można używać w celu zapobiegania pośredniemu kontaktowi i porażeniu prądem elektrycznym.

3. W przypadku wyłączników RCD ognioodpornych należy stosować wyłączniki RCD czterobiegunowe lub dwubiegunowe.

W przypadku systemów IT przekaźniki różnicowoprądowe są używane w razie potrzeby. Aby zapobiec degradacji izolacji systemu i jako wtórna ochrona zapasowa przed awarią, zgodnie z typem okablowania, stosuje się środek ochronny podobny do systemu TT lub TN. Po pierwsze, należy użyć urządzenia monitorującego izolację, aby przewidzieć awarię.

W przypadku układu TT zaleca się zastosowanie przekaźnika prądu resztkowego. Ponieważ w przypadku wystąpienia jednofazowego zwarcia doziemnego prąd zwarciowy jest bardzo mały i trudny do oszacowania. Jeśli prąd roboczy przełącznika nie zostanie osiągnięty, na obudowie pojawi się niebezpieczne napięcie. W tym momencie przewód N musi przejść przez transformator prądu resztkowego.

W przypadku systemu TN-S można użyć przekaźnika prądu szczątkowego. Odetnij usterkę szybciej i bardziej czule, 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 uziemiony wielokrotnie.

W przypadku systemów TN-C nie można stosować przekaźników różnicowoprądowych. Ponieważ przewód PE i przewód N są zintegrowane, jeśli przewód PEN nie jest wielokrotnie uziemiony, gdy obudowa jest zasilana, prąd dochodzący i wychodzący z transformatora jest równy, a ASJ odmawia ruchu; jeśli przewód PEN jest wielokrotnie uziemiony, część prądu jednofazowego popłynie do wielokrotnego uziemienia. Po osiągnięciu określonej wartości ASJ ulega awarii. Konieczne jest przekształcenie systemu TN-C w system TN-CS, który jest taki sam jak system TN-S, a następnie podłączenie transformatora różnicowoprądowego do systemu TN-S.

4. Wprowadzenie do produktu

Przekaźnik różnicowoprądowy serii ASJ firmy Acrel Electric może spełniać wymogi ochrony przed wyżej wymienionymi upływami i może być stosowany w połączeniu ze zdalnym wyłącznikiem wyzwalającym w celu odcięcia zasilania na czas, aby zapobiec pośredniemu kontaktowi i ograniczyć prąd upływowy. Może być również bezpośrednio stosowany jako przekaźnik sygnałowy do monitorowania urządzeń energetycznych. Jest szczególnie odpowiedni do ochrony bezpieczeństwa zużycia energii elektrycznej w szkołach, budynkach komercyjnych, warsztatach fabrycznych, bazarach, przedsiębiorstwach przemysłowych i górniczych, krajowych kluczowych 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 są pokazane w poniższej tabeli:

Seria ASJ20 przeznaczona jest do montażu panelowego. Wygląd i funkcje przedstawiono w poniższej tabeli:

Wśród nich różnica między przekaźnikiem prądu różnicowego typu AC a typu A jest następująca: Przekaźnik prądu różnicowego typu AC to przekaźnik prądu różnicowego, który może zapewnić wyzwalanie sinusoidalnego prądu przemiennego, który jest nagle przyłożony lub powoli narasta, i głównie monitoruje sinusoidalne sygnały prądu przemiennego. Przekaźnik prądu różnicowego typu A to przekaźnik prądu różnicowego, który może zapewnić wyzwalanie sinusoidalnego prądu przemiennego i pulsującego prądu stałego, który jest przyłożony nagle lub powoli, i głównie monitoruje sinusoidalne sygnały prądu przemiennego i pulsujące sygnały prądu stałego.

Konkretne zaciski okablowania i typowe okablowanie urządzenia są następujące:

5.Wnioski

5.Wnioski

W poprzednim projekcie elektrycznym platform oceanicznych nie było zasadniczo żadnych lub rzadko instalowano zabezpieczenia upływowe do ochrony dystrybucji zasilania przenośnego i mobilnego sprzętu elektrycznego. Więcej projektantów uważa, że ​​w systemie zasilania IT platform oceanicznych, przenośnych i nie jest konieczne instalowanie zabezpieczenia upływowego dla przenośnego sprzętu elektrycznego. Z powyższego punktu widzenia, pomysł ten bierze pod uwagę tylko jeden aspekt i jest jednostronny. Produkty przekaźników różnicowoprądowych serii ASJ mogą monitorować prąd upływowy w linii. Gdy prąd upływowy osiągnie lub przekroczy ustawioną wartość, wewnętrzny przekaźnik uruchomi alarm i może być połączony z wyłącznikiem obwodu, aby szybko odciąć linię, zapewniając bezpieczeństwo linii.

Odniesienia

[1] Shujiao Su, Long Zhang. Zastosowanie zabezpieczeń przed wyciekiem na platformach offshore [J]. Science and Technology Communication, 2010, 000(011):70,75.

[2] Podręcznik projektowania i stosowania mikrosieci przedsiębiorstwa. 2020.6

[3] Wei Wong, Jiankui XU, Changwei Li. Ochrona uziemienia układu sterowania termoelektrycznego dla komponentów platform wiertniczych na morzu [J]. China High-Tech Enterprise, 2008(20):93-93.

[4] Ping Yuan. Rozmowa o zastosowaniu ochrony przed upływami w bezpieczeństwie elektrycznym [J]. China High-tech Zone, 2017(23):130-131.

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