Aplicação do relé de corrente residual da série ASJ em plataforma offshore

Abstrato:Através da análise da falta à terra da plataforma oceânica, este artigo discute a necessidade de instalação do protetor contra vazamentos nos equipamentos elétricos portáteis e móveis da plataforma oceânica e descreve brevemente o princípio de funcionamento do protetor contra vazamentos.

Palavras-chave: Plataforma oceânica; Sistema de TI; protetor de vazamento

0.Visão geral

No processo de exploração oceânica de petróleo e gás natural, as plataformas oceânicas são extremamente perigosas como locais importantes para coleta de petróleo e gás, armazenamento temporário e processamento simples. Ao mesmo tempo, afetados por muitos fatores, como sol e chuva, erosão por névoa salina, equipamentos elétricos compactos e espaço operacional estreito, sempre há perigos ocultos na segurança elétrica das plataformas oceânicas. Para evitar acidentes de segurança elétrica na plataforma oceânica, é necessário selecionar a forma de aterramento do sistema de fornecimento e distribuição de energia de acordo com as características ambientais da plataforma oceânica, e escolher o método de proteção de aterramento correspondente.

1.As características do sistema de distribuição de energia da plataforma oceânica

O sistema de distribuição de energia de baixa tensão é dividido em três formas: o sistema TN, o sistema TT e o sistema IT. Cada tipo de sistema de distribuição de energia de baixa tensão com aterramento tem suas próprias vantagens, desvantagens e escopo de aplicação. Os projetistas devem fazer escolhas específicas com base em fatores como as condições ambientais do local de trabalho, as características dos equipamentos elétricos e os requisitos elétricos. Atualmente, as plataformas oceânicas geralmente utilizam sistemas de TI para fornecimento de energia, o que é determinado pelas suas próprias características: 1) as plataformas oceânicas estão distantes da terra e requerem um alto fornecimento de energia ininterrupta. Por exemplo, as medidas de proteção contra incêndio da plataforma e as instalações de fuga de emergência não podem ser desligadas; 2) A plataforma marítima tem um ambiente hostil, a névoa salina e a umidade são propensas a danificar o isolamento dos equipamentos elétricos e das linhas de alimentação, e ocorrem falhas de aterramento.

2. Proteção contra vazamento de equipamentos elétricos portáteis e móveis em plataformas oceânicas

1） As falhas de aterramento de equipamentos elétricos portáteis e móveis em plataformas oceânicas são geralmente devidas aos seguintes motivos; a) Equipamentos elétricos portáteis e móveis precisam ser movimentados com frequência, para que as juntas dos cabos e equipamentos elétricos sejam fáceis de afrouxar, fazendo com que as linhas de fase se toquem. A falta à terra ocorre na carcaça do equipamento; b) O cabo dobra repetidamente durante o uso de equipamentos elétricos portáteis e móveis, fazendo com que o fio central seja quebrado, perfurando o isolamento do cabo e entrando em contato com a parte condutora externa para causar uma falha de aterramento.

2） Análise de falhas à terra de equipamentos elétricos portáteis e móveis em plataformas oceânicas

a) Falta à terra monofásica. A norma IEC4.79 da Comissão Eletrotécnica Internacional (Efeito da corrente que passa pelo corpo humano) determina que quando a corrente CA de 50 Hz através do corpo humano não excede 30 mA, o corpo humano não morrerá devido à fibrilação ventricular. Não tem relação direta com a umidade do corpo humano e o nível de tensão de contato. A maioria dos sistemas de distribuição de energia de baixa tensão das plataformas oceânicas sempre utilizou sistemas de TI com pontos neutros não aterrados, de forma que em caso de contato direto com monofásico condutores vivos, aterramento monofásico ou falha de contato indireto ocorre, a corrente de falha de aterramento monofásico é os outros dois relativos. A soma vetorial da corrente de capacitância à terra é geralmente muito pequena, ou seja, a corrente de falha é muito pequena. Neste caso, não há perigo de choque eléctrico. Portanto, a fonte de alimentação não pode ser cortada. No entanto, à medida que aumenta o número de equipamentos eléctricos utilizados nas plataformas oceânicas, as linhas de cabos eléctricos aumentam proporcionalmente, e a corrente capacitiva aumenta proporcionalmente, e a corrente monofásica de terra também aumenta quando ocorre uma falha. Se o invólucro do equipamento elétrico não estiver aterrado de forma confiável ou o fio de aterramento estiver desconectado, a corrente de falta à terra monofásica só poderá formar um loop através do corpo humano. Quando a corrente CA de 50 Hz através do corpo humano excede 30 mA, o corpo humano pode ser causado por fibrilação ventricular. morrer. No sistema de distribuição de energia de baixa tensão, a quebra do isolamento monofásico do equipamento elétrico faz com que o invólucro do equipamento fique energizado. Quando a corrente de falta à terra monofásica Id=Ia+Ib≥30mA, ela excede o limite de segurança da corrente CA que o corpo humano pode suportar, e a fonte de alimentação deve ser cortada imediatamente para garantir a segurança. Neste momento, instalar um protetor contra vazamentos no equipamento elétrico é a única solução.

b）Falha de aterramento fora de fase. Quando ocorre uma falta de aterramento monofásico, as outras duas tensões fase-terra aumentam, e o isolamento do equipamento elétrico é necessário para suportar uma tensão mais alta, o que pode causar danos ao isolamento e ampliar ainda mais a falta, o que resultará em um falha de aterramento fora de fase. De acordo com o Artigo 4.4.14 do "Código para Projeto de Distribuição de Energia de Baixa Tensão" GB50054-1995: As partes condutoras expostas do sistema de TI podem ser aterradas com um eletrodo de aterramento comum, ou individualmente ou em grupos com eletrodos de aterramento separados. Quando as partes condutoras expostas são aterradas juntas, quando ocorre a segunda falta à terra fora de fase, o corte do circuito de falha deve atender aos requisitos da proteção contra falta à terra do sistema TN. A plataforma offshore é uma estrutura de aço, que por sua vez é um condutor, que equivale ao eletrodo de aterramento comum das partes condutoras expostas do equipamento elétrico. Quando ocorre uma falta à terra fora de fase, a desconexão do circuito de falha deve atender aos requisitos da proteção contra falta à terra do sistema TN. De acordo com as especificações, no sistema TN, os equipamentos elétricos portáteis e móveis devem ser equipados com protetores contra vazamentos.

3. descrição do produto

O relé de corrente residual é um transformador de corrente residual para detectar a corrente residual e, sob condições específicas, quando a corrente residual atinge ou excede um determinado valor, um ou mais contatos do circuito de saída elétrica no aparelho elétrico abrirão e fecharão. Troque aparelhos elétricos.

Aqui estão três situações comuns de vazamento.

1. RCD de alta sensibilidade com I△n≤30mA deve ser usado para evitar contato direto e choque elétrico.

2. O RCD de média sensibilidade com I△n maior que 30mA pode ser usado para evitar contato indireto e choque elétrico.

3.Um RCD de 4 ou 2 pólos deve ser usado para RCD à prova de fogo.

Para os sistemas de TI, são utilizados relés de corrente residual conforme necessário. Para evitar a degradação do isolamento do sistema e como proteção secundária de backup de falhas, de acordo com o tipo de fiação, é adotada uma medida de proteção semelhante ao sistema TT ou TN. Primeiro, um dispositivo de monitoramento de isolamento deve ser utilizado para prever uma falha.

Para o sistema TT é recomendado um relé de corrente residual. Porque quando ocorre uma falta à terra monofásica, a corrente de falta é muito pequena e difícil de estimar. Se a corrente operacional da chave não for atingida, uma tensão perigosa aparecerá na caixa. Neste momento, o fio N deve passar pelo transformador de corrente residual.

Para o sistema TN-S, pode ser utilizado um relé de corrente residual. Elimine a falha com mais rapidez e sensibilidade para melhorar a segurança e a confiabilidade. Neste momento, o fio PE não deve passar pelo transformador, e o fio N deve passar pelo transformador e não deve ser aterrado repetidamente.

Para os sistemas TN-C, os relés de corrente residual não podem ser utilizados. Como o fio PE e o fio N estão integrados, se o fio PEN não for aterrado repetidamente, quando o invólucro é energizado, a corrente de entrada e saída do transformador é igual e o ASJ se recusa a se mover; se o fio PEN for aterrado repetidamente, parte da corrente monofásica fluirá para o aterramento repetido. Depois de atingir um determinado valor, o ASJ apresentou mau funcionamento. É necessário transformar o sistema TN-C em um sistema TN-CS, que é igual ao sistema TN-S, e a seguir conectar o transformador de corrente residual ao sistema TN-S.

4.Introdução do produto

O relé de corrente residual da série ASJ da Acrel Electric pode atender à proteção das condições de vazamento mencionadas acima e pode ser usado em conjunto com um interruptor de disparo remoto para cortar a fonte de alimentação a tempo de evitar contato indireto e limitar a corrente de fuga. Também pode ser usado diretamente como relé de sinal para monitorar equipamentos de energia. É especialmente adequado para a proteção segura do consumo de eletricidade em escolas, edifícios comerciais, oficinas de fábricas, bazares, empresas industriais e de mineração, unidades nacionais de proteção contra incêndio, edifícios e comunidades inteligentes, metrôs, petroquímica, telecomunicações e departamentos de defesa nacional.

Os produtos da série ASJ possuem principalmente dois métodos de instalação. A série ASJ10 são instalações montadas em trilhos. A aparência e as funções são mostradas na tabela a seguir:

A série ASJ20 é montada em painel, a aparência e as funções são mostradas na tabela a seguir:

Entre eles, a diferença entre o relé de corrente residual do tipo AC e do tipo A é: O relé de corrente residual do tipo AC é um relé de corrente residual que pode garantir o disparo da corrente alternada sinusoidal residual que é aplicada repentinamente ou aumenta lentamente, e monitora principalmente senoidal sinais de corrente alternada. O relé de corrente residual tipo A é um relé de corrente residual que pode garantir o disparo de corrente alternada sinusoidal residual e corrente contínua pulsante residual aplicada repentina ou lentamente, e monitora principalmente sinais de corrente alternada sinusoidal e sinais de corrente contínua pulsada.

Os terminais de fiação específicos e a fiação típica do instrumento são os seguintes:

5. Conclusão

5. Conclusão

No projeto elétrico anterior de plataformas oceânicas, basicamente não havia ou raramente eram instalados protetores contra vazamentos para a proteção da distribuição de energia de equipamentos elétricos portáteis e móveis. Mais projetistas acreditam que no sistema de fornecimento de energia de TI de plataformas oceânicas, portátil e não é necessário instalar protetor contra vazamentos para equipamentos elétricos móveis. Do ponto de vista acima, esta ideia considera apenas um aspecto dela e é unilateral. Os produtos de relé de corrente residual da série ASJ podem monitorar a corrente de fuga na linha. Quando a corrente de fuga atinge ou excede o valor definido, o relé interno atuará para emitir um alarme e pode ser conectado ao interruptor do disjuntor para cortar rapidamente a linha e garantir a segurança da linha.

Referências

[1] Shujiao Su, Long Zhang. A aplicação de protetores contra vazamentos em plataformas offshore [J]. Comunicação de Ciência e Tecnologia, 2010, 000(011):70,75.

[2] Manual de Projeto e Aplicação de Microrredes Empresariais. 2020.6

[3] Wei Wong, Jiankui XU, Changwei Li. Proteção de aterramento de sistema de controle termoelétrico para componentes de plataformas de petróleo offshore[J]. Empresa de alta tecnologia da China, 2008(20):93-93.

[4] Pin Yuan. Falando sobre a aplicação de proteção contra vazamento em segurança elétrica [J]. Zona de alta tecnologia da China, 2017(23):130-131.

Sobre o autor:Jianguo Wu, sexo masculino, graduação, Acrel Co., Ltd.., a principal direção de pesquisa é monitoramento de isolamento e monitoramento de corrente residual, Email: zimmer.wu@qq.com, telefone celular: 13524474635