การประยุกต์ใช้รีเลย์กระแสไฟตกค้างซีรีส์ ASJ ในแพลตฟอร์มนอกชายฝั่ง

เชิงนามธรรม:โดยผ่านการวิเคราะห์ความผิดพลาดของพื้นดินของแพลตฟอร์มมหาสมุทร บทความนี้จะหารือถึงความจำเป็นในการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันการรั่วไหลในอุปกรณ์ไฟฟ้าแบบพกพาและเคลื่อนที่ของแพลตฟอร์มมหาสมุทร และอธิบายหลักการทำงานของอุปกรณ์ป้องกันการรั่วไหลอย่างคร่าวๆ

คำสำคัญ: แพลตฟอร์มมหาสมุทร ระบบไอที อุปกรณ์ป้องกันการรั่วไหล

0.ภาพรวม

ในกระบวนการขุดเจาะน้ำมันและก๊าซธรรมชาติในมหาสมุทร แท่นขุดเจาะน้ำมันและก๊าซในมหาสมุทรถือเป็นสถานที่อันตรายอย่างยิ่งเนื่องจากเป็นแหล่งรวบรวมน้ำมันและก๊าซ การจัดเก็บชั่วคราว และการแปรรูปแบบง่ายๆ ในขณะเดียวกัน แท่นขุดเจาะน้ำมันและก๊าซในมหาสมุทรยังได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่างๆ มากมาย เช่น แสงแดดและฝน การกัดเซาะของละอองเกลือ อุปกรณ์ไฟฟ้าขนาดกะทัดรัด และพื้นที่ปฏิบัติการที่แคบ จึงมีอันตรายแอบแฝงอยู่เสมอในด้านความปลอดภัยทางไฟฟ้าของแท่นขุดเจาะน้ำมันและก๊าซในมหาสมุทร เพื่อหลีกเลี่ยงอุบัติเหตุทางไฟฟ้าของแท่นขุดเจาะน้ำมันและก๊าซในมหาสมุทร จำเป็นต้องเลือกรูปแบบการต่อลงดินของระบบจ่ายไฟและจำหน่ายตามลักษณะเฉพาะของสภาพแวดล้อมของแท่นขุดเจาะน้ำมันและก๊าซในมหาสมุทร และเลือกวิธีการป้องกันการต่อลงดินที่เหมาะสม

1. ลักษณะเฉพาะของระบบจำหน่ายไฟฟ้าของแท่นขุดเจาะมหาสมุทร

ระบบจำหน่ายไฟฟ้าแรงดันต่ำแบ่งออกเป็น 3 รูปแบบ ได้แก่ ระบบ TN ระบบ TT และระบบ IT ระบบจำหน่ายไฟฟ้าแรงดันต่ำแบบต่อลงดินแต่ละประเภทมีข้อดี ข้อเสีย และขอบเขตการใช้งานที่แตกต่างกัน นักออกแบบควรเลือกเฉพาะเจาะจงตามปัจจัยต่างๆ เช่น สภาพแวดล้อมของสถานที่ทำงาน ลักษณะของอุปกรณ์ไฟฟ้า และข้อกำหนดด้านไฟฟ้า ปัจจุบัน แพลตฟอร์มบนมหาสมุทรมักใช้ระบบ IT เพื่อจ่ายไฟ ซึ่งกำหนดโดยลักษณะเฉพาะของตนเอง: 1) แพลตฟอร์มบนมหาสมุทรอยู่ห่างไกลจากแผ่นดินและต้องการแหล่งจ่ายไฟฟ้าที่ไม่หยุดชะงักสูง ตัวอย่างเช่น ไม่อนุญาตให้ปิดระบบป้องกันอัคคีภัยและสิ่งอำนวยความสะดวกสำหรับหนีภัยของแพลตฟอร์ม 2) แพลตฟอร์มบนทะเลมีสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ละอองเกลือและความชื้นมีแนวโน้มที่จะทำให้ฉนวนของอุปกรณ์ไฟฟ้าและสายไฟเสียหาย และเกิดไฟฟ้ารั่ว

2.การป้องกันการรั่วไหลของอุปกรณ์ไฟฟ้าแบบพกพาและแบบเคลื่อนที่บนแพลตฟอร์มมหาสมุทร

1) อุปกรณ์ไฟฟ้าแบบพกพาและแบบเคลื่อนย้ายได้บนแท่นกลางมหาสมุทรมักเกิดไฟฟ้ารั่วเนื่องจากสาเหตุต่อไปนี้ ก) อุปกรณ์ไฟฟ้าแบบพกพาและแบบเคลื่อนย้ายได้ต้องเคลื่อนย้ายบ่อยครั้ง ดังนั้นข้อต่อของสายเคเบิลและอุปกรณ์ไฟฟ้าจึงคลายตัวได้ง่าย ทำให้สายเฟสสัมผัสกัน เกิดไฟฟ้ารั่วบนเปลือกอุปกรณ์ ข) สายเคเบิลงอซ้ำแล้วซ้ำเล่าระหว่างใช้งานอุปกรณ์ไฟฟ้าแบบพกพาและแบบเคลื่อนย้ายได้ ทำให้สายแกนขาด เจาะฉนวนของสายเคเบิลและสัมผัสกับส่วนนำไฟฟ้าภายนอกจนเกิดไฟฟ้ารั่ว

2）การวิเคราะห์ไฟฟ้ารั่วของอุปกรณ์ไฟฟ้าแบบพกพาและเคลื่อนที่บนแพลตฟอร์มมหาสมุทร

ก) ไฟฟ้าลัดวงจรเฟสเดียว มาตรฐาน IEC4.79 ของคณะกรรมการอิเล็กโทรเทคนิคระหว่างประเทศ (ผลของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านร่างกายมนุษย์) กำหนดว่าเมื่อกระแสไฟฟ้า AC 50Hz ที่ไหลผ่านร่างกายมนุษย์ไม่เกิน 30mA ร่างกายมนุษย์จะไม่เสียชีวิตเนื่องจากภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะ ซึ่งไม่มีความสัมพันธ์โดยตรงกับความชื้นของร่างกายมนุษย์และระดับแรงดันไฟฟ้าที่สัมผัส ระบบจ่ายไฟฟ้าแรงดันต่ำส่วนใหญ่ของแพลตฟอร์มมหาสมุทรมักใช้ระบบไอทีที่มีจุดเป็นกลางที่ไม่ได้ต่อลงดิน ดังนั้น หากสัมผัสโดยตรงกับตัวนำไฟฟ้าเฟสเดียว เกิดการต่อลงดินเฟสเดียวหรือเกิดความล้มเหลวในการสัมผัสทางอ้อม กระแสไฟฟ้าลัดวงจรของไฟฟ้าลัดวงจรเฟสเดียวจะเป็นอีกสองแบบที่สัมพันธ์กัน ผลรวมเวกเตอร์ของกระแสไฟฟ้าความจุกราวด์มักจะน้อยมาก นั่นคือ กระแสไฟฟ้าลัดวงจรนั้นน้อยมาก ในกรณีนี้ ไม่มีอันตรายจากไฟฟ้าช็อต ดังนั้น แหล่งจ่ายไฟจึงอาจไม่ถูกตัด อย่างไรก็ตาม เมื่อจำนวนอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้บนแพลตฟอร์มมหาสมุทรเพิ่มขึ้น สายไฟก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย และกระแสไฟแบบเก็บประจุก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย และกระแสไฟเฟสเดียวที่ต่อลงดินก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกันเมื่อเกิดความผิดพลาด หากเปลือกของอุปกรณ์ไฟฟ้าไม่ได้ต่อลงดินอย่างน่าเชื่อถือหรือสายดินถูกตัดการเชื่อมต่อ กระแสไฟเฟสเดียวที่เกิดความผิดพลาดจะสามารถสร้างวงจรผ่านร่างกายมนุษย์ได้เท่านั้น เมื่อกระแสไฟ AC 50Hz ผ่านร่างกายมนุษย์เกิน 30mA ร่างกายมนุษย์อาจเกิดภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะได้ ในระบบจ่ายไฟแรงดันต่ำ ฉนวนไฟฟ้าเฟสเดียวของอุปกรณ์ไฟฟ้าจะพังทลายลง เปลือกของอุปกรณ์จะมีไฟฟ้า เมื่อกระแสไฟเฟสเดียวที่เกิดความผิดพลาด Id=Ia+Ib≥30mA จะเกินเกณฑ์ความปลอดภัยของกระแสไฟ AC ที่ร่างกายมนุษย์จะทนได้ และจะต้องตัดแหล่งจ่ายไฟทันทีเพื่อความปลอดภัย ในขณะนี้ การติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟรั่วที่อุปกรณ์ไฟฟ้าเป็นวิธีแก้ปัญหาเดียว

ข) ความผิดพลาดของการต่อลงดินนอกเฟส เมื่อเกิดความผิดพลาดของการต่อลงดินเฟสเดียว แรงดันไฟเฟสต่อลงดินอีกสองแรงดันจะเพิ่มขึ้น และฉนวนของอุปกรณ์ไฟฟ้าจะต้องทนต่อแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น ซึ่งอาจทำให้ฉนวนเสียหายและทำให้ความผิดพลาดขยายวงกว้างขึ้น ซึ่งจะส่งผลให้เกิดความผิดพลาดของการต่อลงดินนอกเฟส ตามข้อ 4.4.14 ของ "รหัสการออกแบบการจ่ายไฟแรงดันต่ำ" GB50054-1995: ชิ้นส่วนตัวนำที่เปิดเผยของระบบ IT สามารถต่อลงดินได้โดยใช้ขั้วไฟฟ้ากราวด์ทั่วไป หรือต่อทีละชิ้นหรือเป็นกลุ่มโดยใช้ขั้วไฟฟ้ากราวด์แยกกัน เมื่อชิ้นส่วนตัวนำที่เปิดเผยต่อลงดินเข้าด้วยกัน เมื่อเกิดความผิดพลาดของการต่อลงดินนอกเฟสครั้งที่สอง การตัดวงจรความผิดพลาดควรเป็นไปตามข้อกำหนดของการป้องกันความผิดพลาดของการต่อลงดินของระบบ TN แพลตฟอร์มนอกชายฝั่งเป็นโครงสร้างเหล็ก ซึ่งเป็นตัวนำไฟฟ้าในตัว ซึ่งเทียบเท่ากับขั้วไฟฟ้ากราวด์ทั่วไปของชิ้นส่วนตัวนำที่เปิดเผยของอุปกรณ์ไฟฟ้า เมื่อเกิดไฟฟ้ารั่วนอกเฟส การตัดวงจรไฟฟ้ารั่วควรเป็นไปตามข้อกำหนดของระบบป้องกันไฟฟ้ารั่วในระบบ TN ตามข้อกำหนด อุปกรณ์ไฟฟ้าแบบพกพาและเคลื่อนที่ควรติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟรั่วในระบบ TN

3.คำอธิบายผลิตภัณฑ์

รีเลย์กระแสไฟตกค้างเป็นหม้อแปลงกระแสไฟตกค้างเพื่อตรวจจับกระแสไฟตกค้าง และภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด เมื่อกระแสไฟตกค้างถึงหรือเกินค่าที่กำหนด หน้าสัมผัสวงจรไฟฟ้าเอาต์พุตหนึ่งตัวหรือมากกว่าในเครื่องใช้ไฟฟ้าจะเปิดและปิด สวิตช์เครื่องใช้ไฟฟ้า

ต่อไปนี้เป็นสถานการณ์การรั่วไหลสามสถานการณ์ทั่วไป

1.ต้องใช้ RCD ที่มีความไวสูงที่มี I△n≤30mA เพื่อป้องกันการสัมผัสโดยตรงและไฟฟ้าช็อต

2. สามารถใช้ RCD ความไวปานกลางที่มี I△n มากกว่า 30mA เพื่อป้องกันการสัมผัสทางอ้อมและไฟฟ้าช็อต

3.ควรใช้ RCD แบบ 4 ขั้วหรือ 2 ขั้วสำหรับ RCD ทนไฟ

สำหรับระบบไอที จะใช้รีเลย์กระแสไฟตกค้างตามความจำเป็น เพื่อป้องกันฉนวนของระบบไม่ให้เสื่อมสภาพ และเพื่อป้องกันความผิดพลาดสำรอง โดยจะใช้วิธีการป้องกันคล้ายกับระบบ TT หรือ TN ตามประเภทของสายไฟ ก่อนอื่น ควรใช้อุปกรณ์ตรวจสอบฉนวนเพื่อคาดการณ์ความผิดพลาด

สำหรับระบบ TT แนะนำให้ใช้รีเลย์กระแสไฟตกค้าง เนื่องจากเมื่อเกิดไฟฟ้ารั่วแบบเฟสเดียว กระแสไฟรั่วจะน้อยมากและประเมินได้ยาก หากกระแสไฟฟ้าทำงานของสวิตช์ไม่ถึงระดับที่กำหนด แรงดันไฟฟ้าที่เป็นอันตรายจะปรากฏบนตัวเรือน ในเวลานี้ สาย N จะต้องผ่านหม้อแปลงกระแสไฟตกค้าง

สำหรับระบบ TN-S สามารถใช้รีเลย์กระแสไฟตกค้างได้ ตัดความผิดพลาดได้รวดเร็วและละเอียดอ่อนยิ่งขึ้นเพื่อเพิ่มความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือ ในเวลานี้ สาย PE จะต้องไม่ผ่านหม้อแปลง และสาย N จะต้องผ่านหม้อแปลง และจะต้องไม่ต่อลงดินซ้ำๆ

สำหรับระบบ TN-C ไม่สามารถใช้รีเลย์กระแสไฟตกค้างได้ เนื่องจากสาย PE และสาย N ถูกผสานเข้าด้วยกัน หากสาย PEN ไม่ได้ต่อลงดินซ้ำๆ เมื่อจ่ายพลังงานให้กับเปลือกหุ้ม กระแสไฟเข้าและออกจากหม้อแปลงจะเท่ากัน และ ASJ ก็ไม่ยอมเคลื่อนที่ หากสาย PEN ต่อลงดินซ้ำๆ กระแสไฟเฟสเดียวบางส่วนจะไหลเข้าไปในการต่อลงดินซ้ำๆ เมื่อถึงค่าที่กำหนด ASJ จะทำงานผิดปกติ จำเป็นต้องแปลงระบบ TN-C เป็นระบบ TN-CS ซึ่งเหมือนกับระบบ TN-S จากนั้นจึงเชื่อมต่อหม้อแปลงกระแสไฟตกค้างกับระบบ TN-S

4.การแนะนำผลิตภัณฑ์

รีเลย์กระแสไฟตกค้างซีรีส์ ASJ ของ Acrel Electric สามารถตอบสนองการป้องกันเงื่อนไขการรั่วไหลที่กล่าวข้างต้นได้ และสามารถใช้ร่วมกับสวิตช์ทริประยะไกลเพื่อตัดแหล่งจ่ายไฟได้ทันเวลาเพื่อป้องกันการสัมผัสทางอ้อมและจำกัดกระแสไฟรั่ว นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นรีเลย์สัญญาณเพื่อตรวจสอบอุปกรณ์ไฟฟ้าได้โดยตรง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการป้องกันความปลอดภัยในการใช้ไฟฟ้าในโรงเรียน อาคารพาณิชย์ โรงงาน โรงจอดรถ ตลาดนัด บริษัทอุตสาหกรรมและเหมืองแร่ หน่วยดับเพลิงสำคัญระดับชาติ อาคารและชุมชนอัจฉริยะ รถไฟใต้ดิน ปิโตรเคมี โทรคมนาคม และหน่วยงานป้องกันประเทศ

ผลิตภัณฑ์ซีรีส์ ASJ มีวิธีการติดตั้งหลักๆ 2 วิธี ซีรีส์ ASJ10 เป็นการติดตั้งบนราง ลักษณะและฟังก์ชันต่างๆ แสดงอยู่ในตารางต่อไปนี้:

ซีรีส์ ASJ20 ติดตั้งบนแผง รูปลักษณ์และฟังก์ชันต่างๆ แสดงอยู่ในตารางต่อไปนี้:

ความแตกต่างระหว่างรีเลย์กระแสไฟตกค้างประเภท AC และประเภท A คือ: รีเลย์กระแสไฟตกค้างประเภท AC เป็นรีเลย์กระแสไฟตกค้างที่สามารถรับรองการตัดกระแสไฟสลับไซน์ตกค้างที่จ่ายอย่างกะทันหันหรือเพิ่มขึ้นช้าๆ และส่วนใหญ่จะตรวจสอบสัญญาณกระแสไฟสลับไซน์ รีเลย์กระแสไฟตกค้างประเภท A เป็นรีเลย์กระแสไฟตกค้างที่สามารถรับรองการตัดกระแสไฟสลับไซน์ตกค้างและกระแสไฟตรงพัลซิ่งตกค้างที่จ่ายอย่างกะทันหันหรือช้าๆ และส่วนใหญ่จะตรวจสอบสัญญาณกระแสไฟสลับไซน์และสัญญาณกระแสไฟตรงพัลซิ่ง

ขั้วต่อสายไฟที่เฉพาะเจาะจงและสายไฟทั่วไปของเครื่องมือมีดังนี้:

5.บทสรุป

5.บทสรุป

ในการออกแบบระบบไฟฟ้าของแพลตฟอร์มมหาสมุทรก่อนหน้านี้ แทบจะไม่มีหรือติดตั้งตัวป้องกันการรั่วไหลเพื่อป้องกันการจ่ายไฟของอุปกรณ์ไฟฟ้าแบบพกพาและแบบเคลื่อนที่ นักออกแบบส่วนใหญ่เชื่อว่าในระบบจ่ายไฟไอทีของแพลตฟอร์มมหาสมุทร อุปกรณ์แบบพกพาและไม่จำเป็นต้องติดตั้งตัวป้องกันการรั่วไหลสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าแบบพกพา จากมุมมองข้างต้น แนวคิดนี้พิจารณาเพียงด้านเดียวเท่านั้นและเป็นด้านเดียว ผลิตภัณฑ์รีเลย์กระแสไฟรั่วซีรีส์ ASJ สามารถตรวจสอบกระแสไฟรั่วในสาย เมื่อกระแสไฟรั่วถึงหรือเกินค่าที่ตั้งไว้ รีเลย์ภายในจะทำหน้าที่ส่งสัญญาณเตือน และสามารถเชื่อมต่อกับสวิตช์เบรกเกอร์วงจรเพื่อตัดสายอย่างรวดเร็วเพื่อให้แน่ใจว่าสายปลอดภัย

อ้างอิง

[1] Shujiao Su, Long Zhang. การประยุกต์ใช้ตัวป้องกันการรั่วไหลในแท่นขุดเจาะนอกชายฝั่ง [J] การสื่อสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 2010, 000(011):70,75

[2] คู่มือการออกแบบและการใช้งานไมโครกริดสำหรับองค์กร 2020.6

[3] Wei Wong, Jiankui XU, Changwei Li. การป้องกันสายดินของระบบควบคุมเทอร์โมอิเล็กทริกสำหรับส่วนประกอบของแท่นขุดเจาะน้ำมันนอกชายฝั่ง[J] China High-Tech Enterprise, 2008(20):93-93

[4] Ping Yuan. พูดคุยเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้การป้องกันการรั่วไหลในด้านความปลอดภัยทางไฟฟ้า [J] China High-tech Zone, 2017(23):130-131

เกี่ยวกับผู้เขียน:คุณ Jianguo Wu เพศชาย นักศึกษาระดับปริญญาตรี บริษัท Acrel Co., Ltd. ฝ่ายวิจัยหลัก คือ การตรวจสอบฉนวนและการตรวจสอบกระแสไฟฟ้าตกค้าง อีเมล: zimmer.wu@qq.com โทรศัพท์มือถือ: 13524474635