漏电检测保护装置【漏电故障报警及保护装置】

　　摘要:针对现场工作中,时常遇到电气设备漏电情况,为避免断路器不能及时动作跳闸,而造成人身、伤亡、设备烧坏等事故,设计了本漏电故障报警及保护装置。　　关键词:漏电 报警 磁通 继电器 互感器 声光报警
　　中图分类号:TD611 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)09(c)-0134-02
　　钻井设备漏电时,就会引起异常的电流和电压信号,当漏电保护器检测到异常的电流和电压信号时,迅速切断电源。下面通过三相四线供电系统的漏电保护电气原理图来说明漏电保护器的工作原理。
　　当被保护电路工作正常、没有发生漏电或触电情况时,通过TA一次侧电流的向量和等于零。这使得TA铁芯中磁通的向量和也为零。TA二次侧不产生感应电动势,漏电保护器不会动作,系统正常供电。
　　当被保护电路发生漏电或有人触电时,由于漏电电流的存在,通过TA一次侧各项负荷电流的向量和不会等于零,于是产生了剩余电流。这时TA铁芯中的磁通的向量和不等于零,铁芯中出现交变磁通。在此交变磁通的作用下,TA二次侧线圈产生感生电动势。当达到预定值时,使主开关分励脱扣器线圈TL通电,主开关GF跳闸,迅速切断被保护电路的供电电源,实现了对设备或人员的保护。
　　结合钻井设备的特点,“漏电故障保护装置”的配置方案如图1所示。
　　该装置分为三个部分。
　　(1)检测元件,即电流互感器,安装于总进线断路器下端。
　　(2)声光报警装置,DC24V,属防爆产品,安装于房外。
　　(3)漏电保护器核心元件选用进口器件,元器件集成于一个安装盒,安装于现场适当位置,如控制柜内等。整体拆卸方便;
　　该装置故障阀值整定:高灵敏度动作阀值0.03A,中灵敏度动作阀值0.05A或0.1A,低灵敏度动作阀值3A或5A等。鉴于该“漏电故障保护装置”是对整套钻井设备的漏电情况检测,所以按中灵敏度设置,发生漏电时声光装置报警,并输出一对开关量接点,用于总断路器跳闸。
　　1 低压漏电故障保护继电器
　　低压漏电故障保护继电器产品,在发生漏电故障时可以切断被监测系统的电源或提供只报警不跳闸工作方式,满足各种场合的应用要求,保护人身安全,保护系统由于漏电而引起的火灾。为您提供安全无忧的漏电保护解决方案。
　　1.1 技术特点
　　1.1.1 降低脱扣误差
　　低压漏电故障保护继电器在0.8～1×\u9651Xn之间动作,与IEC60947-2标准的剩余电流保护要求相比,减少误跳闸的可靠性提高了60%。
　　1.1.2 高频滤波
　　变频装置会产生很高的高频泄漏电流。在正常运行欧中,此泄漏电流对使用者没有危险。利用剩余电流继电器可以躲过高频泄漏电流,提供最大限度的绝缘故障保护,并确保工作的连续性。
　　1.1.3 测量对地泄漏电流的真实有效值
　　在考虑频率滤波的情况下,漏电保护继电器可测量各种类型的信号并计算出rms真实有效值。
　　1.1.4 反时限脱扣特性
　　利用独有的反时脱扣曲线可以避免由于不正常的零序电流引起的剩余电流保护系统的误跳闸。不正常的零序电流由以下几种情况引起。
　　(1)某些负载的瞬时大电流(如电机,LV/LV变压器等)。
　　(2)带电导体和地之间的分布电容充电。
　　漏电保护继电器:加装电流互感器,测量对地泄漏电流。可提供以下几点。
　　①漏电故障保护。
　　②对地泄漏电流监测。
　　③剩余电流保护及对地泄漏电流监测。
　　保护继电器在发生故障时切断被监测系统的电源。可提供以下几点。
　　①人体直接和间接接触电击保护。
　　②设备和财产防火提供保护。
　　继电器可储存剩余电流故障信息,并在超过剩余动作电流设定值I△n时,发出断路器分断指令。根据继电器型号的不同,电流I△n的阈值可为固定式、用户选择式或可调式。
　　监测继电器指示漏电超过阈值的情况。当故障消除时自动复位。
　　当与自动重合闸控制器配合使用时,可进行由下述装置绝缘故障引起的接地故障保护。
　　(1)电话继电器。
　　(2)无线电中继装置。
　　(3)特殊设备。
　　低压漏电故障保护继电器可用于各级配电装置:低压进线、配电、工业控制和终端配电部分。低压漏电故障保护继电器可用于IT、TT和TN-S交流系统中,适用电压范围高达1000V,频率范围为50/60Hz～400Hz。
　　1.1.5 符合标准
　　低压漏电故障保护继电器的设计符合以下标准。
　　(1)IEC/EN 60755:漏电故障保护设备通用标准。
　　(2)IEC/EN 60947-2 附录M:低压开关及控制设备,第2部分(断路器)。
　　(3)IEC/EN 60947-5-1:低压开关及控制设备,第5-1部分(机电设备)。
　　(4)IEC/EN 61000-4-2:静电放电抗干扰测试。
　　(5)IEC/EN 61000-4-3:辐射、射频、电磁场抗干扰测试。
　　(6）IEC/EN 61000-4-4:电瞬变/脉冲抗干扰测试。
　　（7）IEC/EN 61000-4-5:电涌抗干扰测试。
　　（8）IEC/EN 61000-4-6:抗射频场引起的传导波动。
　　（9）CISPR 11:工业、科学和医疗射频设备电磁干扰特性测量的限制和方法。
　　(10)强制CE认证。
　　①EN 61000-6-2:工业环境抗扰性。
　　②EN 50081-1:对商业和居住环境的放射。
　　(11)IEC/EN 60664-1:低压系统中设备的绝缘配合,第1部分。
　　(12)EN 50102:电气外壳防止外部机械冲击的防护等级。
　　(13)IEC 60364和NF C 15100:低压电气配电的绝缘标准。 　　(14)UL 1053和CSA 22.2 No. 144V 电压及以上,符合这些标准。
　　1.1.6 环境抵抗能力
　　低压漏电故障保护继电器符合以下标准的环境要求。
　　(1)IEC/EN 60068-2-30:湿热,设备不操作;55℃时相对湿度95%(炎热及潮湿气候)。
　　(2)IEC/EN 60068-2-52:盐雾环境;KB测试严重等级2。
　　(3)IEC/EN 60068-2-56:湿热,设备操作;48小时,环境等级C2。设备可以在世界各地应用。
　　1.1.7 污染程度
　　低压漏电故障保护继电器适合于在最严酷的工业环境下工作。根据低压开关和控制设备IEC/EN 60664-1和IEC/EN 60947-1标准,这些设备符合环境污染程度3级的要求。
　　1.1.8 环境温度
　　低压漏电故障保护继电器适合于在-35～+70℃的环境温度下工作。
　　带有数字显示的继电器限制在-25～+55℃的环境。启动温度应在上面所述的范围内。
　　在原始包装的条件下,设备存储的温度范围应为以下两点。
　　(1)-55℃和+85℃之间,对于低压漏电故障保护继电器RH10。
　　(2)-40℃和+85℃之间,对于低压漏电故障保护继电器RH197P。
　　1.1.9 绝缘等级
　　所有的低压漏电故障保护继电器无论是DIN还是前面板安装方式,根据IEC/EN 60664-1和NF C15100标准具有II类绝缘前面板。继电器的通讯输出也是Ⅱ绝缘。
　　1.1.10 防护等级
　　漏电电流显示情况如下。
　　(1)对于用4个LED组成的柱形图显示,每个LED分别指示与I△n的20、30、40和50%对应的等级。
　　(2)对于RHUs和RHU,用数字显示漏电电流值。
　　断路器的脱扣可以是瞬时的或者延时的,某些继电器可以调整脱扣延迟时间。
　　保护继电器将剩余电流故障储存在内存中。在故障被清除并将输出触点手工复位后,继电器可以继续工作。
　　对地泄漏电流监测继电器此类继电器用于监测由于电缆老化或安装扩展设备在电器装置中造成的电气绝缘压降。
　　可以对漏电电流进行持续的测量,因此能够对故障电路进行预防性的维护。漏电电流增强可能会导致设备的完全关闭。当超过故障电流的阈值时,继电器会发出一个控制信号。根据继电器型号的不同,此阈值可调或可由用户选择。可以通过LED,柱形图或者数字显示屏显示测量电流或通知阈值被超过的情况。
　　漏电电流显示情况如下。
　　(2)对于为漏电电流值的数字显示。
　　继电器发出的控制信号可以是瞬时或延时的,某些继电器型号可以调整此时间延迟。对地泄漏电流监测继电器并不将剩余电流故障储存在内存中。故障被清除后,其输出触点会被自动复位。
　　此继电器和Multi9 ATm3或ATm7自动重合闸控制器一起使用能保护由绝缘造成的接地故障。典型的应用包括电话中继器和无线电中继站。在发生瞬时故障时,此系统可以被用来自动恢复无人值守站点的电源供应,从而增加了服务的可用性和持续性。使用继电器可用于各级配电装置的保护和维护。根据继电器的型号,可用于IT、TT和TN-S低压交流系统中,适用电压范围高达1000V,频率范围为50/60Hz至400Hz。
　　2 电流互感器
　　2.1 配套的环形电流互感器
　　低压漏电故障保护继电器均可同下述互感器配合使用。
　　封闭式或分裂式环形电流互感器(A型、OA型)
　　E型环形电流互感器(用于现有设施)。
　　TE(30mm)和PE(50mm):全兼容,IE(80mm),和ME(120mm)和SE(200mm):低压漏电故障保护继电器的灵敏度必须调至≥300mA的值。
　　2.2 适应电器设施的要求
　　(1)封闭式环形电流互感器适用于电流最高达630A的新设备。
　　(2)环形电流互感器可装在DIN导轨上、平板上或托架上、夹固在低压漏电故障保护继电器上或与电缆相连。
　　(3)分裂式环形电流互感器适合用于现有最高达400A的系统上,可平板安装或支架安装。
　　(4)矩形电流互感器适用于电流≤4000A的设施内的汇流排母线。
　　配套的矩形电流互感器:
　　继电器的灵敏度必须调至≥500mA的值。
　　具有耐受大剩余电流故障的能力经过多次试验,保证在相与PE导电体发生短路期间通过电流互感器的大相序电流之后可进行精确的测量。
　　4 结语
　　本装置经在钻井队使用,动作灵敏、可靠,起到了很好的安全、保护作用。

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