安(ān)科(kē)瑞(ruì) 陳聰 周(zhōu)潔(jié)

摘要：本(běn)文(wén)通(tōng)過(guò)對海洋平台接地(dì)故障(zhàng)的(dí)分(fēn)析，論(lùn)述(shù)了海洋平台手持式和移動(dòng)式(shì)用(yòng)電設(shè)備(bèi)安裝(zhuāng)漏電保(bǎo)護器(qì)的(dí)必要性(xìng)，同時簡述了漏電保護器的工作(zuò)原(yuán)理。

  關(guān)鍵(jiàn)詞(cí)：海(hǎi)洋(yáng)平(píng)台；IT係統；漏電保(bǎo)護器(qì)

  0：概(gài)述

  在海洋(yáng)石油(yóu)及(jí)天(tiān)然氣開采過程中，海(hǎi)洋(yáng)平台作為(wéi)油氣(qì)采集，臨時(shí)存儲及簡單處理(lǐ)的重要(yào)場(cháng)所，其危(wēi)險(xiǎn)性很大。同(tóng)時，受日曬雨(yǔ)淋(lín)，鹽霧(wù)侵蝕(shí)，用(yòng)電(diàn)設(shè)備(bèi)緊(jǐn)湊(còu)及(jí)操作空間(jiān)狹(xiá)小等諸多(duō)因素(sù)的(dí)影(yǐng)響(xiǎng)，海(hǎi)洋(yáng)平台的電(diàn)氣(qì)安(ān)全一(yī)直存(cún)在隱患。為了避(bì)免(miǎn)海洋平台電(diàn)氣安(ān)全(quán)事故的(dí)發生(shēng)，需要(yào)根(gēn)據(jù)海(hǎi)洋(yáng)平(píng)台的環(huán)境特(tè)點，因地製宜地選(xuǎn)擇(zé)供(gōng)配電(diàn)係(xì)統(tǒng)接(jiē)地形(xíng)式，並(bìng)選(xuǎn)擇相(xiāng)應(yīng)的(dí)接地(dì)保(bǎo)護方(fāng)式(shì)。

  1：海(hǎi)洋平台配電係(xì)統的(dí)特點

  低(dī)壓(yā)配電係統分TN係統，TT係(xì)統及IT係統(tǒng)3種形(xíng)式(shì)。每種接地形式(shì)的(dí)低壓配電係統都有其(qí)自身(shēn)的優(yōu)缺點和(hé)適用範圍。設計工作者應(yīng)根(gēn)據作(zuò)業(yè)場所(suǒ)的環(huán)境條件(jiàn)，用電設備(bèi)的(dí)特(tè)點(diǎn)和用電要(yào)求等(děng)因素(sù)加以具體選擇(zé)。當前，海(hǎi)洋平台一般使(shǐ)用(yòng)IT係統(tǒng)供電，這是(shì)由其(qí)自(zì)身的特(tè)點(diǎn)決定的：1）海(hǎi)洋(yáng)平台遠離(lí)陸地(dì)，對不間(jiān)斷供(gōng)電(diàn)的(dí)要(yào)求(qiú)高(gāo)。例如(rú)平台(tái)的消防(fáng)措(cuò)施和緊(jǐn)急逃(táo)生設施(shī)就(jiù)不允許(xǔ)斷(duàn)電；2）海洋平(píng)台(tái)環境(jìng)惡劣，鹽(yán)霧和潮(cháo)濕容(róng)易使用電設(shè)備和(hé)供電綫(xiàn)路的(dí)絕緣損(sǔn)壞，出現接地故障。

  2：海洋(yáng)平台(tái)手持式和移(yí)動式用(yòng)電(diàn)設備(bèi)漏電保護問題

  1） 海(hǎi)洋平台(tái)手持式(shì)和移動式(shì)用(yòng)電設備(bèi)發生(shēng)接(jiē)地(dì)故障一(yī)般有以(yǐ)下(xià)原因；a)手持(chí)式和(hé)移動式(shì)用電設備(bèi)由(yóu)於需要(yào)頻(pín)繁移(yí)動，電纜與(yǔ)用電(diàn)設(shè)備(bèi)的接(jiē)頭容易鬆(sōng)脫，使相綫(xiàn)碰設(shè)備外(wài)殼而發(fā)生(shēng)接地(dì)故障；b)手持(chí)式(shì)和(hé)移(yí)動式(shì)用(yòng)電(diàn)設備(bèi)在(zài)使用(yòng)過(guò)程中(zhōng)電纜(lǎn)反復彎(wān)曲(qū)，使芯(xīn)綫(xiàn)部(bù)分(fēn)折斷，刺破電纜絕(jué)緣與(yǔ)外(wài)部可(kě)導(dǎo)電部分(fēn)接觸(chù)而(ér)發(fā)生接地故(gù)障(zhàng)。

  2） 海(hǎi)洋(yáng)平台手持式和移動式用(yòng)電設備(bèi)接地故障分析

  a) 單(dān)相接地故障(zhàng)。國際電工委員(yuán)會標(biāo)準(zhǔn)IEC4.79(電(diàn)流(liú)通過(guò)人(rén)體(tǐ)的效應(yīng))確定，通過人體的(dí)交流50Hz電(diàn)流不超過(guò)30mA時(shí)，人體不(bù)會(huì)發(fā)生心室(shì)纖維性顫動而死亡，它與(yǔ)人體潮(cháo)濕程(chéng)度，接觸(chù)電壓高(gāo)低(dī)沒(méi)有(yǒu)直(zhí)接(jiē)關係(xì)。大多數海洋平台低壓配電係統(tǒng)接地(dì)形(xíng)式一(yī)直沿用中(zhōng)性(xìng)點不(bù)接地的IT係(xì)統，這(zhè)樣如(rú)果(guǒ)發(fā)生直(zhí)接觸及單相帶(dài)電導體，單(dān)相接(jiē)地或(huò)者間接觸點故障時(shí)，單相(xiāng)接(jiē)地(dì)故(gù)障電流(liú)為另外(wài)兩(liǎng)相對(duì)地(dì)電(diàn)容電流的向量和，通常(cháng)兩相(xiāng)對(duì)地電容電流的向量(liáng)和很小，即故障電(diàn)流很小(xiǎo)，這種(zhǒng)情況下(xià)不(bù)會構(gòu)成(chéng)電擊(jī)危險(xiǎn)，因(yīn)此也(yě)可以不(bù)切斷(duàn)供電電(diàn)源。但是，隨著(zhuó)海洋(yáng)平台用電(diàn)設(shè)備(bèi)的(dí)增多(duō)，電力電纜(lǎn)綫路隨之(zhī)增多，電(diàn)容電流相應(yīng)的(dí)變(biàn)大，發生(shēng)故(gù)障(zhàng)時單相接(jiē)地電(diàn)流也(yě)隨之(zhī)變大。如(rú)果用(yòng)電(diàn)設(shè)備的(dí)外殼沒有(yǒu)可(kě)靠接(jiē)地或者接地(dì)綫斷(duàn)開時，單相接(jiē)地故障(zhàng)電流隻(zhī)能(néng)通過(guò)人體(tǐ)形(xíng)成回路，當通過人(rén)體(tǐ)的(dí)交流50Hz電流(liú)超過(guò)30mA時(shí)，人(rén)體就(jiù)可能會(huì)因(yīn)發(fā)生心室纖(xiān)維性顫動而(ér)死(sǐ)亡。在低(dī)壓(yā)配電係統中(zhōng)，用(yòng)電設備的一(yī)相絕緣擊穿(chuān)，使其設備外殼帶電。當單(dān)相接(jiē)地故障(zhàng)電(diàn)流Id=Ia+Ib≥30mA時(shí)，就(jiù)超(chāo)過(guò)了人體(tǐ)能承受(shòu)的交(jiāo)流電(diàn)流安全閾值，一定要(yào)立即(jí)切斷供(gōng)電(diàn)以確(què)保(bǎo)安(ān)全。

  b) 異(yì)相接(jiē)地故障。當發生單(dān)相(xiāng)接(jiē)地故(gù)障時，另(lìng)外(wài)兩相對地(dì)電壓升高，電(diàn)氣(qì)設備(bèi)的絕緣要(yào)求承受較高的(dí)電(diàn)壓，可能(néng)會(huì)導致絕緣(yuán)破壞(huài)使(shǐ)故障進一步擴大，照成異相(xiāng)接(jiē)地故(gù)障的發(fā)生。根據(jù)《低壓配電設(shè)計規範》GB50054-1995中第4.4.14條：IT係統外露(lòu)可導電(diàn)部(bù)分(fēn)可用(yòng)共(gòng)同(tóng)的(dí)接地極接(jiē)地，亦(yì)可(kě)個(gè)別地(dì)或(huò)成組地用(yòng)單獨(dú)的接(jiē)地極(jí)接地。當外露(lòu)可導電部(bù)分(fēn)為共(gòng)同接(jiē)地(dì)，則(zé)發生第二次(cì)異(yì)相接地故障時(shí)，故(gù)障(zhàng)回(huí)路(lù)的切斷應(yīng)符(fú)合TN係(xì)統(tǒng)接(jiē)地故(gù)障(zhàng)保護(hù)的要(yào)求(qiú)。海洋平台是鋼(gāng)結(jié)構體(tǐ)，本身(shēn)就是導(dǎo)體(tǐ)，相(xiāng)當(dāng)於(yú)用電設備外露可(kě)導電部分共(gòng)用接(jiē)地極接(jiē)地。當發生異相接地(dì)故障(zhàng)時(shí)，故障回路的(dí)切(qiē)斷(duàn)應符(fú)合(hé)TN係統接地故障保(bǎo)護的要求。按(àn)照規(guī)範(fàn)要，在(zài)TN係(xì)統中(zhōng)，手持(chí)式(shì)和(hé)移動式用電(diàn)設備(bèi)應設置漏電保(bǎo)護器。

  3. 產品概(gài)述

  剩餘電(diàn)流(liú)繼電器是(shì)由(yóu)剩餘(yú)電(diàn)流(liú)互感器(qì)來(lái)檢測(cè)剩(shèng)餘(yú)電流(liú)，並(bìng)在規(guī)定條件(jiàn)下，當(dāng)剩(shèng)餘電流(liú)達到(dào)或超過給定值時，使電器(qì)的一(yī)個或(huò)多個電氣(qì)輸出(chū)電路中的觸點產生開(kāi)閉動作(zuò)的(dí)開關電器(qì)。

  下(xià)麵介紹(shào)三(sān)種(zhǒng)常見(jiàn)的(dí)漏電情況。

  1，防(fáng)直(zhí)接(jiē)接(jiē)觸(chù)電(diàn)擊要(yào)采用I△n≤30mA的高(gāo)靈(líng)敏度(dù)的RCD。

  2，防(fáng)間接接觸電擊(jī)可(kě)采用(yòng)I△n大於30mA的中(zhōng)靈敏(mǐn)度(dù)的(dí)RCD。

  3，防(fáng)火(huǒ)RCD需采用(yòng)4極(jí)或2極RCD。

  對(duì)於IT係統(tǒng)，按(àn)規(guī)定采(cǎi)用(yòng)剩(shèng)餘(yú)電(diàn)流(liú)繼電器(qì)。為防(fáng)止(zhǐ)係統絕緣(yuán)降低(dī)和作(zuò)為二次(cì)故障(zhàng)後備(bèi)保(bǎo)護(hù)，依據接(jiē)綫(xiàn)型式(shì)，采用(yòng)類似 TT 或(huò) TN 係統(tǒng)的保護(hù)措(cuò)施(shī)。首先(xiān)應采用絕緣(yuán)監視裝置(zhì)，預(yù)測一次故(gù)障。

  對於TT係統，推薦(jiàn)采用剩餘(yú)電(diàn)流繼電(diàn)器(qì)。因(yīn)為(wéi)當發生(shēng)單相接(jiē)地(dì)故(gù)障(zhàng)時，故(gù)障電流(liú)很(hěn)小，且較難估計，達(dá)不(bù)到開(kāi)關(guān)的動(dòng)作電流，外(wài)殼(ké)上(shàng)將出現危(wēi)險電(diàn)壓(yā)。此時N綫要穿(chuān)過(guò)剩(shèng)餘電(diàn)流(liú)互(hù)感器。

  對(duì)於TN-S係(xì)統，可采用(yòng)剩餘電流繼(jì)電(diàn)器。更快(kuài)速靈敏切(qiē)斷(duàn)故障，以提高(gāo)安全可靠性，此時 PE 綫(xiàn)不得穿(chuān)過(guò)互(hù)感器，N 綫(xiàn)要(yào)穿互感器(qì)，且(qiě)不得重復接(jiē)地。

  對於TN-C係(xì)統，不能(néng)采(cǎi)用剩餘電流(liú)繼電器(qì)。因為 PE 綫(xiàn)和 N 綫合一(yī)，若 PEN 綫不(bù)重(zhòng)復接(jiē)地(dì)，當(dāng)外(wài)殼(ké)帶(dài)電，互感器(qì)進(jìn)出(chū)電(diàn)流相等，ASJ拒動；若PEN綫(xiàn)重(zhòng)復(fù)接地，部分(fēn)單相電流(liú)將流入(rù)重復接地，達一定值後，ASJ 誤動。 需(xū)將(jiāng)TN-C係(xì)統改(gǎi)造成TN-C-S係(xì)統，同TN-S係(xì)統，再將剩餘電(diàn)流(liú)互(hù)感器接入(rù)TN-S係(xì)統中(zhōng)。

  4.產(chǎn)品(pǐn)簡(jiǎn)介(jiè)

  安科瑞(ruì)電氣ASJ係列(liè)剩(shèng)餘電流(liú)繼電器(qì)能夠滿(mǎn)足(zú)上述幾種漏(lòu)電情況的防護(hù)，與遙(yáo)控跳閘開關(guān)聯用(yòng)，及(jí)時切(qiē)斷電源，防止間(jiān)接(jiē)接(jiē)觸，限製漏(lòu)電電流。也(yě)可以(yǐ)直接作為(wéi)信號(hào)繼電器，監控(kòng)電(diàn)力設備。特別(bié)適用(yòng)於(yú)學(xué)校(xiào)，商廈(shà)，工廠(chǎng)車間(jiān)，集(jí)貿市場(cháng)，工礦企(qǐ)業，國家消(xiāo)防單(dān)位，智(zhì)能大(dà)廈與小區，地鐵，石油(yóu)化(huà)工(gōng)，電(diàn)信(xìn)及國防等部(bù)門用(yòng)電(diàn)的安全(quán)保(bǎo)護(hù)。

  ASJ係列(liè)產品(pǐn)主要有兩(liǎng)種安(ān)裝(zhuāng)方(fāng)式，ASJ10係(xì)列為(wéi)導軌安(ān)裝，外形和(hé)功能(néng)如下(xià)表所示(shì)：

  ASJ20係列(liè)為(wéi)麵(miàn)板(bǎn)安裝，外(wài)形和功能(néng)如下表所示：

  其中(zhōng)AC型和(hé)A型(xíng)剩餘(yú)電流繼電器的區別是：AC型剩餘電(diàn)流繼(jì)電器(qì)是(shì)對突(tū)然施加或(huò)緩(huǎn)慢(màn)上升的剩(shèng)餘正(zhèng)弦交(jiāo)流電流能(néng)確(què)保脫(tuō)扣(kòu)的剩餘電(diàn)流繼電器，主要(yào)監(jiān)測正(zhèng)弦交流信號。A型(xíng)剩(shèng)餘電流繼電器是對(duì)突然施加(jiā)的或(huò)緩慢上升(shēng)的剩(shèng)餘(yú)正(zhèng)弦(xián)交(jiāo)流(liú)電流和(hé)剩餘脈(mài)動直流電流(liú)能確保(bǎo)脫(tuō)扣(kòu)的剩(shèng)餘電流(liú)繼電(diàn)器(qì)，主(zhǔ)要(yào)監測(cè)正弦交流(liú)信號(hào)和脈(mài)衝直流(liú)信號。

  儀表具體的接綫端(duān)子和(hé)典(diǎn)型接綫如下所示：

  5.結語(yǔ)

  以(yǐ)往海(hǎi)洋平台的電氣(qì)設(shè)計(jì)中，對(duì)於手持(chí)式和移動(dòng)式用電設備(bèi)的配電保護，基(jī)本沒有或很少裝(zhuāng)設(shè)漏電(diàn)保(bǎo)護器，更(gēng)有設計者認(rèn)為，在海(hǎi)洋平(píng)台(tái)的(dí)IT供電係統(tǒng)中(zhōng)手(shǒu)持式和移(yí)動(dòng)式用電(diàn)設備沒有必要裝(zhuāng)設(shè)漏(lòu)電保護(hù)器，從上看來，這(zhè)種想(xiǎng)法(fǎ)隻是(shì)考慮(lǜ)了其中(zhōng)的(dí)一個(gè)方(fāng)麵(miàn)，是片麵(miàn)的。ASJ係列剩餘(yú)電流繼電器(qì)產品(pǐn)能夠(gòu)監(jiān)測綫路中(zhōng)的(dí)漏(lòu)電流(liú)，當(dāng)漏(lòu)電流(liú)達(dá)到(dào)或者超過(guò)設(shè)定(dìng)值時，內部(bù)繼(jì)電(diàn)器(qì)動(dòng)作，發出(chū)告(gào)警，並(bìng)能與斷路(lù)器開關(guān)聯動(dòng)，快速切斷(duàn)綫路，保證綫(xiàn)路安(ān)全。