Применение
В шахте и руднике скапливаются горючие газы типа метана, бутана и пропана, присутствует угольная пыль, которая взрывоопасна. Применение обычной системы электроснабжения с глухозаземленной нейтралью недопустимо из-за того, что при попадании фазного напряжения на корпус электрооборудования возникает электрическая дуга, которая может вызвать пожар или взрыв. Поэтому применяется система энергоснабжения с изолированной нейтралью.
В такой сети фазное напряжение при коротком замыкании на землю попадает через какое-то сопротивление значительно большее, чем сопротивление заземлителя. Поэтому короткое замыкание имеет относительно небольшие значения и электрической дуги обычно не возникает.
На фоне работы мощного оборудования это может быть не замечено и в последствие приведет уже к межфазному замыканию, сопровождающимся электрической дугой и взрывом угольной пыли или газа.
Для этого в системах с изолированной нейтралью постоянно проверяется состояние изоляции контролируемой линии, и моментально отключается подача напряжения, если сопротивление изоляции снижается меньше порогового уровня. Реле утечки выполняют эту защитную функцию.
Реле утечки рудничное РУ-380/660
Главная / Шахтная автоматика, пускатели и трансформаторы / Реле утечки рудничное РУ-380/660
Назначение
Реле утечки РУ-380/660 предназначено для защиты людей от поражения электрическим током и других опасных последствий утечек тока на землю в электрических сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц напряжением 380 В и 660 В с изолированной нейтралью трансформатора.
Область применения
В подземных выработках и на поверхностях угольных шахт, опасных по взрыву газа метана и угольной пыли в соответствии с «Правилами безопасности в угольных шахтах» ПБ 05-618-03 и горнорудных предприятий в соответствии с «Едиными правилами безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом» ПБ 03-553-03.
Технические характеристики
| Основные параметры | Значение | |
| Технические условия | ТУ 3148-015-62509866-2011 | |
| Маркировка взрывозащиты | РВ Ехd I | |
| Степень защиты | IP54 | |
| Номинальное напряжение питания, В | 380/660 | |
| Номинальная потребляемая мощность, Вт, не более | 100 | |
| Сопротивление срабатывания при симметричной трехфазной утечке и емкости сети от 0 до 1 мкФ на фазу, кОм на фазу, не более: | 380 В | 10 |
| 660 В | 30 | |
| Сопротивление срабатывания при однофазной утечке и емкости сети от 0 до 1 мкФ/фазу, кОм, не более: | 380 В | 12 |
| 660 В | 20 | |
| Время срабатывания при сопротивлении однофазной утечки 1 кОм и ёмкости сети от 0 до 1 мкФ/фазу, с, не более: | 380 В | 0,1 |
| 660 В | 0,1 | |
| Продолжительность автоматической настройки устройства компенсации, с, не более | 0,1 | |
| Длительный ток утечки при изменении емкости сети от 0 до 1 мкФ на фазу, А, не более | 0,025 | |
| Кратковременный ток через однофазную утечку сопротивлением 1 кОм в диапазоне изменения сопротивления изоляции от до критического значения и емкости сети от 0 до 1 мкФ на фазу, А не более | 0,1 | |
| Минимальное напряжение сети, при котором обеспечивается функционирование компенсатора от номинального не более | 0,5Uном | |
| Климатическое исполнение и категория размещения | УХЛ 5 | |
| Температура окружающей среды, °С | — 10… + 40 | |
| Габаритные размеры, мм, не более | 403х320х446 | |
| Масса, кг, не более | 44 | |
| Срок службы, лет, не менее | 5 | |
| Наработка на отказ, часы, не менее | 10 000 | |
| Ресурс, часы, не менее | 50 000 | |
Конструкция
Реле утечки РУ выполнено двухканальным на напряжения 380В или 660В.
Реле утечки помещено в стальную взрывонепроницаемую оболочку прямоугольной формы и состоит из аппаратного отделения и отделения вводов, которые соединены между собой втулкой, через которую проходят залитые провода. В аппаратном отделении установлены: выемной блок, разъединитель и внутренний заземляющий зажим. В отделении вводов размещены три кабельных ввода, заземляющий зажим и клеммы для присоединения проводов. Оба отделения закрыты крышками. Крышка аппаратного отделения снабжена блокировочным устройством, которое препятствует открытию крышки при включенном разъединителе. Реле оснащено наружным заземляющим зажимом. Уплотнение кабеля в корпусе осуществляется с помощью резинового уплотнительного кольца.
Принцип работы РУ-127/220 основан на использовании тока оперативного напряжения, протекающего через обмотку исполнительного реле, который шунтируется сопротивлением изоляции сети освещения.
Структура обозначения
Реле утечки РУ–380/660.УХЛ5 ТУ 3148-015-62509866-2011
380/660 – номинальное напряжение питания, В
Условное обозначение при заказе и в документации другого изделия:
Реле утечки РУ–380/660.УХЛ5 ТУ 3148-015-62509866-2011
ВЕРНУТЬСЯ В РАЗДЕЛ
В разделе Шахтная автоматика и трансформаторы представлены технические характеристики следующих изделий: Аппарат осветительный шахтный в рудничном исполнении: АОШ-5, АОШ-5-36, АОШ-2.5, АОШ-2.5-36; Аппарат осветительный шахтный: АОШ-4.01, АОШ-4.38.01, АОШ-4.02 , АОШ-4.38.02, АОШ-4.01.Б1, АОШ-4.02.Б1, АОШ-4.01-03, АОШ-4.02-04; Пускатель рудничный ПРН-63, ПРН-125, ПРН-250, Выключатель рудничный ВРН-63, ВРН-125, ВРН-250; Агрегат пусковой шахтный: АПШ.М.01, АПШ.М.02, АПШ.М.01-03, АПШ.М.02-04; Трансформатор сухой шахтный: ТСШ-4-0.66/0.38-38, ТСШ-4-0.66/0.38-133; Выключатель шахтного освещения: ВШО; Реле утечки РУ-127/220, РУ-380/660, Аппарат защиты от токов утечки унифицированный рудничный: АЗУР-1, АЗУР-2, АЗУР-3, АЗУР-4; Аппаратура контроля поступления воздуха в тупиковые выработки: АПТВ-600, АПТВ-800, АПТВ-1000, АПТВ-1200; Аппаратура контроля поступления воздуха в тупиковые выработки модернизированная: АПТВ.М-600, АПТВ.М-800, АПТВ.М-1000, АПТВ.М-1200; Аппаратура громкоговорящей связи и предупредительной сигнализации в лаве: АС-3СМ.III, АС-3СМ.IV на 30 абонентских постов; Аппарат управления забойными машинами: АУЗМ.1, АУЗМ.2; Выключатель кабель-тросовый: ВКТ (КТВ-2); Датчик контроля схода ленты: КСЛ-3М (аналог КСЛ-2М), Аппарат контроля работы электродвигателей горных машин: КОРД-I, КОРД-II, КОРД-III; Комплекс автоматизированного управления конвейерами АУК-М; Пост взрывозащищённый кнопочный ПВК-М
Принцип действия
В простейшем случае, реле утечки – это электромеханическое реле, у которого обмотка управления подключена к земле и искусственной нейтрали.
Присутствует точка соединения трех цепей с индуктивными и активными сопротивлениями, другие концы которых подсоединяются к фазам сети, есть искусственная нейтраль. При возникновении утечки тока (пробой изоляции) выше граничного значения, устройство отключает электрическую сеть.
На практике дело обстоит иначе. При повторном включении оборудования может возникнуть электрическая дуга, если пробой изоляции не будет устранен.
Чтобы этого не произошло, в аппаратуре защиты предусмотрена блокировка включения оборудования при пониженном сопротивлении изоляции. То есть и при отключенном оборудовании оно контролирует изоляцию сети. Это обеспечивается применением дополнительных источников напряжения, обычно постоянного, в пределах 100 В.
Аппаратура защиты представляет собой трехфазный трансформатор, токоограничивающие сопротивления и реле с двумя катушками. Один конец первичной обмотки присоединен к соответствующей фазе сети, а другой подключается к выводу 1 первой обмотки двухобмоточного реле.
Второй вывод подсоединяется к земле. Вторичная обмотка трансформатора (источник вспомогательного тока) подсоединяется ко второй катушке реле. Они включены встречно, у второй обмотки наведенный ток больше, но их разность (дифференциальный ток) недостаточен для размыкания контактов при нормальной работе сети.
Описание работы схемы
Аппарат защиты обеспечивает непрерывный контроль сопротивления изоляции сети при напряжениях 660/1140 В и автоматически адаптируется к указанным напряжениям. После подачи питающего напряжения на аппарат и трехфазного напряжения сети, аппарат автоматически определяет величину напряжения и выбирает уставку срабатывания без участия оператора. Установленная после включения трехфазного напряжения уставка срабатывания в режиме реле утечки, а также в режиме предупредительного контроля изоляции сохраняется в энергонезависимой памяти до следующего включения питающего и трехфазного напряжения.
В режиме непрерывного контроля сопротивления изоляции сети аппарат защиты работает следующим образом. После подачи напряжения на трансформатор формируется измерительный ток, который протекает через фильтры, а после обработки поступает на вход микроконтроллера, где происходит его измерение. Таким образом осуществляется предварительный контроль сопротивления изоляции сети. При параметрах сопротивления изоляции сети выше нормируемых микроконтроллер выдает сигнал, в результате чего реле взводится и разрешает включение силового коммутационного аппарата, подающего напряжение на сеть. Элементы цепи измерительного тока непрерывно контролируются микроконтроллером после подачи на них рабочего напряжения сети. Одновременно происходит самотестирование элементов схемы, о нормальной работе которых свидетельствует мигающий светодиод. При сбое работы аппарата или отказе хотя бы одного из элементов, светодиод перестает мигать, а исполнительное реле блокирует процесс включения силового автоматического выключателя.
После подачи силового напряжения на аппарат защиты происходит измерение величины напряжения, выбирается уставка срабатывания аппарата и осуществляется контроль целостности цепей измерительного тока и напряжений. При снижении сопротивления изоляции сети измерительный ток увеличивается, а при превышении им порогового значения микроконтроллер через реле выдает команду на отключение силового коммутационного аппарата.
При этом происходит запоминание и запись в энергонезависимую память (EEPROM) даты и времени события, характера события (аварийное отключение или отключение в результате проверки), наименования поврежденной фазы сети. При проведении проверки срабатывания аппарата в энергонезависимую память также записывается время срабатывания (собственное время, время шунтирования поврежденной фазы на землю и полное время срабатывания совместно с автоматическим выключателем). Указанная информация может быть передана диспетчеру по линии связи через информационный блок, или снята оперативным персоналом при расследовании аварий посредством специализированного стенда.
Килоомметр является одним из элементов цепи измерительного тока, поэтому, если вместо него используется информационный блок необходимо установить перемычку между выводами 1 и 9 разъема X1.
В процессе измерения одновременно непрерывно контролируется цепь протекания измерительного тока, его величина, а также наличие, величина напряжения смещения нейтрали сети и фазовые зависимости между фазными напряжениями и напряжением смещения нейтрали сети микроконтроллером. При отклонении их от заданных эталонных значений аппарат также выдает команду на отключение силового коммутационного аппарата. При возникновении утечки в сети по совокупности заданных признаков микроконтроллер определяет поврежденную фазу сети. После выдачи команды на отключение силового коммутационного аппарата, выдается команда на срабатывание одного из исполнительных шунтирующих реле, которое подключает параллельно утечке один соответствующий резистор сопротивлением 100 Ом, и тем самым многократно снижает ток, протекающий через утечку. Уставка срабатывания определителя поврежденной фазы является многофакторной зависимостью от параметров сопротивления изоляции и емкости сети, вычисляется и устанавливается автоматически, и не регулируется. Величина уставки срабатывания устройства определения поврежденной фазы и время срабатывания исполнительной части схемы выбраны из условий необходимого обеспечения ограничения величины количества электричества, протекаемого через тело человека при прикосновении к фазе сети, не более 50 мА•с.
После отключения силового коммутационного аппарата РУНН трансформаторной подстанции аппарат защиты снова переходит в режим работы предварительного контроля изоляции сети. Схема аппарата при заказе может быть выполнена с блокированием исполнительного реле. При таком исполнении после отключения коммутационного аппарата, исполнительное реле не восстанавливается и блокирует подачу напряжения на сеть до нажатия на кнопку «Сброс сигнализации» или снятия и повторной подачи питающего напряжения аппарата защиты.
Аппарат контролирует наличие напряжения во всех трех фазах, а также асимметрию напряжения сети не более 15%. В случае обрыва одной из фаз или асимметрии, аппарат выдает команду на отключение коммутационного аппарата через исполнительное реле, а во второй строке ЖКИ указывается отсутствующая фаза, например: «Обрыв фазы C».
Для осуществления проверки работоспособности аппарата защиты в условиях эксплуатации в аппарате предусмотрены проверочные резисторы которые через зажим К подключаются к кнопке «Проверка» трансформаторной подстанции. В режиме работы реле утечки при помощи кнопки «Проверка» через указанные резисторы создаётся искусственная утечка тока на землю, что приводит к срабатыванию аппарата защиты.
При использовании информационного блока с дисплеем представляется возможным производить проверку времени срабатывания аппарата защиты совместно с силовым коммутационным аппаратом трансформаторной подстанции. Для этого необходимо подключить к кнопке «Проверка» в РУНН трансформаторной подстанции между зажимом К и землей () резистор величиной 1 кОм, мощностью не менее 50 Вт. Закрыть крышку РУНН, подать напряжение питания аппарата, включить силовой автоматический выключатель и нажать на кнопку «Проверка» трансформаторной подстанции. После этого произойдет отключение коммутационного аппарата и на дисплее будет отображена информация о собственном времени срабатывания аппарата, а также полном времени срабатывания совместно с коммутационным аппаратом. Полученные результаты измерения времени срабатывания могут служить в качестве протокола проверки аппарата защиты без дополнительных стендовых испытаний при обязательных периодических проверках.
Визуальный контроль состояния изоляции контролируемой сети осуществляется при помощи килоомметра или информационного блока.
Аппарат защиты имеет также световую сигнализацию с запоминанием состояния о срабатывании аппарата, выполненную на светодиодном индикаторе, и световую индикацию, подключенную к контактам исполнительного реле, указывающую на его состояние.
Состояние световой индикации о срабатывании аппарата защиты не влияет на его работоспособность. Возврат в исходное состояние световой сигнализации о срабатывании аппарата защиты осуществляется кнопкой «Сброс индикации» трансформаторной подстанции.
В зависимости от требований заказчиков электрическая схема аппарата предусматривает исполнение с блокированием исполнительного реле и без него.
Такое построение схемы аппарата защиты позволяет осуществлять:
- самоконтроль элементов и самодиагностирование состояния схемы со светодиодной индикацией исправного состояния аппарата;
- возможность проверки аппарата один раз в сутки;
- автоматическую адаптацию к напряжению сети и автоматический выбор уставок срабатывания без участия оператора;
- блокирование исполнительного реле (исполнение АЗУР.4МК А) и сигнализации после срабатывания аппарата защиты в аварийных режимах;
- возможность построения схемы электроснабжения без использования нулевой защиты в аппарате за счет использования промежуточного выходного реле (при необходимости);
- дистанционную проверку срабатывания в соответствии с ГОСТ Р 52273-2004 «Устройства защиты от токов утечки рудничные для сетей напряжением до 1200 В»;
- возможность проверки времени срабатывания аппарата совместно с автоматическим выключателем в условиях шахты без применения дополнительных устройств контроля времени (при использовании аппарата совместно с информационным блоком);
- регистрацию и хранение результатов проверки и срабатываний в аварийных режимах (функция «черный ящик»);
- цифровую индикацию и отображение на ЖКИ в реальном времени состояния аппарата, величины контролируемого сопротивления утечки, напряжения сети, текущих даты и времени, величины сопротивления аварийного отключения сети, поврежденной (зашунтированной) фазы;
- интеграцию в нижний уровень АСУ ТП, в т.ч. совместно с аппаратурой УТАС;
- передачу диспетчеру данных о текущем состоянии аппарата и сети, о проверках и аварийных отключениях (из архивного журнала аппарата).
Срабатывание
Сопротивление утечки, если рассматривать эквивалентную схему, включается параллельно с устройством, контролирующим проводимость изоляции. В первой обмотке ток будет самым большим при минимальной проводимости изоляции.
При увеличении проводимости выше порогового уровня, оперативный ток снижается настолько, что происходит размыкание контактов реле. Это приводит к подаче управляющего воздействия на отключающую обмотку мощного релейного устройства.
Уже оно отключает участок сети с повреждением изоляции. Так как обмотки трехфазного трансформатора соединены звездой, и управляющий сигнал на двухобмоточное реле поступает из центра звезды, то аппаратура защиты сработает при утечках в любой линии сети.
Применение устройства УАКИ-Э (380, 220, 127В)
Описываемое устройство активно задействуется в системах, которые питаются от изолированной нейтрали, например:
- экскаваторные функциональные панели;
- трансформаторные подстанции, являющиеся при своей работе стационарными;
- буровые агрегаты разного значения и пр.
Известно, что агрегат имеет независимый источник, подающий питающее и измерительное напряжение. Этим и объясняется возможность осуществления поиска неисправных зон, когда вводный автомат находится выключенным.
Поделиться в соцсетях
