Toprakla Topraklanmış Topraklama Koruma Sistemi

Bu makaleyi okuduktan sonra, Toprakla Arızalı Topraklama Sistemini öğreneceksiniz: - 1. Toprakla Arızalı Topraklama Sistemini 2. Hassas Toprak Kaçakçılığı.

Toprakla Topraklanmış Topraklama Koruma Sistemi:

Daha önceki tasarımlarda ve hatta şimdi bile, toprak kaçağı koruyucu sistemlerinin çoğu, bir çekirdek denge transformatörü kullanan ve Şekil 7.5'de gösterildiği gibi ikincil sargının başlangıç ​​noktası olan, katı topraklanmış tiptedir.

Bu sistemin prensibi, çekirdek denge transformatöründen yüke geçen üç faz akımının normal şartlar altında dengeli olması ve ikincil sargıya hiçbir voltaj indüklenmemesidir.

Bir toprak arızası meydana geldiğinde, bu denge bozulur ve bunun sonucunda ikincil sargıya bir gerilim gönderilir ve daha sonra, toprak arızası rölesine kontrol devresindeki kontakları açarak ve böylece kontaktörü açarak enerjilendirilir.

“Arıza Akımı”, trafo sekonder sargısından, çekirdek balans transformatörü üzerinden, “Dönüş Yolu” boyunca bulunan topraklama iletkenlerine, transformatörün yıldız noktasına geçtiği hataya geçer. Toprak iletkeni, maden yüzeyindeki ana toprak ocağına topraklandığından, transformatörün yıldız noktası, toprak potansiyelinde tutulmaktadır.

Bununla birlikte, bu sistemde, bir ana dezavantaj vardır; bu, nötr noktanın katı bir şekilde topraklanmasından dolayı, hata koşulları altında devrenin bağımsızlığı esas olarak, hataya kadar iletkenlerin empedansı ile sınırlandırılır; fayın kendisi ve dönüş yolunun empedansı.

İletkenin arızaya kadar empedansı ve geri dönüş yolu doğal olarak çok düşüktür (0, 5 ohm'dan az) ve empedans hatası düşük olması durumunda (yani kısa devre kesiklerinin sıfır empedansa sahip olması) arıza akımının görülebildiği görülebilir. Çok yüksek, yani birkaç yüz amper olabilir.

Yine Şekil 7.5'den bir pratik hata örneği ele alalım. Şekil 7.5'teki transformatörün 550 voltta çalıştığını varsayarsak, toprağa faz voltajı 550 / √3, yani 318 volt olur. O zaman hatayı sıfır empedanslı kısa devre olarak kabul edelim ve iletkenlerin ve dönüş yolunun empedansını 0.25 ohm olarak tahmin edelim. Arıza akımı 318/025 = 1272 amper arasında olacaktır.

Aslında, empedans değeri düşükse, akım çok daha yüksek olacaktır. Uygulamada, bu hatanın yüzündeki hasarlı bir kablonun sonucu olması durumunda, şiddetli ateşli kıvılcım oluşacaktır.

Ayrıca, yüksek arıza akımı nedeniyle, bazen yangına, ekipmana zarar verebilecek ve / veya hatanın yakınında bulunabilecek kadar talihsiz kişilerde ciddi yanmalara neden olabilecek ciddi aşırı ısınma meydana gelebilir. Ayrıca, ağır arıza akımlarının bir sonucu olarak başıboş toprak akımlarının da patlatıcıyı kalıcı olarak ateşleyebileceği fark edilmiştir.

Unutulmaması gereken bir başka önemli nokta, birkaç yüz amperlik bir ağır arıza akımı toprak iletkeni boyunca akarken, iletken empedansı bir ohm'dan az olsa bile, büyük bir potansiyel düşüş üreteceğidir.

Topraklama iletkeni dışarıya doğru çekildiğinden, içeriye giren uç ve makine muhafazası canlı hale gelecektir ve arıza meydana geldiğinde makine muhafazasına temas eden herkes ciddi bir şok görebilir.

Makinenin kendisi toprakla temas ettiğinden ve arıza akımı, iletken boyunca olduğu gibi topraktan da dönüş yolunu bulduğundan, bu tür tehlike genellikle önlenir. Bununla birlikte, katı topraklanmış arıza koruma sisteminin sisteminde tehlike vardır.

Hassas Toprak Kaçakları:

SEL devresi olarak daha kolay bilinen Hassas Toprak Sızıntısı, Tek Noktalı veya Çok Noktalı olmak üzere iki biçimde bulunur. Bu sistemde, teknik özelliklere göre, toprak arızası akımı 750 mA'yı (mili-amper) aşmamalıdır.

Bununla birlikte, bir şey, arıza akımı seviyesinin önemli ölçüde azaltılmış olmasına rağmen, hassas toprak kaçağı sistemlerinde akabilen arıza akımlarının, devreler olmadığından, hala bir metan / hava karışımını tutuşabildiği anlaşılmalıdır. kendinden güvenli olarak sınıflandırılmıştır.

Tek noktalı topraklama sistemlerinin temel prensipleri, katı olarak topraklanmış tipten daha hassas olan bir çekirdek denge transformatörünün kullanıldığı katı olarak topraklanmış sistemlere benzer. Aslında, iki sistem arasındaki temel fark, Şekil 7.6'da gösterildiği gibi trafoyu, yıldız noktasını topraklama yöntemidir.

Tek noktalı SEL sisteminde, yıldız noktası ile toprak arasına, toprak arıza akımını maksimum 750 mA ile sınırlayacak şekilde bir empedans yerleştirilir. Bu, akabilen en büyük arıza akımı olmasına rağmen, toprak kaçağı açma rölesi, yaklaşık 7 ila 1 güvenlik faktörü veren 80/100 mA arasında açılacak şekilde ayarlanacaktır.

Bununla birlikte, Şekil 7.6'dan, kapı uç panelinde tipik bir koruma birimi devresi görüyoruz. Çekirdek balans transformatörü tarafından bir hata tespit edildi. Hata akımı çok küçük olduğundan, güç iletkenlerindeki akım dengesizliği derecesi çok küçüktür ve ikincil terminallerde yalnızca çok küçük bir potansiyel farkı elde edilebilir.

Bu potansiyel fark, normal enerjili bir röleye akımı kesen bir elektronik amplifikatöre uygulanır. Röle kontakları açıktır, böylece kontaktör açılır, böylece pilot ve işletme bobini devreleri kırılır.

Bununla birlikte, bu sistem doğal olarak ayırt edicidir. Arızalı devreye paralel olan devrelerdeki akımlar dengede kalır, böylece normalde sadece arızalı devredeki kontaktör devre dışı kalır. Arıza bir geçit ucu kontaktörü tarafından izole edilebilirse, kontaktör genellikle bölüm şalteri veya trafo devresi kopmadan önce açılacaktır.

Şekil 7.6'da ayrıca tipik bir dış hat devresi bulunur. Aslında, elektriksel bir görünüm ayrıca yüksek dirençli bir topraklama sistemine dahil edilmiştir.

Kontaktör açık olduğunda, toprak iletkeni ile yapay hatlar arasına ikincil bir transformatör bağlanır ve yıldızdan güç hatları boyunca bağlanan üç empedans tarafından yaratılır. Çekirdek denge transformatörü üzerine bir yardımcı sargı seri olarak bağlanmıştır.

Çekme kablosunda veya makinede bir arıza olduğunda, devre tamamlanır ve akım, çekirdek denge transformatörünün yardımcı sargısında akar. Sekonderde bir çıkış indüklenir ve bu rölenin yeniden ayarlanmasını önleyen elektronik amplifikatöre uygulanır. Arıza giderilene kadar kontaktör kapatılamaz.

Şekil 7.7'de, çoklu nokta sistemi şematik bir diyagramda gösterilmektedir. Çok noktalı sistemde, nokta tamamen dünyadan izole edilmiştir, yani serbest bir nötrdür. Sahte bir nötr, ortak bir manyetik çekirdeğe sarılmış üç bobinden oluşan sahte bir nötr transformatör vasıtasıyla sağlanır.

Her bobinin bir ucu, üç çıkış fazının her birine bağlanırken, diğer uçları bir yıldız noktası oluşturmak üzere birbirine bağlanır. Bu yıldız noktası daha sonra maksimum arıza akımını 20 mA ile sınırlamak için yeterli empedanslı bir arıza tespit devresi üzerinden toprağa bağlanır. 550 volt sistemde ve 40 mA'da. 1000 voltluk bir sistemde.

Bu arıza akımı seviyesi, ciddi arıza koşulları altında, çalışmakta olan sistemin her panelinin tespit devresinde, arıza meydana geldiği anda akabilir.

Hataya akan toplam akımın 750 mA ile sınırlandırılması için, herhangi bir zamanda bir sistemde çalışan kapı uç kutularının sayısı 750/20 ile sınırlandırılmalıdır, yani yakl. 550 volt sistemde 37 ve 750/40 yani yakl. 1100 volt sistemde 18. Bu, herhangi bir sistemde gerekli olan panellerin sayısı içerisinde olduğu için utanç yaratmaz.

Çok noktalı toprak kaçağı tespit devrelerinin hassasiyeti minimum 60 K ohm'da standardize edilmiştir. Bu, normal hat voltajı çalışma koşullarında, 60K ohm'luk bir dirence sahip topraklama arızasının tek fazda, panelin topraklama arızasında yaklaşık olarak maksimum bir açma akımında açılmasına neden olacağı anlamına gelir. 3 mA. 550 volt sistemde ve 1.100 volt sistemde 6 mA.

Trafo ve kesit şalter koruma üniteleri pratikte olduğu gibi 60K ohm'a yakın fakat 40K ohm'dan daha az olmayacak şekilde ayarlanmıştır. Geçit kutusu kontrol üniteleri 100 milisaniyenin altındaki bir topraklama arızasını giderecek şekilde ayarlanmıştır (yani 5 döngüden az). 200 ila 400 milisaniye arasında temizlemek için bir bölüm anahtarı ve 600 ila 800 milisaniye arasında, yani 30 ila 40 döngü arasında temizlemek için bir transformatör kontrol ünitesi ayarlanır.

Toprak arıza akımı, yukarıda bahsedildiği gibi, hatanın meydana geldiği sırada çalışmakta olan sistemdeki her paneldeki her algılama devresini çaprazlayacaktır. Bu nedenle, böyle bir panelin toprak arızası ile açılacağı beklenebilir. Bu nedenle, arıza tertibatını besleyen panelin, arızaya tekrar enerji vermesinin önlenmesi önemlidir.

Bu özel amaç için, paneli kilitleyen ve hata giderilinceye kadar yeniden başlatılmasını önleyen bir gözetleme devresi sağlanmıştır. Sistemdeki diğer tüm paneller derhal yeniden başlatılabilir ve bu sayede üretimdeki aksama en aza indirgenir.

Şekil 7.7, bir koruma panelinin geçit panelindeki temel devresini göstermektedir. Toprak arıza rölesinin kontakları normalde açıktır, böylece pilot devre sadece röleye enerji verildiğinde tamamlanabilir. Röleye normal olarak, elektronik amplifikatör üzerinden pilot devre trafosunun bir ikincisi tarafından enerji verilir. Bu nedenle kontakları, panel baraya güç bağlandığında pilot devreyi kapatıp hazırlar.

Bir arıza meydana gelirse ve arıza tespit empedansında akım akarsa, empedansta potansiyel bir fark ortaya çıkar. Bu potansiyel fark elektronik yükselticiye uygulanır. Amplifikatör çıkışı topraklama hatası röle devresini keser, böylece rölenin enerjisi kesilir, kontakları pilot devrelerini kırar ve kontaktör açılır.

Paralel ayırma için gereken elektriksel arama devresi Şekil 7.7'de verilmiştir. Devre, sekonder transformatör sargısının, kontaktör açık olduğunda, yıldız empedansı ile hata algılama empedansı arasına bağlanacak şekilde düzenlenir. Bağlantı kurma yöntemi, ünitenin yapısına bağlıdır. Şemada, kontaktör mekanizması tarafından işletilen yardımcı kontaklar gösterilmiştir.

Takip kablosunda veya makinede bir hata meydana geldiğinde, kontaktör açılır açılmaz bir devre tamamlanır ve bir hata akımı akıyorsa olduğu gibi, hata algılama empedansındaki akım akar. Elektronik amplifikatöre, rölenin enerjilendirilmesini ve sıfırlanmasını önleyen potansiyel bir fark beslenir.

Ardından kilitleme işlemi devam ederken, akım arızanın içinden geçebilir ve bu iyi pozlanabilir. Bu nedenle kilitleme devresinin kendinden emniyetli olması gerekir. Toprak kaçağı çalıştığında, kapı uç kutusunu dışarıya çeken mekanik bir mandal devreye girer ve bir arıza giderildikten sonra sadece özel bir anahtarla bir elektrikçi tarafından sıfırlanabilir.