高电阻接地系统的电气安全

高电阻接地系统的电气安全

高阻接地是什么?

HRG代表高电阻接地 - 一种供电系统,通常应用于不能停机或必须控制驱动设备上的接地故障电压。

当发生接地故障时,接地故障电流会在固定接地系统中流过,但其大小被一个中性接地电阻严重限制(在几个安培,通常为10安培或更少)。 这种限流有几个优点 - 足以检测和定位接地故障;不会造成故障点不断扩大以及损坏;不会造成电弧接地故障,并将便携式或移动负载上的接触电位(设备架和接地之间的电压)限制在更安全的水平。

需要特别注意的是,在接地故障期间,未发生故障的相线对地电压会增加,这增加了第二次接地故障的可能性。 这就需要一个可靠的绝缘系统,不仅线对地,而且线对线。 电阻接地降低了线对地弧光风险,使系统更安全,但它不限制线对线弧光的能量。

高电阻接地系统不能依赖于过流保护装置,如断路器和保险丝来防止接地故障。 事实上,在许多情况下,接地故障被允许留在系统上,直到故障能够以有序和有计划的方式进行修复。

由于接地故障电流不会因过流而中断,因此需要安装接地故障检测系统。 如果设计合理,这种系统还可以快速定位有故障的分支馈线器、开关设备或负载。 然而,这种系统确实取决于中性点接地电阻器的完整性。

HRG系统如何工作的?

HRG系统的优势

电阻接地用于以下目的:

它减少了对有故障的设备的燃烧或熔化的影响

它降低了对人员的电击伤害

在处理接地故障时,它减少了线路电压的下降

它减少了携带接地故障电流的电路中的机械应力

它可以避免在第一次接地故障时导致的停机

它降低了弧光的概率
使靠近接地故障的人员更安全
减少设备损坏

这些也在IEEE Standard142-2007:工业和商业电力系统接地推荐实施(绿书)中说明。

HRG使用了固定接地和不接地系统的最佳优势,同时保持成本效益。 固定接地系统可能是最常见的供电系统形式,但就危险而言,它也是非常敏感的一种。 尽管它有一些优势,但是这种不接地的系统在一些工业和国家很少使用。

利用HRG的优势

HRG系统的特点

线到中性负载

由于在接地故障时中性点电压升高,因此在使用高电阻接地系统时,不能提供线-中性点负载。 对于大多数工业设施,约占系统总负载的15 %。 这些问题可以通过安装一个隔离变压器来驱动这些负载,同时也可以利用HRG系统的优势。

突发性接地故障

人们担心检测突发接地故障的能力。 由于大多数接地故障仪表只显示不间断的接地故障,如果故障电流是间断的,它们不会发生反应,而且维修人员在突发接地故障发生时不太可能出现。 本德尔的解决方案是升级到一个更先进的监视系统,如NGRM700,它可以检测和捕捉具有时间和日期标记信息的系统报警,以帮助故障排除。

HRG系统维修

许多工程师所担心的另一件事是HRG系统的维护。 中性点接地电阻是关键。 如果中性地路径(NGR所在位置)的电阻低于期望值的75%,系统趋于固定接地。

如果电阻过高,例如超过期望值的125%,系统就趋于不接地。 接地故障检测的可靠性和控制触摸电位的能力可能会受到这种发生的限制。 建议并在某些司法管辖区代码要求持续监视NGR电阻。

NGRM700还具有其他功能(交流/直流接地故障检测、中性电压和电流测量、相位电压监视、数据记录和通信)。

接地故障定位

与不接地的系统类似,在HRG系统中定位接地故障是困难而且很耗时的。 尽管在某些工业行业中,一个接地故障可能不需要停机,但建议在第二个故障发生之前清除该故障。

但就像在本德尔EDS配备的浮动系统中一样,在HRG系统上使用本德尔RCMS技术可以快速定位接地故障,并在任何选定的时间框架内隔离故障馈线,使用户能够计划维护。

第二个接地故障

在罕见的情况下,在第一个故障可以消除之前出现相对地对相故障,这有可能造成损坏。

本德尔可以提供先进的监控系统,检测第二个故障并跳闸最不重要的故障馈线,允许更重要的负载持续工作。某些非关键负载也可以被编程为在第一次故障时跳闸,以帮助防止发生相间故障。

结论

可以肯定地说,就像不接地(浮动)系统一样,HRG系统是一个非常有效的选择,只要有适当的监视技术,几乎没有负面副作用。不接地(浮动)使用 iso685和EDS系列产品来检测和定位接地故障,而 HRG 系统通过NGRM700和RCMS系列产品来检测和定位故障。

HRG的典型应用

有许多类型的系统通常使用高电阻接地电源。他们中的大多数通常需要其人员和设备的高可用性,可靠性和彻底的安全性。
使用HRG最常见的行业之一是采矿业。

污垢、湿气、振动、极端温度、海拔、大型系统和重型机械是绝缘和损坏减弱的原因,可能导致严重危险。采矿中的许多应用都是移动或可移动设备。HRG是各级采矿应用的理想选择。

与典型的工业装置不同,采矿电气规范和标准需要HRG系统和首次故障跳闸。为了尽量减少设备停用,每个馈线和一些单独的负载都受到接地故障继电器的保护,以提供跳闸的选择性协调。故障设备断电,其余设备仍在运行。

HRG上其他装置允许在有一个接地故障的情况下继续运行。 炼油厂、锯木厂、石化设施、工厂、管道、食品加工商和纸浆厂只是采用 HRG 作为其标准电气系统的一些行业。

系统不仅可以在发生第一个接地故障时(当控制在10 A或更低时)保持运行,还易于定位故障并防止更高级别的故障。

高电阻接地和保护继电器

在固定接地的系统中,接地故障电流的唯一限制是系统阻抗。接地故障电流的大小与短路电流相似。将运行过流保护装置。如果有故障电流,无论电流流向何处,它们都会关闭电源。

这种避免接地故障有害影响的便捷方法在浮空或HRG系统中不起作用,因为过流保护需要高故障电流才能运行。不接地系统需要一种替代电流检测方法,理想情况下是绝缘监视。

在HRG系统中,电流检测保护继电器可用于检测和定位接地故障。这些继电器可用于跳闸或仅报警场景—这是它们的输出如何与电力系统其余部分相互作用的问题。

无论系统配置如何,请放心,本德尔都可以保证系统安全可以运行。

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