Что такое реле утечки
Реле утечки рудничное РУ-380/660
Применение
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
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.
Ответ:
Реле утечки тока должно проверяться на срабатывание в начале каждой смены. Реле утечки в сетях, питающих электрооборудование, работающее по непрерывному производственному циклу и оснащенное автоматическими устройствами контроля утечки тока с функциями самоконтроля – должны проверятся в соответствии с требованиями, установленными организацией – изготовителем.
В электрических сетях, питающих электродвигатели автоматизированного конвейерного транспорта, загрузочно-разгрузочных комплексов шахтного подъема реле утечки должно проверяться один раз в сутки в ремонтную смену.
Результаты проверки реле утечки должны заноситься в журнал проверки реле утечки или в журналы осмотра добычных комплексов.
Общее время отключения электрической сети напряжением 380, 660, 990, 1000, 1140 В, а также напряжением 3 — 6 кВ, питающим очистные комплексы, под действием реле утечки должно измеряться не реже одного раза в шесть месяцев при создании искусственной однофазной утечки через сопротивление 1 кОм.
Время срабатывания аппаратуры защиты для отключения поврежденной сети, напряжением от 3000 до 6000 В не должно превышать 0,1 с.
Вторичные обмотки силовых трансформаторов подземных электроустановок напряжением от 127 до 1140 В должны быть оснащены реле утечки с автоматическим отключением поврежденной сети.
Защита от утечек тока на землю потребителей, получающих питание от полупроводниковых преобразователей, должна осуществляться с помощью общесетевого реле утечки, установленного в питающем их электрооборудовании.
Время отключения поврежденной сети напряжением от 380 до 1000В не должно превышать 0,2 с.;
— напряжением 1140В — 0,12 с.;
— для сетей напряжением от 127 и 380В, а так же при частоте сети отличной от 50 Гц, время срабатывания реле утечки устанавливается эксплуатационными документами.
Периодичность измерения сопротивления изоляции электрооборудования и кабелей.
Ответ:
Измерение сопротивления изоляции электрооборудования и кабелей должно производиться перед включением после их монтажа и переноски, после аварийного отключения защитой, после длительного пребывания в бездействии (более 3 месяцев), если реле утечки не позволяет включать сеть, а также периодически: для стационарных электроустановок — не реже одного раза в год; для передвижных, переносных и периодически перемещаемых электроустановок — не реже одного раза в три месяца.
Электрооборудование и кабели, сопротивление изоляции которых не соответствует нормам и вызывает срабатывание реле утечки, должны быть отсоединены от сети для проведения мероприятий по повышению сопротивления их изоляции или ремонта.
Измерение сопротивления изоляции электрооборудования и кабелей напряжением до 1140 В должно производиться с помощью мегомметра на напряжение 500 — 1000 В, а в электроустановках выше 1000 В — с помощью мегомметра на напряжение 2500 В.
При периодическом измерении сопротивления изоляции отдельного оборудования и кабелей, а также после монтажа перед включением в работу результаты измерения заносятся в соответствующий журнал. Во всех других случаях занесение результатов измерений в журнал не требуется.
Требования П по ОПБ к информации наносимой на крышки пусковой аппаратуры. Пломбировка пусковой аппаратуры.
Ответ:
На каждом пусковом аппарате должна быть четкая надпись, указывающая тип аппарата, напряжение питания, величину уставки тока максимальной токовой защиты или номинального тока плавкой вставки предохранителя силовой сети, наименование потребителя.
Крышки отделений аппаратуры, содержащих электрические защиты, устройства блокировки и регулировки, должны пломбироваться именными пломбами. Требование не распространяется на электрооборудование, находящееся в камерах и обслуживаемое постоянным дежурным электроперсоналом, а также в камерах, запирающихся на замок.
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.
Схема подключения реле контроля изоляции
Здравствуйте! С вами Рик, инженер компании «Приборэнерго». Сегодня я расскажу об использовании реле контроля изоляции — устройства, позволяющего контролировать ток в цепях постоянного, переменного или выпрямленного напряжения. Компания выпускает реле контроля изоляции РКИ-1 и реле контроля тока утечки РКТУ-1 — эти устройства помогут вовремя обнаружить токи утечки и предпринять меры.
Повреждение изоляции может быть вызвано следующими факторами:
Подключение реле контроля сопротивления изоляции позволяет вовремя узнать о снижении качества изоляции и сохранить работоспособность дорогостоящего электротехнического оборудования.
Что такое реле контроля изоляции
Реле контроля изоляции позволяет непрерывно контролировать ток цепи (постоянного, переменного или выпрямленного напряжения) и сигнализировать о превышении величины выбранной установки. Пороговое значение сопротивления изоляции устанавливается с помощью регулируемого потенциометра, DIP- переключателя на лицевой панели или интерфейса.
Наиболее часто реле контроля изоляции применяют для непрерывного контроля цепей постоянного тока на объектах энергетики, включая газовую защиту трансформаторов, устанавливают на электрооборудовании с трансформатором с изолированной нейтралью, экскаваторах, кранах и т. п. Разработаны специализированные схемы реле контроля изоляции для шахтного оборудования, которое поставляются во взрывозащищённом исполнении.
Реле устанавливается со стороны питания и при замыкании на землю или обнаружении тока изоляции отключает вводной автомат, включает индикаторы с разным свечением и т. п. Современные реле контроля могут передавать информацию о параметрах электросети в систему мониторинга. Это очень удобно: при разветвлённой сети электрооборудования оператор имеет возможность отследить, как измеряется сопротивление изоляции реле на конкретном участке сети, что значительно облегчает поиск и устранение аварийной ситуации.
Принцип работы
Ток и напряжение являются основными параметрами работы любой электроустановки, а значит, их контроль позволяет оценить работоспособность самого оборудования. Уменьшение тока в сети говорит о снижении нагрузки, а его увеличение — как об увеличении нагрузки (или перегрузке), так и появлении неисправности. Длительный режим работы с повышенным номинальным током является явным сигналом неисправности.
Реле тока ориентированы на минимальное и максимальное значение порогового тока срабатывания и могут выпускаться в электромагнитном, электронном и цифровом исполнении. За счёт простоты конструкции электромагнитные реле надёжны и отличаются невысокой ценой. Срабатывание реле происходит за счёт электромагнитной связи, которая создаётся при прохождении тока через катушку. По мере увеличения тока и достижения определённого значения, наводимая на катушку ЭДС преодолевает сопротивление пружины и происходит замыкание контактов.
Принцип работы электронного РКИ основан на управляющем контуре из одного или двух транзисторов (или тиристоров, ограничивающих резистор). Схема предусматривает наличие элементов преобразования тока для питания и модуль выполнения отключения, который так же может иметь и механические элементы.
Наглядные схемы
Цифровые устройства используются всё чаще. Их принцип работы основан на преобразовании поступающей информации о значениях тока в бинарный код, что позволяет отслеживать постепенное ухудшение качества изоляции и удалённо контролировать состояние сети. Такие устройства функциональны, имеют повышенную точность и широкие настройки входных параметров.
Схема работы РКТУ-1 А 
Схема работы РКТУ-1 Б 
Схема работы РКИ-1 А
Реле контроля изоляции НТК «Приборэнерго»
Реле контроля изоляции РКИ-1 DIN
Устройство предназначено для измерения сопротивления изоляции всей цепи и выявления присоединений с поврежденной изоляцией. РКИ-1 DIN позволяет контролировать сопротивление каждого полюса относительно уровня «земли», контролировать ток аккумулятора, мониторить понижение/повышение тока на шинах оперативного тока. РКИ-1 DIN обеспечивает связь по интерфейсу RS-485 с протоколом MODBUS RTU.
РКИ-1
Реле контроля тока утечки РКТУ-1
Прибор, позволяющий контролировать ток в цепях постоянного, переменного или выпрямленного напряжения. РКТУ-1 может контролировать ток утечки и качество изоляции цепей газовой защиты — факт срабатывания реле сигнализирует о значительном снижении сопротивления изоляции, выключает газовую защиту и формирует сигнал для включения предупредительной сигнализации. Настройка порогового значения тока срабатывания задается DIP- переключателем на лицевой панели реле. РКТУ-1 может применяться при номинальном напряжении от 24 до 220 В.
РКТУ-1
Продукция НТК «Приборэнерго» позволяет следовать требованиям ПУЭ и обеспечивать защиту промышленных электротехнических устройств от снижения качества изоляции и появлении токов утечки.
Заключение
Реле контроля тока — это автоматическое устройство, которое защищает промышленное оборудование и при этом не чувствительно к временному увеличению силы тока в цепи. Срабатывание устройства происходит при резких изменениях тока — короткое замыкание, недопустимая нагрузка или форс-мажор. При этом цифровые устройства позволяют отслеживать токи утечки, накапливая данные.
Мониторинг токов утечки позволяет прогнозировать будущие аварии и заблаговременно предпринимать соответствующие меры.
Устройство и работа реле утечки
В угольной промышленности для контроля за качеством изоляции в сетях переменного тока применяют два типа реле утечки: УАКИ и АЗАК.
Реле УАКИ (устройство автоматического контроля изоляции) применяют для защиты неразветвленных сетей напряжением 127, 380, 660 В.
Реле АЗАК (аппарат защиты и автоматической компенсации) применяют для защиты разветвленных сетей, где возникает необходимость автоматической компенсации емкости электрической сети для ограничения отключаемой величины тока утечки. Реле АЗАК представляет собой реле УАКИ, дополненное устройством для автоматического измерения и компенсации емкости электрической сети,
В основу конструкций реле утечки положен принцип измерения величины сопротивления изоляции методом амперметра и вольтметра. В качестве измерительного тока используют постоянный ток, наложенный на основной переменный ток, питающий потребители.
На рис. 2.5 представлена принципиальная электрическая схема реле УАКИ и автоматического выключателя АФВ.
Реле утечки состоит из следующих основных узлов: корпуса в исполнении РВ; разъединителя РБ делителя напряжения R2 и R3; выпрямительных устройств Д1 и Д2 устройства для частичной компенсации емкости сети Др; фильтра постоянного тока С; двухобмоточного реле Р; газоразрядной лампы Л; омметра; кнопки проверки К/7.
Реле постоянного тока Р имеет две катушки, обмотки которых намотаны навстречу друг другу. Количество ампервитков подбирается таким образом, чтобы при отсутствии сосредоточенного тока утечки ут, определен ком значении распределенного тока утечки 10 и внутреннего выпрямленного тока 8, в, в магнитные потоки их уравновешивались.
Автомат АФВ имеет выключатель А н отключающую катушку ОК. Он ставится на линии, которая подает напряжение к потребителям, может включаться и отключаться вручную или с помощью катушки ОК, цепь питания которой замыкает реле Р (контакт Р-1).
Работу реле целесообразно рассмотреть в нескольких конкретных условиях.
При определенном значении распределенного тока утечки 0 (т. е. при определенном значении величин сопротивлений хс и г) результирующий магнитный поток станет достаточным для срабатывания реле Pt и оно сработает. При этом: контакт Р-2 замкнется и зашунтирует катушку II, результирующий магнитный поток возрастет (так как ток не будет проходить через обмотку II, реле Р будет надежно удерживаться во включенном положении); контакт Р-1 замкнет цепь катушки ОК (фаза а — Р-1 — ОК фаза с) и автомат А отключится — потребители потеряют питание.
Аналогично будет работать реле УАКИ при появлении значительной сосредоточенной утечки ут или одно Квременной значительной сосредоточенной и равномерной Щутечке в сети.
Омметр во всех случаях будет показывать величину сопротивления изоляции контролируемой линии.
Учитывал, что при параллельном подсоединении реле их чувствительность уменьшается, в защищаемой сети ставят всегда одно реле утечки.
Место установки реле выбирают таким образом, чтобы обеспечить контроль за утечками на всей линии электроснабжения.
ПБ предписывают проверку исправности реле утечки ИВ начале каждой смены. Это делают нажатием кнопки. При нажатии на кнопку создается искусственная утечка через дополнительное заземление ДЗ, исправное реле срабатывает и отключает АФВ. Если реле не срабатывает при двухкратном нажатии кнопки С/7, оно неисправно.
Правила безопасности запрещают включение электрической сети при неисправном реле утечки.
Назначение и устройство реле утечки тока
Применяемое в рудниках реле утечки – это аппаратура, защищающая человека от воздействия электротока, предотвращающая возгорания и взрывы при контакте токоведущих частей оборудования или кабелей с землей. Используется в системах с изолированной нейтралью в подземных выработках угольной и горнодобывающей отрасли.
Применение
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.
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.
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.
Модели аппаратуры защиты
Аппаратура защитного отключения в электросетях с изолированным нулевым проводником выполняет те же функции, что и дифференциальное реле в обычной бытовой сети.
Основными характеристиками приборов являются:
Время срабатывания составляет 0,1 с. Длительный ток допускается максимум 0,010 А, кратковременный до 0,1 А. Уставка устанавливается в пределах 10-50 кОм.
Один из распространенных защитных приборов в системах безопасности шахт и горнодобывающих предприятий – реле утечки РУ-380. Используется в электросетях синусоидального тока 380 В с изолированным нулевым проводником.
Кроме этого, реле утечки данного типа имеются в исполнении на трехфазное напряжение.
Модели контроля изоляции УАКИ – это разновидность защитной аппаратуры на 380 и 660 В. Они играют роль дифреле в промышленных электросетях с изолированным нулевым проводником.
Другой разновидностью являются аппараты защиты с автокомпенсацией емкостной составляющей утечки марки A3AK. Прибор работает так же, как и УАКИ.
Автоматический компенсатор в виде подключенного между фазовыми проводниками и заземлителем индуктивного устройства снижает токовые утечки. Управление им происходит за счет подмагничивания.
Встречаются реле утечки с самонастройкой. Они не реагируют на плавное изменение токов утечки, только на быстрые броски. Но при достижении определенного предела срабатывают и на медленные нарастания.