Обзор реле контроля изоляции и тока утечки (РКИ, РКТУ)

Рад всех приветствовать!

Я инженер Рик, специалист научно-технической компании «Приборэнерго». Наше предприятие выпускает различное низковольтное и высоковольтное оборудование, а так же электронные устройства, являющиеся составными частями шкафов релейной защиты и автоматики.

Сегодня речь пойдёт о реле контроля изоляции. Для большинства людей слово реле ассоциируется с отключением сети по какому-то сигналу. В этом случае под реле имеется в виду срабатывание и выдача сигнала о срабатывании – без отключения устройства, где зафиксировано превышение установленных параметров. Эта специфическая, функциональная особенность очень важна для качественной эксплуатации сетей и установок. Таким образом, включение реле контроля сопротивления изоляции в сеть позволяет выполнить требования нормативов ПУЭ в отношении защиты промышленных электротехнических устройств.

Что такое реле контроля изоляции – что это за устройство?

Реле контроля изоляции (РКИ) – это специализированное электронное устройство, позволяющее контролировать сопротивление изоляции в обмотках двигателей или трансформаторов в одно- и трёхфазных сетях. Как сказано выше, важно, что РКИ позволяет контролировать ток утечки без отключения устройства и накапливать данные о неисправностях, что имеет очень большое практическое значение.

Рис. 1- Пример РКИ производства компании Приборэнерго

Анализ накопленных данных позволяет заблаговременно предпринять меры для устранения неисправности, и сохранить работоспособность дорогостоящего оборудования.

Процесс старения обмотки трансформатора и разрушение изоляции не происходят мгновенно – этому предшествуют самые разные факторы:

1)старение, физический износ изоляции,

2)воздействие внешних факторов: повышенная температура, влажность,

3)загрязнение изоляции нефтепродуктами, химически активными веществами или сажей, что 4)разрушает структуру изоляционного покрытия,

5)длительная работа устройства в режиме перегрузки.

Ярким примером использования реле контроля изоляции является организация системы мониторинга при разветвлённой сети электрооборудования. Оператор физически не в состоянии следить за каждой электроустановкой. Но если отслеживать состояние изоляции на каждом участке сети, накапливать и обрабатывать данные, что можно значительно ускорить устранение аварийной ситуации, а то и не допустить её совсем.

Принцип работы реле контроля изоляции РКИ

Реле работает по принципу контроля основных параметров электроустановки – тока и напряжения. Снижение нагрузки сопровождается уменьшением тока в сети, а рост тока говорит как о повышении нагрузки, так и перегрузке или появлении неисправности.

Кратковременная перегрузка в электродвигателе или трансформаторе является нормальным состоянием работы. Однако, функционирование устройства в режиме перегрузки (или большого тока) длительное время говорит по неисправности – именно этот факт и «считывается» реле контроля тока.

Рис. 2- Схема РКИ

Виды реле изоляции РКИ

Условно все выпускаемые РКИ можно разделить на электромагнитные, электронные и цифровые. Электромагнитные реле срабатывают по принципу электромагнитной связи при прохождении тока через катушку: увеличение тока вызывает увеличение электродвижущей силы, что сжимает пружину и замыкает контакты.

Электронные РКИ выполняются на управляющем контуре из одного или двух транзисторов, схема включает элементы питания и модуль отключения, в т.ч. с механическими элементами.

Цифровые реле контроля изоляции основаны на измерении и преобразовании аналоговых значений тока в цифровой код, с дальнейшим накапливанием данных и выдачей команд управления и контроля. Цифровые РКИ точнее, имеют существенно больший функционал и позволяют удалённо настраивать и изменять входные параметры работы устройства.

Продукция «НТК Приборэнерго»

ООО «НТК Приборэнерго» производит реле контроля тока утечки РКТУ-1 и реле контроля сопротивления изоляции РКИ-1 DIN. Рассмотрим особенности каждого устройства.

Реле контроля тока утечки РКТУ-1 монтируется на DIN-рейку шириной 35 мм и представляет собой устройство, элементы управления и индикация которого расположены на лицевой панели. Значения сигналов срабатывания задаётся с помощью DIP- переключателя.

Факт срабатывания реле говорит о недопустимом снижении сопротивлении, отключает газовую защиту и включает работу предупредительной сигнализации.

Рис. 3- Пример РКТУ-1 производства компании Приборэнерго

Преимущества РКТУ-1:

1) Широкий диапазон настроек срабатывания, что позволяет использовать устройство при напряжении от 24 до 220В.

2) При срабатывании контакта газового реле автоматически запрещается генерация сигнала в цепи контроля изоляции.

3) Предусмотрен дополнительный контакт, сигнализирующий о наличии питания. Этот контакт можно использовать для контроля состоянии автомата питания газовой защиты, а так же наличия напряжения.

Индикаторы, сигнализирующие о срабатывании РКТУ-1, располагаются на лицевой панели. Режимами индикации пользователь информируется о замыкании контактов газового реле (мигание) и превышении установочных значений тока (непрерывная индикация).

Технически более продвинутое реле РКИ-1 DIN так же определяет сопротивление изоляции и позволяет контролировать состояние изоляции каждого провода относительно «земли». РКИ-1 DIN можно применять для контроля напряжения на шинах оперативного тока и контроля тока в цепи аккумулятора.

Важным преимуществом РКИ-1 DIN является возможность связи данных по интерфейсу RS-485 с коммуникационным протоколом MODBUS RTU, который широко применяется в промышленности для обеспечения связи между электронными устройствами. Именно через интерфейс RS-485 становится возможен удалённый контроль параметров сети оперативного тока. РКИ-1 DIN оснащается дисплеем, где собирается информация со всех датчиков и шин измерения.

Рис. 4- Схема РКТУ-1

Заключение

Выпускаемые «НТК Приборэнерго» устройства контроля сопротивления изоляции позволяют защитить дорогостоящее оборудование и предотвратить его выход из строя.

С помощью нашей продукции можно организовать контроль всех устройств разветвлённой сети, проанализировать причины возникновения токов утечки и предупредить возникновение внештатной ситуации.

Ссылки на выпускаемую продукцию

1) Реле контроля изоляции РКИ

2) Реле контроля тока утечки РКТУ-1