专利名称：用于油井电气系统的高电阻接地系统的制作方法
技术领域：
本发明的主题一般的说涉及高电阻接地系统，更确切地说涉及用于油井电气系统的高电阻接地系统。
近些年来，油井泵站装置已经利用一种不接地高压电源系统。这种系统考虑了位于在油井泵用电动机的中性点和油井中的导电套管之间的油井深处的仪表信号系统的连接。这样就节约了相当多的接线费用，否则需要在井下检测器系统和地面信号测量系统之间越过很大的距离。这种系统具有的一个缺点在于，三相电气系统共模电压不能控制，因为该电气系统不接地并且可能因此达到很高的数值。这对于人身是危险的并且可能破坏电气装置。在这样一种系统中没有一个电位是接地的。已经发现，这些不接地的系统有时会存在未能解释的，但有时却非常广泛发生的带有毁灭性后果的绝缘故障。已经发现，这些未能解释的绝缘故障的来由经常证明是在油井套管结构中的深处出现电弧接地的故障状态。在这种状况下产生严重的电压升高，这就是未能解释的绝缘故障的原因。对于这种不接地的电源系统的解决方案是将假设处在零电压下的中性点通过一个高电阻接地。已经证明高电阻接地是电源系统接地的最可靠的形式。它将在接地故障的状态下可达到的故障电流限制到仅几安培的数值，以及即使在发生接地故障的过程中，也可以使该系统继续运行而不需要切断电路。这对于连续运行的装置，即其中故障将导致明显损失的装置是非常希望的。该高电阻连接方式将减缓电压升高，因此防止暂态过电压的产生以及防止引起故障。同时该电阻将可达到的故障电流限制到非常低的数值。在过去应用高电阻接地体的传统方式是将Y连接的地面电源系统的中性点通过一个电阻接地，该电阻的数值是经选择的，以便在最坏的情况下流过的最大电流小于10安培。对于三角形连接的系统，利用三个接地的变压器或者曲折形(Z)接地变压器形成该中性点。在石油工业中，已经传统地按照不接地的方式运行一些可用于水下的电动泵和电动机，这是出于为地面运行连续性的考虑以及当发生故障时将泵和和电动机提升时需极高的费用。这为高电阻接地提供了很好的应用场合。该高电阻接地将使得可在水下使用的电动泵能够在接地故障状态下运行很长的时间。然而油井作业经常需要了解达到多高井下温度、压力等。现行的下行信号经过线对地的连接部分到达地面，利用电源导线作为信号通道的一个部分。小信号被叠加到电源线上，并被传送到地面。按照这种方式不需要高达长度为15,000英尺的极为昂贵的控制线。由于该电源系统是不接地的，这种方法从成本上讲是实用的。然而，它不能提供由高电阻接地系统所提供的暂态过电压保护，因为高电阻接地系统将使在电源导线上信号短路。因此如果能够找到一种用于油井井下用泵的电源系统是有利的(其具有如上所述的高电阻接地的全部优点)，不过这还得考虑到利用供电线路由油井的深处传输检测器信号。近来已经发现一种能实现这两个目的系统。提供高电阻接地但是在需要时(即在如果检测到电弧接地故障的情况下)之前，许可保持不连接。这意味着，来自在油井深处的电子监测系统的信号可以利用油井套管作为接地导体沿泵的电源线传输到地面。然而，如果发生电弧接地故障，出现的共模电压变化可以很快地在地面上检测到以及然后可以将高电阻接地加入到该电路中，以便限制电流和电压偏移。一旦发生这种情况，控制系统信号受到干扰，不过这是一种可以接受的折衷办法。在这时对人身和设备的保护变得更重要。在过去，这种系统已经利用与接地电阻相串联的气体放电开关和气体放电管。该接地电阻例如连接在电源变压器的中性点和上述气体放电管之间，然后又连接到地。如果上述电源变压器的中性点的电压为零，则没有电流流过该气体放电管，即其为维持开路状态。如果出现电弧接地故障，引起在变压器的中性点的共模电压上升，通过高电阻接地系统和串联的气体放电管的电流将使该气体放电管闪络或导通，因此将该高电阻接地，于是使在上述电力变压器的中性点上的电压返回到地电位。这样就防止了危险的电弧接地故障以及极高数值的电压偏移，还提供限流功能。这种系统具有的优点在于，在气体放电管遮断电压和导通特性一旦被选择对于所用的各气体放电管的值是固定的。如果利用这样一种高电阻接地系统将是有利的，该系统在不需要的时间阶段内可控制处于断开状态，但是当需要时利用一个高可靠性能系统可控制接通。在这样一个系统中，可将电流、电压等的数值编程输入到该系统中，以便保证在单一的系统中宽范围地使用。如果能找到这样一种系统，将是有利的，该系统提高了整个系统的安全性，其能够用于Y或者三角形连接的变压器并且在所有的接地故障状态下能够保证连续运行，并且能够提供告警将接地故障状态通知工作人员。
在本发明中，将一对反向并联的可控硅整流器(SCR)或者门控装置连接在初级接地的变压器和在一个信号阻断系统(SBS)中的接地点之间。该SCR利用一个检测在输出变压器和地之间的电压的电路来控制。对于三角形连接的电源，采用另一种接地变压器的方案。在正常运行的过程中，该电子系统与Y连接的变压器的中性点相连接以及当该中性点对地电压开始从零偏移时进行检测。当发生这种情况时，通过将电子检测器系统编程使该反向并联门控可控硅SCR触发，因此将串联的高电阻值电阻器经过当时导通的SBS接地。然后一个定时输出的继电器线圈闭合通常断开的并联继电器触点，以便持续地通过高电阻值电阻器装置提供到地的电流通道，直到该故障已经清除或者该系统另外已经维修再次进入运行状态。
具体来说，提供有一种这样一种电气系统，其正常按照不接地的状态运行，但是有时即在该电气系统的第一部分和地之间可能产生不希望的电压的情况下将其中的一个导体接地。将一个接地阻抗装置连接到该电气系统中的一个第二部分，用于通过将其连接到地来降低不希望产生的电压。将控制系统与该接地阻抗装置以及该电气系统相互连接，用于检测不希望产生的电压并且将接地阻抗装置连接到电气系统中的该第二部分以便降低不希望产生的电压。该控制装置包含一个与该阻抗相连接的门控导通装置，例如SCR系统，用于通过该阻抗与该电气系统中的该第二部分连接。一控制装置与门控导通装置相互连接，用于响应于不希望产生的电压的出现使该门控导通装置投入运行。在本发明的一个实施例中，该阻抗装置主要是电阻性的，以及该第一和第二部分是相同的。此外将不希望产生的电压基本上降到零。该系统可以是Y连接的或者是三角形连接的或是这两者的组合。按照一种运行模式，该系统应用在这样一种油井电气系统中，其通常运行在不接地状态，但是有时井下电源导线例如通过电弧接地故障接地。电源位于在地面上，利用该电源驱动井下泵用电动机。上述导体配置在其间以及在位于地面的电源系统的中性点的第一部分和地之间产生不希望形成的电压。
为了更好的理解本发明可以参照在附图中所表示的本发明的优选实施例，其中
图1表示油井井下电动泵系统的局部断开的示意图，该系统是由具有本发明的井下信号检测系统和信号阻断系统的地面电源驱动的；图2表示信号阻断装置，与在附图1中所表示的相似，用于本发明的低压实施方式；图3表示与附图1中所示相似的系统，但略去了该电源系统中的井下部分，其中的电源系统是三角形连接以及信号阻断和相关的检测系统进行了相应的改进。
图4表示一个井下三角形连接的泵用电动机系统，其适用于如附图1所表示的地面Y连接电源或者如图3中表示三角形连接的地面电源系统。
图5表示一个与如在附图3中所表示的相类似的系统，但是用于低压装置。
图6表示一个地面三角形连接的电源系统，其利用曲折型(Z)检测变压器装置以及中间电压检测装置；图7表示一个与图6所示的相似的装置，但是用于低压装置和信号阻断系统；以及图8表示一个如附图1中所示控制系统的示意图，其用于按照在附图1中所表示电源系统和泵系统的电压和电流的函数控制信号阻断。
现参照各附图特别是参照附图1，附图1示意地表示一个油井系统10，其包含地上电源系统11，其核心是一个Y连接的电源变压器的次级绕组12(变压器)，其向井下油井泵14提供动力，该油井泵用的电动机绕组15是Y连接的。装有一个导电的油井套管或者内部生产用管道16，其由地面以上的表面S到井下区域DH经过距离D。一个信号源17与井下油井电动泵14中的绕组15相连接。这信号源在其一个终端处向绕组15的中性点N′提供电信号，以及在其另一个终端处与油井导电套管16相连接。在地面S上方有一个信号接收器18。绕组12和绕组15每个具有相线A，B，C，它们分别连接到各连接端X，Y，Z以及X′，Y′，Z′，在各连接端之间由地面S到井下区域DH通常要经过很长线路19。在线路A，B，C中分别在信号源17和信号接收器18之间流过信号ia，ib，ic。返回电流或接地电流ig在信号接收器18到信号源17之间通过油井的套管16流动。信号ia、ib和ic可以是直流电流，脉冲直流，或者例如200千赫兹的交流信号。对于距离D接近8000英尺或者更大并非是不常用的。信号源17可以由井下区域DH到地面S利用信号ia，ib，ic的形式提供与例如油井压力、温度以及振动相关的信息。利用绕组15代表的泵用电动机14可以是例如在1,100伏到4,600伏之间变化工作的高压60到700马力的电动机。信号ia，ib，ic通常为4～20毫安。电源系统11可以提供1,200-5,000伏、频率为40～90赫兹的电源。通常由于线路19在地面S和井下区域DH之间过长可能产生600伏的电压降。
变压器12具有一个中性点N，能够在中性点N和地之间产生一个共模电压V。在理想的状况下，电力负载是平衡的，电压V为零伏。中性点N利用线路连接到高电阻接地系统HRG中的点U。高电阻接地系统HRG可以包含一个降压变压器20，在它的一个连接端它的初级绕组P连接到点U，以及它的另一个连接端连接到信号阻断装置24中的输入端23。变压器20的另一侧或者次级绕组S跨接一个高电阻的阻抗或者电阻器R以及与其并联的一个继电器控制装置22。在连接端23和系统信号阻断器24的地G之间连接有一个用于系统信号阻断器的电子控制系统26(参照附图8将进一步更详细地进行解释)、一个正常断开的继电器30及一对反相配置或者反向连接的可控硅整流器或者门控装置28A和28B。控制系统26与门控可控硅整流器28B相连，后者与控制系统26相连是通过连接端F和H实现的，在二连接端上施加的电压决定可控硅整流器28B的触发状态。另一方面，可控硅整流器28A由在控制系统26中的连接端J和K控制，在这其间也施加一个能够控制可控硅整流器28A触发状态的电压。电阻元件R28和电容元件C29的串联组合将与电感LI配合工作形成一个RLC电路，该电路限制系统电压相对于时间的一次导数，即加在可控硅整流器上的电压相对于时间的上升速度。按照另一种方式中所说的，将一个高频滤波器用于可变速度驱动，在该过程中采用可变速度驱动。在正常运行中，当电压接近于零伏时，在变压器20中的初级绕组P上的电压基本上为零，因此电阻值R基本上超出在该电路之外，正常断开的继电器触点30保持断开以及反向配置的可控硅整流器28A和28B维持在非导通状态。因此在变压器12的中性点N和地G之间没有电流流过，所以电阻值R似乎对于在变压器12的中性点N上的电压来说是可透过或者不存在的。然而到如果发生电弧接地故障，例如在井下区域DH中所示，例如在线路C和套管16之间，有一种降低在线路C和地之间电压的趋势，因此增加了在线路A和地以及线路B和地之间的电压。在线路A和B上的增加的电压有一种使电弧接地故障状态升级的趋势，使在变压器12中的中性点N上的电压相对于地达到某一非零的数值。然而变压器20的初级绕组P感受这一电压增加并且通过电阻值R将其反映出来。另外，控制系统26检测在点23和地G之间的电压并驱动该反向配置的可控硅整流器28A和28B使其导通。这样就将电阻R置于在中性点N和地G之间的电路中。这样就限制了该电流以及使在中性点N处的电压V衰减到线路对中性点N幅值的最大值。这时，由于电阻R的出现，信号ia，ib，ic被衰减或被短接，但是这不会产生很大的后果，因为在这个时候更希望处理电弧接地故障的后果以便防止损坏井下各种装置部分。形成在变压器20的初级绕组P上的电压(其反映到变压器20中的次级绕组S)驱动继电器控制装置22，继电器控制装置22按照适当的时间延迟闭合通常打开的触点30，因此不再需要控制系统继续控制可控硅整流器28A和28B使之导通，以及增加电子装置的寿命。
所有这一切的预期作用是增加整个系统10的使用年限，防止井下电动机14以及如以17表示的各种检测器的损坏。在本发明的一个实施例中，在中性点N和地G之间的纯电阻值可以为130欧姆。由继电器控制装置22形成的时间延迟可以为1.5秒。接地电阻R可以接近6-7欧姆。变压器的次级绕组S可以连接到一个告警系统(未表示)，其直接地或以远动方式通知工作人员已经发生或者正在发生电弧接地故障。用于信号阻断器24的控制系统26形成本发明的一个重要的部分。下面将参照附图8对它的结构和使用进行介绍。
下面参照附图2，该图表示高电阻接地系统另外一个实施例HRG′。在这个示例中，没有采用变压器20。在本发明的这个实施例中电阻R利用信号阻断器24′直接连接在变压器12的中性点N(未表示)和地R之间，其示于图2右侧的对应部分是继电器30′。在图2中继电器控制装置22连接到该连接端N和地R，以便如在前面所介绍的由于电弧接地故障的出现或者其他原因引起的电压偏移的结果当一适当的电压加在中心点N和地G之间时使通常打开的继电器30′闭合。一旦通常打开的继电器30′闭合，其将维持这个通路，因此它能旁通信号阻断器24′。
下面参照附图3，该图表示油井系统10′的另一个实施例，其中使用具有三角形连接的变压器12′的地上电源11′。为了简化说明，该实施例中的井下或者地面以下的部分不再说明，因为其工作与参照附图1先前介绍的方式相似。在本发明这个实施例中，变压器12′包含在各公共节点M，O，Q处相互连接形成三角形连接的各个绕组。节点Q，O，M分别引向高电阻接地系统HRG″，在该处它们的每一个连接端与变压器20′的初级绕组P的各初级绕组P1，P2，P3的连接端相连接。绕组P1，P2，P3的另一侧连接在一起并且按照先前介绍的方式连接到该连接端23。可以采用继电器L1，L2，L3(或者等效物)，用于确定什么时间已经发生相电压不平衡，因此触发该信号遮断器24′中的其余部分以便按照先前介绍的方式动作。变压器20′的次级绕组S的各个次级绕组S1，S2和S3按照开口三角形连接在一起以及在该处跨接电阻元件R和继电器控制装置22。电阻元件R通过变压器20′中的次级绕组反映到初级绕组，以便能在各节点Q，O或M出现地电压不平衡而利用信号阻断器24′的控制系统使信号阻断器24′动作时按照先前所介绍的方式动作。一旦继电器控制装置22再次使在信号阻断器24′的通常打开的触点动作(未表示)，永久性地将连接端23对地G短接。
下面参照附图4，该图表示三角形连接的井下泵14′。在本发明的这一个实施例中，即油井井下电动泵14′包含三角形连接的绕组15′，它们按照一定方式与信号源17相互连接以便将信号电流ia，ib和ic提供到线路A，B和C上，按照先前介绍的方式起作用。正如关于附图1先前所介绍的情况一样，用于信号源17的接地电流ig通过套管16流动。对于在附图1、3和4中所示的实施例应当指出，地上电源装置和井下电动油泵装置可以是固定的以及按照便利方式相互配合。就是说，它们双方可以是三角形连接，它们双方也可以是Y连结，上面的一个可以是Y连接的以及下面一个是三角形连接的，或者上面一个是三角形连接的以及下面一个是Y连接的。
下面参照图5，该图表示与附图3相似的一种装置，但是用于低压实施例。特别是，各节点Q，O和M如图所示与高电阻接地电路HRG中的变压器20″中的初级绕组P中各个初级绕组P1，P2和P3相互连接。各个次级绕组S1，S2和S3按照闭合的三角形连接的电路关系连接在一起。当形成在信号阻断器24上的系统电压超过设计值时，该系统阻断器24′导通，因此将电阻R按照先前介绍的方式置于该电路中，从而基本上实现了先前介绍的效果。一旦电阻R导过电流，利用继电器控制装置22检测在其上形成的电压，接着使继电器30按照先前所介绍的时间延迟闭合，因此将电阻R置入该电路中，与在该系统阻断器24′内的可控硅整流器的导通特性无关。
下面参照图6和7，它们表示本发明的两个另外的实施例，其中用于地上电源11′的三角形连接的变压器的次级绕组12′利用曲折形变压器40连接到信号阻断器系统24。在图6中所示的实施例中，高电阻接地装置HRGIV包含变压器20，其具有的初级绕组连接在点23和曲折形变压器40的中性点N”之间。变压器20的次级绕组S其间连接有电阻R以及继电器控制装置22。一旦在系统阻断器24内的控制系统26(未表示)再次检测在连接端Q，O和M处的电压并产生动作，以便反映在中性点N”和地G之间的电阻值R，正如在图6中实施例HRGV中一样，或者直接将在中性点N”和地G之间的电阻元件R相互连接像在图7中所示的实施例中一样。在图6中所示的中等电压的实施例中，继电器控制装置22驱动通常打开的触点(未表示)，以便按照通过变压器20接入到适当的电路中所反映的持续地将电阻元件R接入。在图7所示的实施例中，继电器控制装置22在检测到形成在阻断器24上的电压降时，驱动继电器30，以便再次将电阻R接入该电路中。
下面参照附图8，将介绍控制系统26的结构和当该控制系统26与信号阻断器24中的其余的元件相互作用时的工作情况。图中示有一个电阻元件R2，在它的一端与节点23相连，例如在附图1中先前所表示的那样。电阻元件R2，在它的另一端与二极管D14的阳极、运算放大器U6(1)的负输入端(2)、电阻元件R18的一侧、电容元件C21的一侧以及二极管D13的阴极相联结。在图中还示有一个电阻元件R3，在它的一侧连接到系统地以及在它的另一侧连接到二极管14的阴极以及二极管D13的阳极，运算放大器的U6(1)正输入端(3)、电阻元件R19的一侧以及电容器元件C20的一侧。电阻元件R19的另一侧以及电容元件C20的另一侧连接到系统地。电容元件C21的另一侧以及电阻元件R18的另一侧连接到运算放大器U6(1)的输出端(1)和构成差分放大器用的电阻元件R16的一侧。电阻元件R16的另一侧连接到运算放大器的U6(2)的负输入端(6)以及连接到电阻元件R17和电容元件C17每个的一侧。电阻元件R17的另一侧连接到在电阻元件R21、可变电阻器RHEO的一侧以及电容元件C19的一侧之间的节点。可变电阻器RHEO的另一侧连接到电阻元件R20的一侧以及电容器元件C18的一侧，它们的另一侧接地。电容元件C19的另一侧接地以及电阻元件R21的另一侧连接到正15伏的电源。运算放大器U6(2)的输出端(8)连接到电容元件C17的一侧以及电阻元件R14的一侧。电阻元件R14的另一侧连接到二极管D15的阳极，它的阴极连接到运算放大器U6(2)的正输入端(7)以及电阻元件R15的一侧，它的另一侧接地。运算放大器U6(2)的输出端(8)连接到电阻元件R12的一侧，它的另一侧连接到NAND反相器U5的输入端，它的输出端连接到单稳多谐振荡器电路U3的B-输入端(5)。U3的CTC输入端连接到它的A+输入端(4)以及系统地。U3的RCTC端连接到在电阻元件R11和电容元件C15之间的节点。电阻元件R11的另一侧连接到正15伏的电源以及电容元件C15的另一侧接地。U3的RST端连接到在电阻元件R10和电容元件C14之间的节点。电阻元件R10的另一侧连接到正15伏的电源以及电容元件C14的另一侧接地。U3的输出端(7)或带-的Q连接到NAND门控器件U4(1)的输入端(1)，它的第二输入端(2)连接到第二NAND门控器件U4(2)的输出端(4)。门控器件U4(1)的输出端(3)连接到U4(2)的输入端(5)。两个NAND门控器件连接在一起形成一个起动-复位的触发器。它的负输入端(6)连接到一个串联的输入器件U4(3)和U4(4)的组合部分。它们中的第一部分U4(3)具有一个输入端(8)，其连接到在电阻元件R13和电容元件C16之间的节点。这一组合部分形成用于U4(2)的触发器复位端(6)的供电延迟。它的第二输入端(9)也连接到同一个节点，但是是通过一个电阻元件R1。电阻元件R13的另一侧连接到正15伏的电源并且电容元件C16的另一侧连接到地。门U4(2)的输出端(4)连接到按电流模式的脉冲宽度调制电路U7的TB输入端(2)以及在电阻器件Rx和电容元件C24之间的节点。电阻器件Rx的另一端连接到以3表示的基准端。电阻器件Ry连接到U7的RC端(4)和电容元件C22的一侧。电阻器件Ry的另一侧连接到电容元件C23的一侧。U7的CS端连接到电容元件C25的一侧。电容元件C22，C23，C24，C25的另一侧以及U7的端GRND连接到地。U7的VCC电源端连接到电阻器件R5的一侧和电容元件C32的一侧。电容元件C32的另一侧连接到地，以及电阻器件R5的另一侧连接到正24伏的电源。U7的输出端(8)通过电阻元件24连接到场效应晶体管Q1的控制极G。场效应晶体管Q1的源极S连接到在电阻元件R4和R25间的节点。电阻元件R25的另一侧连接到U7的CS端以及电阻元件R4的另一侧连接到地。场效应晶体管Q1的漏极D连接到二极管D8的阳极，它的阴极连接到在电阻元件R26和电容元件C27每个的一侧。电容元件C27的另一侧连接到地以及电阻元件R26的另一侧连接到正24伏的电源。
虽然为了简化说明没有表示所装设的用于附图8中的电路的电源，其包含按照常规方式形成的正负15伏的和正负24伏直流电源。
控制系统26的工作情况通过利用运算放大器U6(1)形成的差分放大器是这样的，即其在运算放大器U6(1)的连接端U和输出端(1)之间产生-.01的电压增益。该电压提供到利用运算放大器U6(2)形成的电容器。在电容元件C19上形成并且利用变阻器RHEO控制的一个基准电压与在该电阻元件R16的底端处形成的电压配合，这样如果运算放大器U6(1)的针(1)上的电压小于该基准电压，则运算放大器U6(2)的输出端(8)上的电压为低电平。另一方面，如果运算放大器U6(1)的端(1)处的电压高于基准电压，则在运算放大器U6(2)的输出端(8)的输出将为高电平。将运算放大器U6(2)的输出端(8)的信号提供到NAND U5。当U6(2)的输出由低变高时，U5输出由高变低。单稳多谐振荡器U3是这样工作的，即当在其针(5)上的信号经历由高到低的转变时，它的带-的Q输出端(7)由高变低以及然后在一个固定的时间段之后返回到高，该时间段相当于输出脉冲宽度PW。然后这一脉冲输出到由NAND门电路U4(1)和U4(2)形成的R-S触发器。然后当在附图1中所示的变压器11的次级绕组12中性点对地电压V超过在该电容器C19上形成的基准电压时，设置该R-S触发器，即在U4(1)上的针(3)的电压变高以及在U4(2)上的电压变低。这样就导致可控硅整流器28A和28B导通，因此使电阻元件R或者利用反映(reflecting)变压器或者按照其他方式连接在适当的电源变压器(例如变压器11中的变压器绕组12)中性点N和地之间。为了使在供电时可控硅不被触发，使触发器复位输入端强制为低电平，即在U4(2)的针(6)持续一个由元件R15和C16的时间常数确定的时间段强制为低电平。按照电流模式的PWM集成电路是这样构成的，即其形成一个振荡器，该振荡器的输出频率接近于10千赫，其是利用由电阻元件Ry和电容元件C24确定的外部RC时间常数所确定的。当器件U7中的针(2)上的电平变低时，即触发器U4(1)被启动时开始脉冲序列。当U7上的针(8)的电平变高时，场效应晶体管Q1导通，导致在变压器L1和L3中的脉冲变压器初级绕组S中产生电流，该电流通过电阻元件R4流动。当在电阻元件4上形成的电压即当在初级电流达到一定值时，器件U7中的针(8)的电平将变低使晶体管1关断。这一脉冲的宽度约2微秒。该脉冲序列持续直到提供到该电源的120伏交流电源被关断为止。由于这种作用的结果，该脉冲系列被转送到变压器L1和L3中的次级绕组以及对各可控硅SCR进行控制。增加二极管D9、10、11、12以及电阻元件R6和R7以便形成门控输入电路。SCR28A由J-K的输出提供信号以及SCR 28B由输出F-H提供信号。
关于本发明的实施例应当理解，在其中表示的电阻元件是按照对于本发明的不同的实施例的不同数值构成的以及使用电阻符号R只不过是为了简化说明的目的。例如变压器20和20′可以是在本发明的不同的实施例中不同的变压器装置，因为例如可以是继电器控制装置22以及系统阻断器24和24′。
按照本发明提出的装置具有很多优点。一个优点是，该系统阻断器可以按照这样一种方式利用在控制系统26中的电子电路，以便提供一种能结合很多不同种类和结构油井系统10使用的电子电路，不必改变该控制系统除了改变控制参数和对其的设定值以外。
权利要求
1.一种电气系统，其通常工作在不接地的状态，但是有时使其中的一个导体接地，其中在所述电气系统中的第一部分和地之间产生不希望产生的电压，该系统包含所述电气系统，其包含电源装置和负载装置，在其间配置有所述电导体；接地阻抗装置，其连接到所述电气系统中的第二部分，用于通过将所述第二部分基本上接地来降低所述不希望形成的电压；控制系统装置，其与所述接地阻抗装置和所述电气系统相互连接，用于检测所述不希望形成的电压以及将所述可相互连接的接地阻抗装置连接到所述电气系统中的所述第二部分以便降低所述不希望形成的电压；所述控制系统装置，包含门控导通装置，其与所述阻抗装置相互连接，用于将所述电气系统装置中的所述第二部分通过所述阻抗装置连接到地，用于降低所述不希望形成的电压；以及控制装置，其与所述门控导通装置相连接，用于响应于所述不希望形成的电压的出现使所述门控导通装置将所述电气系统装置中的所述第二部分连接到地。
2.根据权利要求1所述的组合系统，其中所述的阻抗装置主要包含电阻装置。
3.根据权利要求1所述的组合系统，其中所述的第一部分和所述的第二部分相同。
4.根据权利要求1所述的组合系统，其中所述的不希望形成的电压被降低到允许的限值内。
5.根据权利要求1所述的组合系统，其中所述的门控导通装置包含反向配置的可控硅整流器。
6.根据权利要求1所述的组合系统，其中所述的电源装置是Y连接的并且所述负载装置是Y连接的。
7.根据权利要求1所述的组合系统，其中所述的电源装置是三角形连接的并且所述负载装置是三角形连接的。
8.根据权利要求1所述的组合系统，其中所述的电源装置是Y连接的以及所述负载装置是三角形连接的。
9.根据权利要求1所述的组合系统，其中所述的电源装置是三角形连接的以及所述负载装置是Y连接的。
10.根据权利要求1所述的组合系统，其中所述的检测器装置与所述导体相互连接，用于通过该导体传输信号。
全文摘要
一种用于油井的通常不接地的电源系统,该系统包括地上电源变压器以及地下泵用电动机。一种信号系统,其包含地下的检测器系统和地上信号调节和监测单元,其中该检测器系统利用电源线来传输传感器信号。向上述浮动系统提供一种可接通的高电阻接地装置,使得在电弧接地故障产生的过程中该系统可以立即接地,因此对电弧接地故障的不良后果进行抵偿以及对工作人员安全以及电气设备提供保护。
文档编号E21B43/12GK1244742SQ9911750
公开日2000年2月16日 申请日期1999年8月6日 优先权日1998年8月7日
发明者詹姆斯·拉尔福·杰西克, 威廉·爱德华·伯克比, 戴维·都乐·西泼, 马丁·拜尔 申请人:尹顿公司