Od redakcji 7/2018

okladka Ei7Jeszcze do niedawna koncepcja ochrony instalacji elektrycznych zawarta w europejskich normach i stosowana przez producentów aparatury zabezpieczającej niskiego napięcia miała poważną lukę. Żaden z aparatów zabezpieczających (bezpiecznik, wyłącznik) nie wykrywał groźnego iskrzenia w instalacjach elektrycznych. A przecież nawet najmniejsza wada w instalacjach elektrycznych może powodować poważne konsekwencje. 

Więcej…

Wykrywanie wyładowań łukowych i ochrona przed ich występowaniem

5Najczęstszą przyczyną wyładowań łukowych są zwarcia międzyfazowe lub doziemne, które w bardzo krótkim czasie powodują gwałtowny wzrost temperatury, a także ciśnienia w zamkniętej przestrzeni. Skutki tego zjawiska to przede wszystkim duże zniszczenia wewnątrz rozdzielnicy. Oprócz tego groźny jest wyrzut gorących gazów, pyłów i płomieni na zewnątrz obudowy.

Zwarcia łukowe bardzo często występują w efekcie asymetrii zasilania rozdzielnicy, niewłaściwego połączenia, uszkodzenia izolacji stałej, złego połączenia elektrycznego powodującego przegrzanie, a także zjawiska wyładowań pełzających spowodowanych zanieczyszczeniami i wilgocią. Oprócz tego za przyczyny występowania łuku elektrycznego uznaje się obce części pozostawione w rozdzielnicy przez obsługę (narzędzia, materiały itp.), nieodpowiednią konserwację rozdzielnicy i elementów wyposażenia oraz awarie urządzeń elektrycznych.

Najważniejsze jest szybkie wykrycie łuku
Kluczową rolę w szeroko rozumianej ochronie przed zwarciami łukowymi odgrywa możliwie jak najszybsze wykrycie łuku. Z kolei w następnej kolejności ważne jest ograniczenie czasu obecności łuku. Istotną rolę odgrywają więc systemy umożliwiające szybką identyfikację tego zjawiska, tak aby mogły zadziałać odpowiednie systemy zabezpieczające.

Dostępne na rynku urządzenia oraz systemy wykrywające łuk bardzo często bazują na badaniu światła łuku za pomocą czujników i światłowodów. Dla skutecznego wykrycia wyładowania analizuje się wartość oraz stromość narastania prądu zwarciowego. Identyfikacja może bazować również na przechwytywaniu spadku napięcia na szynach zbiorczych rozdzielnicy. W następnej kolejności zostaje zainicjowany impuls, który odpowiada za wymuszenie zadziałania wyłączników.

Właściwości systemów do wykrywania łuku elektrycznego
Zalet wynikających ze stosowania rozdzielnic z zabezpieczeniami przed skutkami wystąpienia łuku elektrycznego jest wiele. Rzecz jasna najważniejsza korzyść to wysoki stopień bezpieczeństwa uzyskany dzięki dużej odporności obudowy metalowej rozdzielnicy na działanie łuku elektrycznego. Bardzo istotna jest otwarta konstrukcja, co pozwala na używanie różnych typów wyłączników. Tym sposobem zyskuje się także całkowite zaadaptowanie wnętrza rozdzielnicy pod kątem indywidualnych potrzeb użytkowników. Komfort pracy zapewni łatwy dostęp do przestrzeni montażowych przy jednoczesnym optymalnym ich wykorzystaniu.

Dostępne na rynku rozdzielnice cechują się prostą i lekką konstrukcją bezszkieletową. Materiał wykonania stanowi blacha ocynkowana, a blokada drzwi szafy zależy od pozycji wyłącznika. Manewrowanie członem przesuwnym jest możliwe przy zamkniętych drzwiach pola rozdzielnicy. Za pomocą wzierników kontrolowane są wzrokowo czynności łączeniowe, a napięcie w polach jest sygnalizowane. Celem zapewnienia bezpieczeństwa podczas prac serwisowych przestrzenie szyn zbiorczych można odizolować.

Interesujące zabezpieczenie stanowią rozwiązania z czujnikami optycznymi, które wykrywają światło wytworzone przez łuk elektryczny wewnątrz szafy rozdzielczej. Są one podłączone do jednostek monitorujących poprzez światłowody. Do każdej jednostki monitorującej można podłączyć kilka czujników optycznych oraz czujnik wrażliwy na gwałtowny wzrost prądu towarzyszący zwarciu. Takie rozwiązanie pozwala przede wszystkim na zwiększenie bezpieczeństwa obsługi. Ważna cecha to również łatwość instalacji czujników oraz uniwersalność zastosowania.

Bardziej zaawansowane modele, które najczęściej znajdują zastosowanie w górnictwie, mają wewnętrzny kanał dekompresyjny. Za jego pomocą wyprowadzane są gazy i pyły połukowe. Tym sposobem uzyskuje się ich dekompresję, a w konsekwencji zredukowanie nadciśnienia powstałego w przedziale, w którym doszło do zwarcia łukowego. Dzięki systemowi połączeń kanałów między przegrodami w momencie, gdy powstanie łuk, zwiększone ciśnienie powoduje otwarcie klapy bezpieczeństwa do przedziału dekompresyjnego oraz zamknięcie klap do innych nieuszkodzonych przedziałów.

Niektóre zabezpieczenia łukochronne bazują na wykrywaniu łuku poprzez detekcję światła z jednoczesnym zanikiem napięcia. Czas zadziałania urządzenia z reguły nie przekracza 10 ms. Jako zalety takich rozwiązań wymienia się przede wszystkim inteligentne działanie bazujące na zaawansowanym algorytmie analizującym dodatkowe kryterium zadziałania zabezpieczenia, jakim jest spadek napięcia. W przypadku łuku światło jest najszybszym kryterium jego identyfikacji.

Dzięki zabezpieczeniom unika się znacznych strat finansowych związanych z kosztem wymiany urządzeń oraz przestojów technologicznych w wyniku zniszczeń poczynionych przez łuk elektryczny. Stąd też takie zabezpieczenia najczęściej znajdują zastosowanie w energetyce zawodowej oraz w przemyśle − w szczególności w rozdzielnicach N typu otwartego i zamkniętego, rozdzielnicach nn, a także m.in. w szafach prostownikowych i innych urządzeniach elektrycznych SN i nn.

(...)

Damian Żabicki
Pełna wersja artykułu w EI 4/2017 do zakupu na portalu www.e-czasopismo.pl oraz www.magazyn-online.com

Targi Lumenlumen 1200x628px

Wyszukiwarka

Prenumerata

 

like Nowości!

quote Na skróty

like Najczęściej czytane!

like Polecamy!

like Newsletter!

Znajdź nas na facebooku!

UWAGA! Ten serwis używa cookies i podobnych technologii.

Brak zmiany ustawienia przeglądarki oznacza zgodę na to. Czytaj więcej…

Zrozumiałem