Schützt Menschenleben und Geräte
Sofortige Abschaltung
Autonome
Selektive Abschaltung
Lichterkennung mit Frontsensoren
Lichterfassung mit Lichtleiterschleifen
Spannungsfreier Anschluss von Sensoren
Selbsttest für Schaltungsintegrität und Lichtleiterkontinuität
Langjährige Erfahrung
Die Essenz des Problems
Nach offiziellen Statistiken der Nationalen Arbeitsaufsichtsbehörde werden im Laufe des Jahres landesweit mehrere Dutzend Menschen infolge von Lichtbogenüberschlägen getötet und Dutzende schwer verletzt. Elektrische Anlagen, in denen ein Lichtbogen aufgetreten ist, werden in einem solchen Ausmaß zerstört, dass sie in der Regel durch neue Anlagen ersetzt werden müssen. In konkreten Fällen belaufen sich die Schäden, einschließlich der Kosten für die Ausfallzeit, auf viele Millionen Zloty.
Die häufigste Ursache (60 %) für Lichtbogenkurzschlüsse sind menschliche Fehler: falsche Anschlüsse, schlechte Organisation der Arbeiten. Um Menschen und Anlagen vor den Auswirkungen von Kurzschlüssen zu schützen, wird in den technischen Normen PN-EN 62271 -200 - 20x, PN-88/E-05150, PN-IEC 439-1, die die Anforderungen an MV- und nn-Schaltanlagen und Transformatorstationen definieren, empfohlen, neben der Einhaltung der entsprechenden Konstruktionsmerkmale der Anlagen, zusätzliche Gegenmaßnahmen anzuwenden, die die Auswirkungen von Lichtbogenkurzschlüssen begrenzen. Eine der empfohlenen Möglichkeiten sind Schutzvorrichtungen, die auf Lichtbogen reagieren. Eine solche Lösung ist der schnellste und effektivste Weg, um die Auswirkungen von Lichtbogenkurzschlüssen zu minimieren.
Unser Vorschlag
Bei den Schutzarten ZŁ basiert die Erkennung eines Lichtbogenkurzschlusses auf zwei Kriterien: Erkennung von Lichtbogenlicht und Spannungsabfall im Schutzbereich. Der Schaltimpuls wird in weniger als 10 ms erzeugt. Das Erlöschen des Lichtbogens erfolgt in 30-50 ms, je nach Typ und Zustand des Schalters. Eine solche Abschaltzeit garantiert den vollen Schutz von Menschenleben und Gesundheit und minimiert Schäden am Gerät.
Die Anwendung des Spannungsfallkriteriums garantiert den Schutz der gesamten Schaltanlage (es gibt keine toten/geschützten Zonen). Es ermöglicht einen einfachen und korrekten Betrieb des Schutzes in Stromversorgungssystemen eines Teils der Schaltanlage aus mehreren verschiedenen Stromquellen. Schutzeinrichtungen, die auf dem Stromkriterium basieren, haben diese Eigenschaften nicht.
ZŁ-4A - Schutz von Haubenschaltanlagen Voll von selektiven Durchschlägen
Der Schutz ZŁ-4A ist für den Schutz von MS/NN-Haubenschaltanlagen bestimmt. Er hat einen dispersen Aufbau. Die Zentraleinheit wird in der Regel im Spannungsmessfeld installiert, während die Feldeinheiten in den Schaltanlagenfeldern installiert werden. Optische Frontsensoren (4 Stück) werden in den einzelnen Schaltfeldern platziert.
Im Falle der gleichzeitigen Erkennung eines Lichtbogens und eines Spannungsabfalls von 0,7 Un, abhängig von der Stelle des Kurzschlusses, wird er ausgeschaltet:
- der Schalter eines bestimmten Feldes - ein Kurzschluss in Zone 2 (Anschlussraum)
- der Schalter des Schaltanlagenfeldes - ein Kurzschluss in der Zone 1 (Schalter- oder Sammelschienenraum)
- der nächstgelegene Leistungsschalter in der Zuleitung dieser Schaltanlage - ein Kurzschluss im Einspeisefeld.
Die Möglichkeit der selektiven Abschaltung ist ein wesentliches Merkmal des Schutzes ZŁ-4, das aus betrieblicher und wirtschaftlicher Sicht sehr wertvoll ist.
Aufbau
Der Schutz ZŁ-4A besteht aus der Zentraleinheit ZŁ-4A JC, dem Netzgerät und den Feldeinheiten ZŁ-4 JPA. Jede Feldeinheit ist mit 4 optischen Sensoren ausgestattet. Die Kommunikation zwischen den Einheiten erfolgt über den High-Speed-CAN-Bus. Parallel zum CAN-Bus sind die Stromversorgungskreise verteilt. Die Zentral- und Feldeinheiten werden direkt am TS-Bus installiert. Abmessungen der Zentraleinheit: 159 / 90 / 58 mm, Abmessungen der Feldeinheit: 53 / 90 / 58 mm, Schutzart der Zentraleinheit und der Feldeinheit: Ip20. An eine Zentraleinheit können 99 Feldeinheiten angeschlossen werden. Durch die Verwendung eines dezentralen Aufbaus bei der ZŁ-4 sind die Stückkosten der gekapselten Schaltanlage Feldschutz relativ gering.
Zentraleinheit ZŁ-4A JC
Grundfunktionen der Zentraleinheit:
- Erkennung von Spannungsabfällen auf Schaltschienen
- Überwachung des korrekten Betriebs der Anlagen
- Sicherheitskonfiguration
- Austausch von Informationen über den Sicherheitsstatus
- Erzeugung von Abschaltimpulsen
- Blockierung von ATS-Automaten
- Signalisierung des Betriebs nach einzelnen Kriterien
- Rs485-Kommunikation (Modbus RTU)
- Signalisierung der Aktivierung des Geräts
- Signalisierung von Gerätestörungen
- 6 programmierbare Abschaltkontakte
- 2 Signalkontakte auf gemeinsamem Potential
- Möglichkeit, die Sensoren der gewählten Feldeinheit zu testen und die Selbsttestzeit einzustellen.
Feldeinheiten ZŁ-4A JP
Grundfunktionen der Feldeinheiten:
- Lichtbogendetektion innerhalb des geschützten Teils des Schaltgerätes
- Erzeugung des Abschaltimpulses
- Generierung von Alarmsignalen an die Zentraleinheit
- Benutzer kann faseroptische Sensoren testen und den Selbsttest zyklisch, alle 24 Stunden, durchführen
Optische Frontalsensoren
Die Sensoren zeichnen sich durch einen geeigneten Lichtabsorptionskoeffizienten aus. Die Empfindlichkeit der Lichterfassungsstrecke wird individuell in Abhängigkeit von der Länge der Sensoren und den Gegebenheiten im Objekt eingestellt. Die Empfindlichkeit muss so gewählt werden, dass das System nicht auf Sonnenlicht oder Scheinwerfer des Bedieners reagiert. Die Standardlängen von Lichtleitern mit Sensoren sind 3, 5 bzw. 15 Meter.
Auswirkungen von Lichtbogenkurzschlüssen in elektrischen Anlagen, die nicht durch Lichtbogenschutz geschützt sind
Unfälle der Kategorie "elektrischer Schlag" werden zu 70 % durch Lichtbogenkurzschlüsse verursacht. Lichtbogenkurzschlüsse treten am häufigsten in elektrischen Anlagen der Mittelspannung auf, wo dieser Anteil 90 % erreicht. Der Kurzschlussstrom in Mittelspannungsgeräten reicht von einigen bis zu einigen zehn kA. Die häufigste Ursache (60 %) für Lichtbogenkurzschlüsse sind neben technischen (Konstruktions-, Material-, Ausführungsfehler) und umweltbedingten (Alterung, Korrosion, Überspannung, Vibrationen, Nagetiere) Fehlern des Menschen: falsche Anschlüsse, schlechte Organisation der Arbeiten. Bei einem lang andauernden Lichtbogenkurzschluss erreicht die Temperatur 20 000°C, es entsteht ein mächtiger Knall und eine starke Schockwelle, die aus dem Gerät herausspringt, eine große Menge von Gasen, die oft giftig sind und Temperaturen von mehreren hundert Grad erreichen, werden ausgestoßen. Unter solchen Bedingungen besteht Lebensgefahr oder die Gefahr von schweren Verletzungen.
Die thermische Energie eines Kurzschlusses hängt von zwei Variablen ab: seiner Dauer und der Höhe des Kurzschlussstroms, gemäß der Formel Q=I2 x t. Wir können nur einen dieser Faktoren beeinflussen - die Zeit. Der Betrieb eines Lichtbogens in einem Zeitraum von weniger als 100 ms verursacht keine schwerwiegenderen Schäden, während bei einem Kurzschluss, der länger als 500 ms dauert, irreversible Schäden auftreten (Schmelzen von Kupfer und Stahl), die den Austausch der beschädigten Geräte erforderlich machen, was zu Unterbrechungen der Geschäftstätigkeit führt. Die Verkürzung der Dauer eines Kurzschlusses ist daher die einzige wirksame Möglichkeit, die nachteiligen Auswirkungen eines Lichtbogens zu reduzieren. Es sei daran erinnert, dass bei traditionellen Überstromschutzvorrichtungen, die sequentiell arbeiten, die Einstellzeiten sogar 2,5 Sekunden erreichen können.
In Polen ereignen sich jedes Jahr mehrere hundert Unfälle, die durch einen Kurzschluss verursacht werden und bei denen Menschen betroffen sind. Es gibt keine Daten über die Anzahl der Kurzschlüsse im Allgemeinen. Es ist offensichtlich, dass Informationen über solche Ereignisse nicht verbreitet werden. Es kann davon ausgegangen werden, dass es mehrere tausend Kurzschlüsse pro Jahr gibt. Hier einige Beispiele, die das zerstörerische Potenzial von Kurzschlüssen verdeutlichen.
Vorteile, die sich aus der Anwendung des Lichtbogenschutzes Typ ZŁ ergeben
Der Schutztyp ZŁ wird bereits seit 10 Jahren eingesetzt. Es wurden bereits über 1000 Systeme installiert. Wir kennen viele Fälle, in denen sie Geräte und das Leben von bestimmten Personen geschützt haben. Die Schutzgeräte vom Typ WRONG erkennen einen Kurzschluss und erzeugen in weniger als 10 ms einen Abschaltimpuls zu den Leistungsschaltern, was bei modernen Leistungsschaltern die Abschaltung der Stromversorgung bei einem Kurzschluss sogar in weniger als 30 ms ermöglicht. Dadurch werden die Auswirkungen von Lichtbogenkurzschlüssen auf ein Minimum reduziert, was die Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit deutlich erhöht.
Das Erfordernis des gleichzeitigen Auftretens von zwei Kriterien (Licht und Spannungsabfall) gewährleistet die korrekte Funktion des Schutzes. Der Algorithmus zur Kurzschlusserkennung ist sehr zuverlässig. Es sind uns keine Fälle von Ausfällen oder fehlerhaftem Betrieb der Schutzeinrichtungen bekannt. Nachfolgend stellen wir ausgewählte Beispiele für positive Wirkungen des Schutzes ZŁ vor.