ZŁ-2 - Lichtbogenschutz

     Schützt Menschenleben und Geräte
 

     Sofortige Abschaltung
 

     Lichterfassung über Lichtwellenleiterschleifen
 

     Selbsttest für Schaltungsintegrität und Faserkontinuität
 

      Autonome
 

     Langjährige Erfahrung

     
Die Essenz des Problems

Nach offiziellen Statistiken der nationalen Arbeitsaufsichtsbehörde werden jedes Jahr etwa ein Dutzend Menschen durch Lichtbogenfehler im ganzen Land getötet und Dutzende weitere schwer verletzt. Elektrische Geräte, in denen ein Störlichtbogen aufgetreten ist, werden so stark beschädigt, dass sie in der Regel durch neue Geräte ersetzt werden müssen. In bestimmten Fällen belaufen sich die Verluste einschließlich der Kosten für die Ausfallzeit auf viele Millionen PLN.

Die häufigste Ursache (60 %) für Störlichtbögen sind menschliche Fehler: falsche Anschlüsse, schlechte Arbeitsorganisation. Zum Schutz von Personen und Anlagen vor den Auswirkungen von Kurzschlüssen in den technischen Normen PN-EN 62271-200-20x, PN-88/E-05150, PN-IEC 439-1, die die Anforderungen an MS- und NS-Schaltanlagen und Transformatorstationen spezifizieren, wird empfohlen, neben der Beibehaltung der entsprechenden Konstruktionsmerkmale der Anlagen, zusätzliche Maßnahmen zur Reduzierung der Auswirkungen von Störlichtbögen zu verwenden. Eine der empfohlenen Methoden sind lichtbogenempfindliche Schutzvorrichtungen. Eine solche Lösung ist der schnellste und effektivste Weg, um die Auswirkungen von Störlichtbögen zu minimieren.

Unser Vorschlag

Bei den ZŁ-Typ-Schutzeinrichtungen basiert die Störlichtbogenerkennung auf zwei Kriterien: Erkennung des Lichtbogens und Spannungsabfall im Schutzbereich. Der Schaltimpuls wird in einer Zeit unter 10 ms erzeugt. Der Lichtbogen wird innerhalb von 30-50 ms gelöscht, je nach Typ und Zustand des Schalters. Eine solche Abschaltzeit garantiert den vollen Schutz des menschlichen Lebens und der Gesundheit und begrenzt den Schaden am Gerät auf ein Minimum.

Die Anwendung des Spannungsfallkriteriums garantiert den Schutz der gesamten Schaltanlage (es gibt keine toten/ungeschützten Zonen). Es ermöglicht einen einfachen und korrekten Betrieb des Schutzes in Systemen, die einen Abschnitt der Schaltanlage von mehreren verschiedenen Stromversorgungsquellen versorgen. Schutzvorrichtungen, die auf dem aktuellen Kriterium basieren, haben diese Eigenschaften nicht.

ZŁ-2 Schutz von Trockentransformatoren und anderen Geräten

Das Störlichtbogenschutzsystem ZŁ-2 ist für den Schutz von Trockentransformatoren und elektrischen Betriebsmitteln in Schaltschränken vorgesehen, bei denen die Gefahr eines Störlichtbogenkurzschlusses besteht, wie z. B. Umrichter, Gleichrichter usw. Die optischen Frontsensoren werden im Transformatorgehäuse oder im Schaltschrank des geschützten Gerätes installiert. Die Bedingung für die Verwendung des Schutzes ist der Zugang zur Spannungsmessung und die Möglichkeit der Fernabschaltung des Gerätes. Bei gleichzeitiger Erkennung des Lichtbogens und Spannungsabfall unter 0,7 Un wird die Spannungsversorgung unterbrochen.

Konstruktion

Das Lichtbogenschutzgerät ZŁ-2 besteht aus einem Relais, einem Netzteil und daran angeschlossenen Frontsensoren. Das Relais ist in einem Gehäuse CN 100 AK (100x75x105 mm) mit Schutzart Ip40 eingebaut.

Sicherheitsrelais ZŁ-2

Grundfunktionen des Relais:

• Erkennung von Spannungsabfällen auf Schaltschienen;
• Erkennung von Lichtbögen;
• Empfang von Informationen über den Status der optischen Eingänge;
• Erzeugung von Abschaltimpulsen;
• Blockierung der ATS-Automatik;
• Signalisierung der Ein-Kriterien-Bedienung;
• Anzeige der Geräteauslösung;
• Hinweis auf eine Fehlfunktion des Gerätes;
• 5 Auslösekontakte;
• 2 Meldekontakte auf gemeinsamem Potential.

Die Sensoren zeichnen sich durch einen ausreichenden Lichtabsorptionskoeffizienten aus. Die Empfindlichkeit der Lichterfassungsstrecke wird individuell eingestellt, abhängig von der Länge der Sensoren und den Gegebenheiten vor Ort. Die Empfindlichkeit muss so gewählt werden, dass das System nicht auf Sonnenlicht oder Scheinwerfer, die vom Personal benutzt werden, reagiert. Die Standardlängen des Lichtwellenleiters mit Sensoren betragen 3,5,15 m. Es sind Schutzversionen mit drei oder vier Sensoren erhältlich.

Auswirkungen von Störlichtbögen in nicht durch Lichtbogenschutz geschützten elektrischen Anlagen

Unfälle der Kategorie "Elektrischer Schlag" resultieren zu 70 % aus Störlichtbögen. Störlichtbögen treten am häufigsten in elektrischen Mittelspannungsanlagen auf, wo dieser Anteil bis zu 90 % beträgt. Der Kurzschlussstrom in Mittelspannungsgeräten reicht von einigen bis zu einigen Dutzend kA. Die häufigste Ursache (60 %) für Störlichtbögen sind neben technischen Gründen (Konstruktions-, Material- und Verarbeitungsfehler) und Umweltgründen (Alterung, Korrosion, Überspannungen, Vibrationen, Nagetiere) menschliche Fehler: falsche Anschlüsse, falsche Arbeitsorganisation. Bei einem lang anhaltenden Lichtbogenkurzschluss erreicht die Temperatur 20.000°C, es entsteht ein gewaltiger Knall und eine starke Druckwelle, die das Gerät zerreißt. Unter solchen Bedingungen ist eine Person dem Verlust des Lebens oder schweren Verletzungen ausgesetzt.

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. Die Einwirkung eines Lichtbogens in einer Zeitspanne von weniger als 100 ms verursacht keine schwerwiegenden 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 einer Betriebsunterbrechung führt. Daher ist die Verkürzung der Dauer eines Kurzschlusses die einzige wirksame Möglichkeit, die nachteiligen Auswirkungen von Störlichtbögen zu reduzieren. Es sei daran erinnert, dass bei herkömmlichen Überstromschutzeinrichtungen, die sequentiell arbeiten, die Einstellzeiten sogar 2,5 Sekunden erreichen können.

In Polen kommt es jedes Jahr zu mehreren hundert Unfällen durch Störlichtbögen, bei denen Menschen verletzt werden. Es gibt keine Daten über die Anzahl von Störlichtbögen im Allgemeinen. Es ist offensichtlich, dass die Informationen über solche Ereignisse nicht verbreitet werden. Es ist davon auszugehen, dass pro Jahr mehrere tausend Kurzschlüsse durch Störlichtbögen verursacht werden. Im Folgenden sind einige Beispiele aufgeführt, die das zerstörerische Potenzial von Störlichtbögen verdeutlichen.

Vorteile, die sich aus der Anwendung des Lichtbogenschutzsystems Typ ZŁ ergeben

Das Lichtbogenschutzsystem Typ ZŁ ist seit 10 Jahren im Einsatz. Mehr als 1000 Systeme sind bereits installiert worden. Wir wissen von vielen Fällen, in denen sie Geräte und das Leben von Personen geschützt haben. Das Lichtbogenschutzsystem erkennt einen Kurzschluss und erzeugt Schaltimpulse zu den Leistungsschaltern in einer Zeit kürzer als 10 ms, was bei modernen Leistungsschaltern die Unterbrechung der Stromzufuhr bei einem Kurzschluss in einer Zeit sogar unter 30 ms ermöglicht. Dadurch werden die Auswirkungen von Störlichtbögen auf ein Minimum reduziert, was die Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit des Anlagenbetriebs deutlich erhöht.

Das Erfordernis des gleichzeitigen Auftretens von zwei Kriterien (Licht und Spannungsabfall) gewährleistet die korrekte Auslösung des Schutzes. Der Algorithmus zur Kurzschlusserkennung ist sehr zuverlässig. Es sind uns keine Fälle bekannt, in denen Schutzvorrichtungen nicht oder falsch funktionieren. Im Folgenden stellen wir ausgewählte Beispiele für positive Auswirkungen von ZŁ-Schutzmaßnahmen vor.