Система TriLine представлена на рынке с 2003 года и успешно реализуется по всему миру. Конструктив данной серии отличаются высоким качеством, обеспечивают безопасность персонала и оборудования низковольтных распределительных устройств, они экономичны и функциональны.
Сегодня система TriLine Power Module доступна на номинальные токи от 1000 А до 3200 А.
Высокая надежность системы TriLine Power Module подтверждена проведением типовых испытаний согласно ГОСТ Р 51321.1-2007 (МЭК 60439.1), а также проведением испытаний на стойкость к электрической дуге согласно VDE 0660-500.
Обязательные критерии оценки уровня безопасности НКУ прошедшего испытания на стойкость к электрической дуге:
- не должны открываться двери и стенки НКУ;
- не должны отлетать части оболочки НКУ, (например крышки, дверцы, ручки, фланцы и т.п.), представляющие потенциальную угрозу обслуживающему персоналу;
- не должны возникать отверстия на элементах оболочки НКУ в результате воздействия электрической дуги;
- не должны загораться вертикально расположенные индикаторы (куски хлопчато-бумажной материи, которые устанавливаются вокруг НКУ для имитации одежды обслуживающего персонала);
- цепь защитного заземления РЕ должа остаться в работоспособном состоянии.
Безопасным может считаться только НКУ, которое полностью удовлетворяет всем вышеописанным критериям.
Что представляет собой электрическая дуга?
Электрическая дуга — это одна из форм электрического разряда в газе. Факторы, влияющие на появление электрической дуги: давление, химический состав газа, напряжение, плотность силовых линий электрического поля.
При появлении дугового КЗ под воздействием энергии, накопленной в электромагнитном поле, возникает повышенное напряжение и в результате этого высвобождаются электроны и появляются ионы.
Электрическое поле ускоряет движение заряженных частиц, в результате чего из соседних атомов и молекул выбиваются дополнительные электроны и как следствие начинается рекомбинация электронов и ионов. Этот процесс прекращается только тогда, когда энергии будет не достаточно для высвобождения новых электронов.
Причины возникновения дугового короткого замыкания могут быть различными: человеческие ошибки при настройке и вводе в эксплуатацию оборудования, некачественное соединение кабелей и шин, загрязнение, попадание животных и птиц и т.д.
Последствия дугового короткого замыкания
Электрическая дуга создает повышенное давление (до 225 кг/см2) и оказывает сильное термическое воздействие (7000–8000°C), как на отдельные части, так и в целом на электроустановку. В результате дуга не только приводит к выходу из строя установки, но и к внеплановым простоям технологического оборудования и, как следствие, к потерям времени и снижению прибыли предприятия. Ремонт и устранение неисправностей также требует немалых временных и материальных затрат. Однако все перечисленные сложности не идут ни в какое сравнение с человеческими потерями, которые также, к сожалению, возможны при попадании обслуживающего персонала в опасную зону в момент возникнования дугового короткого замыкания.
Хотя возникновение дугового короткого замыкание внутри НКУ в сравнении с другими событиями встречается не так часто, ему должно уделяться повышенное внимание из-за высокой потенциальной опасности для персонала, а также из-за чрезвычайно большого (по сравнению с другими аварийными ситуациями) экономического ущерба от простоя технологического оборудования и затрат на установку нового НКУ.
Необходимо стремиться к тому, чтобы при проектировании и изготовлении шкафов НКУ принимались соответствующие меры, направленные на предотвращение возникновения повреждающей электрической дуги, ограничение ее продолжительности и последствий до безопасного уровня.
Цитата из п.7.5.1 ГОСТ Р 51321.1-2007: «Примечание 3 — Желательно, чтобы в случае повреждения, приводящего к образованию дуги внутри НКУ, обеспечивалась максимально высокая степень защиты персонала, хотя главной задачей должно быть исключение образования дуги с помощью соответствующих мер защиты при проектировании или ограничение длительности горения дуги».
Для удовлетворения требований данного стандарта система шкафов TriLine PowerModule может быть оснащена элементами пассивной и активной защиты от повреждающей электрической дуги.
Пассивная защита
Роль пассивной защиты от дуги обеспечивает форма секционирования системы 4б (по ГОСТ Р 51321.1-2007) с дополнительно установленными дугостойкими перегородками на пути перехода системы главных сборных ших из шкафа в шкаф, а также торцевыми заградителями. Таким образом при возникновении дуги внутри одного шкафа или одной секции она будет локализована в нем механическими элементами. Гашение дуги в данном варианте возможно при самостоятельной деионизации дуги или отключением вводного защитного аппарата с установленной выдержкой времени уставки (обычно до 0,7 секунд). Применение данной меры защиты позволяет значительно снизить риск повреждения целого НКУ и сохранить электроснабжение потребителей, питаемых с других секций НКУ.
Активная защита
Роль активной защиты от дуги выполняет специальное электронное устройство — TVOC-2. Во избежание повреждения оборудования и предотвращения получения серьезных травм персоналом во время возникновения аварийных ситуаций, дуговое короткое замыкание должно быть устранено не более, чем за 50 мс после возникновения. Большее время присутствия дуги в электроустановке неминуемо приведет к выгоранию кабелей, шин, а также разрушению стальных конструкций.
TVOC-2 — эта система защиты от дуги, позволяющая обеспечить надежную и безотказную защиту любой электроустановки.
Системе защиты от дуги TVOC-2 требуется менее 1мс для обнаружения дуги и еще 25–30 мс для отключения вводного автоматического выключателя. Таким образом электроустановка полностью отключается от питания за время менее 35 мс после возникновения дуги.
Принцип действия системы контроля дуги основан на обнаружении световой вспышки в момент возникновения электрической дуги. Волоконно-оптические датчики, которыми оборудовано устройство контроля, позволяют практически мгновенно фиксировать световое излучение и передавать информацию в модуль контроля. Откалибро-ванные на заводе датчики не требуют настройки при вводе в эксплуатацию.
Установка датчиков внутри электроустановки допускается в любом месте, где возможно возникновения дуги: в шинном, кабельном или аппаратном отсеках, на отходящих линиях и т.д. Широкий угол охвата позволяет одному датчику контролировать пространство и фиксировать появление дуги в радиусе до 3 метров.
Волоконно-оптические датчики не чувствительны к электромагнитным помехам, которые могут индуцироваться в кабелях и проводах. Это позволяет использовать шкафы распределения и управления в различных условиях с точки зрения электромагнитной совместимости.
Благодаря использованию до 30 оптических датчиков, а также разноименной работе выходов модуля контроля, система может быть настроена таким образом, что она будет подавать сигналы на отключение разным автоматическим выключателям в зависимости от того, какой датчик определил появление светового излучения, т.е. в зависимости от места появления дуги. Ведение журналов регистрации аварийных отключений, управление работой системы и интерфейсом пользователя осуществляются с помощью микропроцессорной техники.
Для расширения возможностей системы контроля дуги возможно применение дополнительного модуля контроля тока. Этот модуль позволяет системе не только обнаруживать появление светового излучения, но и определять силу тока в момент возникновения дугового короткого замыкания. С применением модуля контроля тока, возможно, задавать более гибкий алгоритм отключения электроустановки в зависимости не только от светового излучения, но и также от протекающего тока.
Если происходит резкое прекращение подачи питающего напряжения, в устройстве TVOC-2 сохраняется энергия, достаточная для его работы на протяжении 0,2 с. Этого достаточно для приведения в действие цепей отключения, даже если питающее напряжение пропало в результате короткого замыкания.
Система контроля дуги сконструирована с учетом требований функциональной безопасности и сертифицирована согласно стандартам МЭК 61508 и МЭК 62061 и стандарту безопасности (SIL-2). Модуль контроля дуги отвечает требованиям класса d стандарта EN ISO 13849-1.
Применение активной защиты позволяет свести риски повреждения персонала и выхода из строя НКУ к нулю при возникновении дугового КЗ. Зачастую после срабатывания данной системы достаточно устранить причину возникновения дугового КЗ и НКУ готово к дальнейшей работе.
Более подробную информацию Вы с можете получить в офисах компании АББ. По вопросам заказа оборудования обращайтесь к нашим официальным дистрибьюторам и бизнес-партнерам: www.abb.ru/lowvoltage.
ООО «АББ», подразделение «Низковольтное оборудование»
Статья опубликована в журнале «Электротехнический рынок», № 5-6 (47-48)
