Autori Lutz Graumann, direktor poslovnog razvoja za panel buildere i partnere, Eaton i František Štěpán, direktor marketinga tehničkog odseka za sisteme proizvoda i usluge, Eaton
Primena najbolje prakse na distribuciju energije nije samo pitanje maksimalnog povećanja energetske efikasnosti. Takođe je i glavno bezbednosno pitanje.
Rizik od električnog luka i požara koji mogu da potiču od sklopova niskonaponskih razvodnih postrojenja čini primenu odgovarajuće opreme i procedura osnovnim sredstvom kojim se štite životi radnika, smanjuje rizik od katastrofalnog oštećenja i pomaže u obezbeđivanju kontinuiranog rada.
Projektovanje instalacija mora pažljivo da se razmotri da bi se izbegli kvarovi. Kontakt između metalnih delova pod naponom unutar sklopnog postrojenja predstavlja uzrok pojave struja kratkog spoja, što može dovesti do oštećenja opreme. Međutim, u mnogim slučajevima, takav kontakt dodatno stvara električni luk koji predstavlja ozbiljan rizik po bilo koga ko radi u blizini, kao i po samo razvodno postrojenje i okolnu opremu.
U slučaju električnog luka, veliko nagomilavanje temperature i pritiska unutar razvodnog postrojenja ima eksplozivne posledice i može da lansira u vazduh tečni metal i druge komponente razvoda. Ovo ne samo što ugrožava radnike ili osoblje koje radi na održavanju u blizini sklopnog postrojenja, već najčešće uništava i samo postrojenje i može da izazove dodatnu štetu nad opremom i objektima u blizini. Nije neuobičajeno da vrata i prozori u prostoriji budu uništeni otpuštanjem energije.
Štaviše, naknadni gubitak napajanja i vreme neophodno za zamenu razvodnog postrojenja mogu da dovedu do produženih perioda prekida rada, čiji efekti su naročito teški u komercijalnim zgradama u kojima je napajanje električnom energijom od suštinske važnosti kao što su postrojenja za obradu, industrijski objekti, centri podataka, bolnice i transportna čvorišta.
Drugim rečima, nekoliko sekundi tokom kojih se dešava to intenzivno oslobađanje destruktivne energije može da ima posledice koje će se sanirati nedeljama, pa čak i mesecima.
Da bi se takvi rizici sveli na minimum, mogu da se preduzmu različite mere za zaštitu ljudi, imovine i kontinuiteta rada. Navodimo pet koraka do bezbednosti koje glavni inženjeri, projektanti, konsultanti, tehničari i instalateri treba da razmotre.
Procenite rizike
Potrebno je da se unapred sprovede sveobuhvatno istraživanje bilo kog montiranja ili nadogradnje razvodnog uređaja. Budući da se većina niskonaponskih razvodnih postrojenja proizvodi po porudžbini, ne postoji jedinstvena bezbednosna specifikacija i stoga će mere koje treba preduzeti zavisiti od montaže, lokacije i najverovatnije upotrebe razvodnog postrojenja. Imajući ovo u vidu, takođe je važno da se procena revidira u redovnim intervalima, budući da se propisi, kao i tržišni i zahtevi za klijente menjaju tokom vremena. Često se dešava da proširenja radnog prostora stvore dodatne zahteve koji povećavaju pritisak na snabdevanje energijom i njenu doslednost.
U okviru procene, potrebno je da se razmotri model razvoda, da li je reč o fiksnoj instalaciji ili dizajnu sa priključcima i koliki je nivo unutrašnje separacije. Druga stvar koju treba razmotriti je stepen održavanja koji se zahteva u zavisnosti od starosti razvoda, što može da znači da će inženjer raditi na njemu češće nego što je uobičajeno. Ovo je nešto što treba uračunati kao bitan faktor projektovanja, od samog početka.
Tehnologije brzo napreduje u ovoj oblasti, uz pokretanje inovativnih alatki koje pomažu u proceni rizika koji mogu da postoje kod određenog dizajna i ukazuju na bezbednosne karakteristike neophodne za rešavanje tih rizika. Savetuje se da se potraži savet u vezi sa bezbednošću od uglednog proizvođača u najranijoj fazi procesa projektovanja.
Kod postojećih instalacija, treba razmotriti starost razvoda, kao i njegovo okruženje. Takođe je bitno uzeti u obzir lokaciju na kojoj se postrojenje postavlja; faktori kao što su vlažnost vazduha, prljavština i seizmička aktivnost mogu da utiču na električnu funkcionalnost sklopnog razvoda.
Još jedan deo procene treba da bude pregled načina na koje se pristupa sklopnom postrojenju. Ključno pitanje je da li lica koja nisu stručna ili osoblje podugovarača ima pristup sklopu razvodnog uređaja čime se povećava rizik od električnog luka.
Da bi se pomoglo u obezbeđivanju integriteta sklopnog postrojenja i bezbednosti bilo koga ko radi na instalaciji ili u blizini nje, bezbednosna procena treba da obuhvata procedure održavanja, nadzora i rada, kao i to da li su iste unapred definisane i standardizovane u skladu sa akreditovanim uputstvima. Rutinsko korišćenje lične zaštitne opreme (LZO), uključujući odeću, takođe treba imati u vidu kao važan deo programa najbolje prakse. Osim toga, obuka je od suštinske važnosti, budući da sitne greške kao što je ispuštanje alata, mogu da budu katastrofalne kada se radi neposredno na otvorenim sklopnim postrojenjima.
Da bi se maksimalno smanjio bezbednosni rizik, vredi zapamtiti pet osnovnih pravila koja važe prilikom radova na električnoj opremi. Prvo, isključite opremu iz mrežnog napajanja; drugo, preduzmite mere za sprečavanje ponovnog uključenja; treće, ispitajte da biste se uverili u odsustvo štetnih napona; četvrto, postarajte se da postoji zaštita od zemljospoja i kratkih spojeva; i na kraju, prekrijte ili zatvorite sve delove pod naponom.
Imajte u vidu propise
Osnovni zahtevi za instalaciju utvrđeni su standardom IEC61439 Međunarodne elektrotehničke komisije za sklop razvodnog uređaja. Jedan od zahteva, na primer, tipski sertifikat koji se uobičajeno pribavljaju procesom ispitivanja. Tipski sertifikati treba da obuhvataju glavne oblasti uključujući jačinu materijala, klasu zaštite kućišta, vazdušne zazore, zaštitu od električnog udara i zemljospoja, načine instalacije, unutrašnja kola i veze, svojstva izolacije, otpornost na kratke spojeve i elektromagnetnu kompatibilnost.
Glavne karakteristike koje treba tražiti u bilo kom novom sklopnom postrojenju je unutrašnja separacija razvodnog postrojenja. Generalno, što je bolja unutrašnja separacija to je bolji nivo zaštite od grešaka kao što je električni luk. Ovo je naročito relevantno za periode tokom kojih inženjeri rade na otvorenom sklopnom postrojenju.
Međutim, važno je istaći da, iako je usaglašenost sa IEC 61439 osnovni korak, ona ne mora biti dovoljna da bi se obezbedio najviši mogući nivo zaštite. Novije tehnologije (koje ćemo kasnije detaljnije istražiti) omogućavaju unapređenu zaštitu koja ide korak dalje od onoga što se zahteva standardima i stoga dodatno smanjuju rizik od nastanka štete ili opasnih nesreća. U nekim zemljama, poslodavac mora da sprovede procenu opasnosti od rizika na radnom mestu. Ovo takođe važi za situacije kada inženjeri rade na sklopnom postrojenju ili u njegovoj blizini.
Najnovija kretanja u bezbednosnoj strategiji za električnu opremu su da se proceni rizik od opekotina koje potiču od električnog luka. Obavljanje analize opasnosti od električnog luka već je obavezno u Evropi u skladu sa 3. izdanjem standarda EN 50110-1. Ovo je zasnovano na zahtevima standarda NFPA 70E-2015 koji je već dugo na snazi u SAD. Ovo je jedini propis kojim se uspostavlja metod za izračunavanje energije incidenta. Upoznatost sa ovim standardom predstavlja preduslov za objektivnu procenu rizika od lučne varnice prilikom rada na sabirnici.
Rukujte pažljivo
Jedan od najčešćih uzroka električnog luka je neki vid kontakta sa sklopnim postrojenjem pod naponom, tokom montaže, rada i održavanja.
Veliki uticaj na stepen jednostavnosti servisiranja razvodnog uređaja je način na koji je montiran, da li je reč o fiksnoj instalaciji ili dizajnu sa priključkom. U slučajevima kada postoji potreba za visokom dostupnošću napajanja električnom energijom, preporučuje se dizajn sa priključkom budući da se uređaji mogu menjati dok je razvodni uređaj pod naponom. Naročita prednost je što se drugi uređaji ili funkcionalne jedinice ne prekidaju. MCC priključci organizovani su u odeljke i obuhvataju sve uređaje neophodne za izlaznu operaciju.
Najbezbedniji sistemi sklopnog postrojenja obuhvataju karakteristike kao što su poklopci bezbedni za prste radi sprečavanja direktnog kontakta rukovaoca sa delovima pod naponom kao što je glavna sabirnica. Druga karakteristika koju treba razmotriti je automatski zatvarač koji blokira pristup glavnoj sabirnici ili distributivnoj sabirnici nakon uklanjanja priključne jedinice.
Tehnologija takođe ima sve veću ulogu. Kompanija Eaton je, na primer, pokrenula xSpider sa ArcRISK modulom, jedinstvenu softversku alatku koja može da proceni rizik od izvođenja radova na kablovskim razvodima kompanije Eaton. ArcRISK modul je zasnovan na proračunima struje kratkog spoja čime se pretvara vrednost energije incidenta i kvantifikuje uticaj pojedinačnih zaštitnih mera, što mu omogućava da predloži moguća rešenja.
Nadgledajte performanse
Radna temperatura unutar sklopnog postrojenja pruža ubedljivu indikaciju eventualnih problema koji mogu da nastanu. Starija, preopterećena ili sklopna postrojenja koji nisu dobro održavana, ili sklopna postrojenja koji sadrže slobodne veze mogu da budu podložni nastanku „vrućih tačaka“. One ne samo da povećavaju rizik od nastanka požara, već mogu i da doprinesu uslovima pod kojima nastaje električni luk. Slobodne veze mogu da stvore serijsku lučnu varnicu, što može da dovede do ozbiljnijeg incidenta sa lučnom varnicom.
Termografija je tradicionalni metod otkrivanja varijacija temperature. Međutim, ovaj pristup je ozbiljno ograničen u pogledu efikasnosti i preciznosti budući da vidljivost nekih unutrašnjih područja može da bude skrivena drugim delovima. Osim toga, ovaj metod pokazuje samo na „trenutnu vrednost“ što ograničava njegovu korisnost.
Obavljeno je veliko istraživanje i razvoj radi stvaranja preciznijeg rešenja. DIAGNOSE sistem kompanije Eaton, na primer, nudi kontinuirani nadzor temperature, 24 sata dnevno, sedam dana u nedelji, i koristi radijalnu topologiju.
Radijski senzori temperature, koji se samostalno napajaju i omogućavaju kontakt čak i sa tačkama na sabirnicama unutar razvodnih uređaja koje je najteže dosegnuti, povezani su sa kontrolorom. Sistem poredi trenutna merenja sa uspostavljenim graničnim vrednostima zasnovanim na hiljadama testova i obezbeđuje da se dosegne maksimalni potencijal razvodnog uređaja bez bilo kakvog rizika od preopterećenja. Upozorenja i znaci za uzbunu mogu da se izdaju odmah u slučaju otkrivanja hitnog problema. Međutim, podaci takođe mogu da se analiziraju lokalno ili na daljinu, a sposobnost preuzimanja podataka u standardnim Excel grafičkim formatima važno je za dugoročno arhiviranje i procenu trendova.
Ovakav nadzor omogućava prediktivno održavanje tako da popravke mogu da se sprovode na planirani način uz minimalno prekidanje snabdevanja energijom.
Reagujte brzo
Osim smanjivanja verovatnoće potencijalno štetnih grešaka putem stalnog nadzora temperature, takođe je od suštinske važnosti primeniti uređaje koji ograničavaju stepen oštećenja koje nastaje kada dođe do velikog kvara. Ovo je naročito važno za primene kod kojih je pouzdano napajanje energijom od izuzetne važnosti i kod velikih nivoa kratkih spojeva.
Patentirano ARMS™ (Arc Reduction Maintenance System (Sistem za održavanje smanjenja električnog luka)) rešenje kompanije Eaton smanjuje vremena aktiviranja prekidača nakon kratkog spoja. Koristi se kod vazdušnih prekidača IZM i IZMX serije do 6300A. ARMS funkcija se aktivira ručno od strane rukovaoca ili automatski pomoću graničnog prekidača prilikom otvaranja vrata sabirnice. Značajno smanjena vrednost energije incidenta maksimalno smanjuje rizik rukovaoca od električnog luka.
Aktivni sistem za zaštitu od kvara izazvanog električnim lukom, kao što je Arcon sistem kompanije Eaton, drastično smanjuje energiju koju generiše varnica električnog luka ograničavanjem njenog vremena gorenja na apsolutno minimalni broj milisekundi. Treba napomenuti da, iako mnogi komercijalno dostupni sistemi reaguju u vremenskom rasponu od 20 do 50 milisekundi, Arcon sistem kompanije Eaton je jedinstven budući da je njegovo vreme reagovanja samo dve milisekunde.
Postoji izreka da je svaka sekunda važna. U slučaju varnice električnog luka, svaka milisekunda je važna. Prepoznavanjem varnice električnog luka i pokretanjem gašenja u tako kratkom vremenskom roku, oštećenje sklopnog postrojenja i okolne opreme i imovine može u ogromnoj meri da se smanji.
Sa pozadinom u električnom inženjeringu i dugom istorijom rada u stručnim časopisima, on se fokusira na ključnom sadržaju magazina Mehatronika i stoji iza brojnih inicijativa.