Proteksyon sa Arc Flash | -Aktibong Teknolohiya ng Pag-eliminate ng Arc

Ang isang arc flash ay isa sa mga pinakamapagsasalanta na industriyal na insidente na maaaring makaranasan. Sa sandaling iyon, ang iyong switchgear ay maaaring masira, ang downstream na kagamitan ay malubhang nasusugatan, ang operasyon ay maaaring matigil ng ilang araw o linggo, at ang mga tao ay maaaring malubhang nasugatan o namatay.

Sa ilang pasilidad o aplikasyon, ang potensyal na panganib ng arc flash ay napakababa; ang konbensyonal (walang proteksyon laban sa arc-flash) na switchgear ay maaaring gamitin nang may minimal na panganib. Gayunpaman, sa karamihan ng aplikasyon, mas masusing magtiwala sa kagamitan na may mga tampok na disenyo upang mapabuti ang mga panganib ng arc flash—na nagbibigay ng prudenteng "seguro" laban sa katastropikal na resulta ng isang insidente ng arc.

Ang potensyal na pagkasira ay napakalaki. Ang enerhiyang inilabas sa panahon ng isang arc flash sa 11kV switchgear ay katumbas ng enerhiya na kinakailangan para ilunsad ang anim na space shuttle. Ang temperatura ay maaaring umabot hanggang 20,000°C—limang beses mas mainit kaysa sa ibabaw ng araw—na may kakayahang vaporize ang metal.

Maaaring mahirap ang mga arc fault, ngunit ito ang pinakamalubhang uri ng fault na maaaring mangyari sa isang switchgear system. Ang mga potensyal na sanhi ay iba-iba, kasama ang pagkakamali ng tao (ang pinakakaraniwan), teknikal/pagkasira ng kagamitan, at mga pangkapaligiran na factor.

Maaari kang pumili mula sa ilang pamamaraan upang bawasan ang panganib ng pinsala at pagkasugat dahil sa arc flash. Tatlo sa mga pinakakaraniwan ay ipinapaliwanag sa ibaba.

Pasibong Panloob na Proteksyon Laban sa Arc

Sa pasibong panloob na proteksyon laban sa arc, ang isang arc fault ay natutugunan pagkatapos nito nangyari sa pamamagitan ng mga konbensyonal na relay ng proteksyon. Ang average na oras sa pagitan ng pag-init ng arc at tripping ng relay ay nasa 100 hanggang 1,000 milisegundo (ms)—literal na sa loob ng blink ng mata, na karaniwang inilaan sa 100 hanggang 400 ms.

Bagama't napakabreve ng tagal na ito, ang insidente ng arc ay halos sigurado na magsisimulang sapat na pinsala upang magkaroon ng repair o palitan ang bahagi ng switchgear. Ang mga proseso ng produksyon na depende sa switchgear ay maaari ring magkaroon ng malubhang pagka-disrupt.

Ang switchgear na may pasibong panloob na proteksyon laban sa arc ay may isang uri ng ducting system na nagbibigay ng "lakbay-palayo" para sa high-pressure, high-temperature, at potensyal na nakakalason na gas. Ang ilang switchgear ay may duct na naghahantong sa isang panlabas na lugar. Ang solusyong ito ay karaniwang ginagamit sa mas maliit na silid ng switchgear. Kung ang switchgear ay nasa mas malaking silid o malayo sa exterior walls, ang ducting ay maaaring vent sa silid kung saan naka-install ang switchgear.

Ang parehong ventilation strategies ay binabawasan o tinatanggal ang ejection ng arc gases mula sa harapan ng switchgear, na tumutulong na minimisin ang potensyal na pagkasugat. Ito rin ay tumutulong na dissipa ang explosive pressure, na binabawasan ang panloob na pinsala sa switchgear.

Aktibong Panloob na Pagtugon sa Arc

Sa switchgear na may aktibong panloob na pagtugon sa arc, ang circuit ng proteksyon ay gumagana nang independiyente sa relay ng proteksyon. Ang typical na oras ng pagtugon ng arc ay humigit-kumulang 60–80 ms, na ang kabuuang oras na kinakailangan upang detekta ang arc, simulan ang circuit breaker, at kumpletuhin ang operasyon ng breaker.

Ang teknolohiya ng sensing ay nagpapadala ng signal sa upstream na circuit breaker upang tugunan ang circuit, na nagdedetekta ng arc nang napakabilis. Ang dalawang karaniwang paraan ng deteksiyon ng arc ay ang current-sensing devices at/o optical light sensors na "nakikita" ang flash. Ang response time ay mas mabilis kaysa sa pasibong panloob na proteksyon laban sa arc, ngunit hindi pa sapat upang maiwasan ang potensyal na malaking pinsala at pagkasugat.

Narito na kilala na ang spring-operated circuit breakers ay maaaring taas ang kanilang tripping time habang sila'y lumalangoy, na nagresulta sa mas mahabang oras ng pagtugon ng arc. Ang mas mahabang oras ng tripping ay direktang naka-link sa mas mataas na pinsala ng arc flash. Hindi ito isyu sa magnetic circuit breakers, na hindi nababagal sa paglipas ng panahon.

Aktibong Pag-alis ng Arc

Ang dalawang paraan sa itaas ay tumutulong na bawasan ang potensyal na pinsala at pagkasugat na dulot ng arc, ngunit mahalagang tandaan na parehong ito ay reactive—nagrerespond lamang pagkatapos ng arc. Ang ikatlong paraan, ang aktibong pag-alis ng arc, ay disenyo upang magresponde nang napakabilis na halos mawala ang arc.

Teknikal, tulad ng mga naunang paraan, ito rin ay sumasagot sa isang arc pagkatapos nito, ngunit ang kanyang response ay napakabilis na ang pinsala sa switchgear ay karaniwang minimal, at ang panganib ng pagkasugat sa tao ay negligible o wala. Ito ay nag-aabot ng mas mabilis na response—karaniwang hindi bababa sa 1.5 ms at hindi lilitaw ng 4 ms. Sa halip na tugunan ang upstream na circuit breaker, ito ay gumagamit ng Ultra-Fast Earthing Switch (UFES) upang simulan ang three-phase grounded short-circuit kapag may arc fault.

Ang UFES, kasama ang mabilis at maasintas na deteksiyon ng fault sa pamamagitan ng iba't ibang paraan ng sensing, tumutulong na siguraduhin na ang arc fault ay natutugunan halos agad pagkatapos nito. Ito ay nagresulta sa dramatic na pagbawas ng init at presyon. Ang reset ng switchgear ay karaniwang nangangailangan lamang ng pag-wipe ng interior at pagpalit ng primary switching elements—lahat ng ito ay maaaring matapos sa loob ng ilang oras.

Buod

Kung may sunog ang naganap sa iyong bahay, ang mayroong detection at alarm system na agad na nag-uulat sa fire department, dala sila sa loob ng minuto, ay nakakapawi ng pag-aalala. Ngunit mas nakakapawi pa ng pag-aalala ang isang sistema na nagpipigil ng sunog mula sa unang-una. Ito ang paralelo ng kung paano ang aktibong pag-alis ng arc ay nagbibigay-diin mula sa iba pang paraan ng pag-manage ng arc fault.

Ang aktibong pag-alis ng arc ay maaaring ang pinakaepektibong paraan upang bawasan ang panganib ng arc flash, bagama't ito ay may kaunting mataas na gastos kumpara sa iba pang paraan ng proteksyon. Para sa switchgear na walang anumang disenyo ng proteksyon laban sa arc, ang aktibong pag-alis ng arc ay nangangahulugan ng relatibong maliit na investment kumpara sa halaga ng switchgear na ito protektahan. Kapag ini-evaluate ang cost-benefit, mahalaga ring isaalang-alang ang karagdagang gastos mula sa production o process interruptions pagkatapos ng isang arc event.

Upang matulungan ang iyong personnel at switchgear na magkaroon ng pinakamataas na antas ng proteksyon, at upang minimisin ang panganib ng operational disruption, ang aktibong pag-alis ng arc sa pamamagitan ng ultra-fast earthing switch ang tamang pagpipilian para sa iyong switchgear.