Защита от дуговых вспышек | -Активная технология устранения дуг

Электрическая дуга является одним из самых разрушительных промышленных инцидентов, с которыми вы можете столкнуться. В одно мгновение ваше распределительное устройство может быть уничтожено, оборудование вниз по цепи серьезно повреждено, операции остановлены на несколько дней или недель, а персонал серьезно травмирован или погиб.

В некоторых объектах или применениях потенциальный риск возникновения электрической дуги очень низкий; можно использовать традиционное (незащищенное от дуг) распределительное устройство с минимальным риском. Однако в большинстве применений гораздо более разумно полагаться на оборудование, оснащенное функциями, предназначенными для снижения опасностей, связанных с дуговыми вспышками, — предоставляя разумную "страховку" против катастрофических последствий дугового инцидента.

Разрушительный потенциал огромен. Энергия, высвобождающаяся при дуговой вспышке в распределительном устройстве на 11 кВ, эквивалентна энергии, необходимой для запуска шести космических шаттлов. Температура может достигать до 20 000°C — в пять раз горячее, чем поверхность Солнца — способная испарять металл.

Дуговые отказы могут быть редкими, но они представляют собой самый серьезный тип отказа, который может произойти в системе распределительного устройства. Потенциальные причины различны, включая человеческую ошибку (самая распространенная), технические/оборудовательные неисправности и факторы окружающей среды.

Вы можете выбрать из нескольких методов, чтобы снизить риск повреждений и травм, вызванных дуговыми вспышками. Три из наиболее распространенных описаны ниже.

Пассивная внутренняя защита от дуг

При пассивной внутренней защите от дуг дуговой отказ прерывается после его возникновения с помощью традиционных защитных реле. Среднее время между началом дуги и срабатыванием реле составляет от 100 до 1000 миллисекунд (мс) — буквально в мгновение ока, которое обычно измеряется от 100 до 400 мс.

Хотя это время крайне короткое, дуговое событие почти наверняка вызовет достаточные повреждения, требующие ремонта или замены частей распределительного устройства. Производственные процессы, зависящие от распределительного устройства, также могут сильно пострадать.

Распределительное устройство с пассивной внутренней защитой от дуг включает систему каналов, которая предоставляет "путь выхода" для газов под высоким давлением, высокой температуры и потенциально токсичных. Некоторые распределительные устройства включают канал, ведущий к внешней области. Это решение обычно используется в небольших помещениях для распределительного оборудования. Если распределительное устройство расположено в большом помещении или далеко от внешних стен, каналы могут вентилировать в помещение, где установлено распределительное устройство.

Обе стратегии вентиляции уменьшают или исключают выброс дуговых газов спереди распределительного устройства, помогая минимизировать возможные травмы. Они также помогают рассеивать взрывное давление, уменьшая внутренние повреждения распределительного устройства.

Активное внутреннее прерывание дуги

В распределительных устройствах, оборудованных активным внутренним прерыванием дуги, защитная цепь работает независимо от защитного реле. Типичное время прерывания дуги составляет примерно 60-80 мс, что является суммой времени, необходимого для обнаружения дуги, инициирования автоматического выключателя и завершения его работы.

Сенсорная технология отправляет сигнал вышестоящему автоматическому выключателю, чтобы прервать цепь, быстро обнаруживая дугу. Два распространенных метода обнаружения дуги — это устройства, реагирующие на изменение тока, и/или оптические световые датчики, которые "видят" вспышку. Время реакции быстрее, чем при пассивной внутренней защите от дуг, но все еще недостаточно, чтобы предотвратить потенциально значительные повреждения и травмы.

Известно, что пружинные автоматические выключатели со временем могут увеличивать время срабатывания, что приводит к более длительному времени погашения дуги. Более длительное время срабатывания напрямую связано с увеличением повреждений от дуговых вспышек. Этот вопрос не актуален для магнитных автоматических выключателей, которые не замедляются со временем.

Активное устранение дуги

Два вышеупомянутых метода помогают снизить потенциальные повреждения и травмы, вызванные дугами, но важно отметить, что оба они реактивны — они реагируют только после того, как дуга уже возникла. Третий метод, активное устранение дуги, разработан так, чтобы реагировать настолько быстро, что он может практически полностью устранить дугу.

Технически, как и предыдущие методы, он также реагирует на дугу после ее возникновения, но его реакция настолько быстрая, что повреждения распределительного устройства обычно минимальны, а риск травмирования персонала незначителен или отсутствует. Он обеспечивает значительно более быстрый ответ — обычно менее 1,5 мс и никогда не превышающий 4 мс. Вместо срабатывания вышестоящего автоматического выключателя, он использует сверхбыстрый заземляющий выключатель (UFES) для инициирования трехфазного заземленного короткого замыкания при возникновении дугового отказа.

UFES, в сочетании с быстрым и надежным обнаружением отказов с помощью различных методов сенсорики, помогает обеспечить, что дуговой отказ будет погашен практически сразу после его возникновения. Это приводит к значительному уменьшению тепла и давления. Обычно для восстановления распределительного устройства требуется только протирка внутренних поверхностей и замена основных коммутационных элементов — все это обычно можно выполнить в течение нескольких часов.

Заключение

Если в вашем доме возникает пожар, наличие системы обнаружения и сигнализации, немедленно оповещающей пожарную службу, которая прибывает в течение нескольких минут, успокаивает. Но еще более успокаивающим было бы наличие системы, предотвращающей возгорание в принципе. Это аналогично тому, как активное устранение дуги отличается от других методов управления дуговыми отказами.

Активное устранение дуги, возможно, является наиболее эффективным методом для снижения опасностей, связанных с дуговыми вспышками, хотя оно и стоит немного дороже, чем другие методы защиты. Для распределительных устройств, не имеющих никаких конструктивных решений для защиты от дуг, активное устранение дуги представляет собой относительно небольшие инвестиции по сравнению со стоимостью защищаемого распределительного устройства. При оценке соотношения затрат и выгоды также важно учитывать дополнительные расходы, связанные с прерыванием производства или процессов после дугового события.

Чтобы обеспечить максимальную защиту вашего персонала и распределительного устройства, а также минимизировать риск операционных сбоев, активное устранение дуги с помощью сверхбыстрого заземляющего выключателя является правильным выбором для вашего распределительного устройства.