Дугова вспішка є одним з найбільш руйнівних промислових інцидентів, які ви можете стикнутися. В один момент ваше комутаційне обладнання може бути знищено, підпорядковане обладнання сильно пошкоджено, операції призупинені на дні або тижні, а персонал серйозно поранений або загинув.
У деяких закладах або застосуваннях потенційний ризик дугової вспішки дуже низький; можна використовувати звичайне (без захисту від дугової вспішки) комутаційне обладнання з мінімальним ризиком. Однак у більшості застосувань набагато розумніше спиратися на обладнання, яке має функції, призначені для зменшення ризиків дугової вспішки — надаючи обґрунтований "страховий поліс" проти катастрофічних наслідків дугового інциденту.
Руйнівний потенціал величезний. Енергія, виділена під час дугової вспішки в комутаційному обладнанні напругою 11 кВ, еквівалентна енергії, необхідній для запуску шести космічних шаттлів. Температура може досягати 20 000°С — у п'ять разів гарячіше, ніж поверхня Сонця — здатна парувати метал.
Дугові вади можуть бути рідкісними, але вони представляють найбільш серйозний тип вад, який може відбутися в системі комутаційного обладнання. Потенційні причини різні, включаючи людську помилку (найпоширеніша), технічну/технічну аварію обладнання та екологічні фактори.
Ви можете обрати кілька методів для зменшення ризику пошкодження та травмування від дугової вспішки. Три найпоширеніших описані нижче.
Пасивна внутрішня захиста від дугової вспішки
З пасивним внутрішнім захистом від дугової вспішки, дугова вада переривається після її виникнення звичайними захисними реле. Середній час між початком дуги та спрацюванням реле становить від 100 до 1 000 мілісекунд (мс) — буквально за миг, який зазвичай вимірюється від 100 до 400 мс.
Хоча цей час дуже короткий, дуговий інцидент майже завжди завдасть достатнього пошкодження, щоб вимагати ремонту або заміни частин комутаційного обладнання. Виробничі процеси, що залежать від комутаційного обладнання, також можуть постраждати від серйозних перебоїв.
Комутаційне обладнання з пасивним внутрішнім захистом від дугової вспішки включає систему каналізації, яка забезпечує "маршрут втечі" для високотискових, високотемпературних та потенційно токсичних газів. Деяке комутаційне обладнання включає канал, що веде до зовнішньої ділянки. Це рішення зазвичай використовується в менших комутаційних кімнатах. Якщо комутаційне обладнання розташовано в більшій кімнаті або далеко від зовнішніх стін, каналізація може випускати гази в кімнату, де встановлено комутаційне обладнання.
Обидва способи вентиляції зменшують або повністю усувають викид дугових газів з передньої сторони комутаційного обладнання, допомагаючи мінімізувати потенційні травми. Вони також допомагають розсіяти вибуховий тиск, зменшуючи внутрішні пошкодження комутаційного обладнання.
Активне внутрішнє переривання дуги
У комутаційному обладнанні, оснащеному активним внутрішнім перериванням дуги, захисний контур працює незалежно від захисного реле. Типовий час переривання дуги становить приблизно 60–80 мс, що є сумою часу, необхідного для виявлення дуги, запуску автоматичного вимикача та завершення його роботи.
Сенсорна технологія відправляє сигнал до вищестоячого автоматичного вимикача для переривання контуру, дуже швидко виявляючи дугу. Дві поширені методики виявлення дуги — це пристрої для виявлення струму та/або оптичні світлові сенсори, які "бачать" вспішку. Час реакції швидший, ніж у пасивного внутрішнього захисту від дугової вспішки, але все ж недостатній, щоб уникнути потенційно значного пошкодження та травмування.
Відомо, що пружинні автоматичні вимикачі можуть збільшувати час відмови зі старінням, що призводить до довшого часу гасіння дуги. Довші часи відмови прямо пов'язані зі збільшенням пошкоджень від дугової вспішки. Це не є проблемою для магнітних автоматичних вимикачів, які не повільнюють з часом.
Активне усунення дуги
Два методи, описані вище, допомагають зменшити потенційне пошкодження та травмування, завдані дугами, але важливо зазначити, що обидва є реактивними — вони реагують лише після виникнення дуги. Третій метод, активне усунення дуги, розроблений так, що він відповідає настільки швидко, що може практично повністю усунути дугу.
Технічно, як і попередні методи, він також реагує на дугу після її виникнення, але його реакція настільки швидка, що пошкодження комутаційного обладнання зазвичай мінімальне, а ризик травмування персоналу незначний або відсутній. Він досягає значно швидшої реакції — зазвичай менше 1,5 мс і не перевищує 4 мс. Замість відмови вищестоячого автоматичного вимикача, він використовує Ультрависокоскоростний Заземлювач (UFES) для ініціювання трифазного заземленого короткого замикання при виникненні дугової вади.
UFES, поєднаний з швидким та надійним виявленням вад за допомогою різних сенсорних методів, допомагає забезпечити, що дугова вада буде погашена майже одразу після її виникнення. Це призводить до драматичного зменшення тепла та тиску. Перезавантаження комутаційного обладнання зазвичай вимагає лише протирання внутрішньої частини та заміни основних комутаційних елементів — всі ці операції можна завершити за кілька годин.
Висновок
Якщо у вас вдома виникне пожежа, мати систему виявлення та сигналізації, яка одразу ж повідомить пожежну службу, принесучи їх через декілька хвилин, спокійніше. Але ще спокійніше було б мати систему, яка запобігала б виникненню пожежі взагалі. Це аналогічно тому, як активне усунення дуги відрізняється від інших методів управління дуговими вадами.
Активне усунення дуги, можливо, є найефективнішим методом для зменшення ризиків дугової вспішки, хоча воно коштує трохи більше, ніж інші методи захисту. Для комутаційного обладнання, яке не має жодного проекту захисту від дугової вспішки, активне усунення дуги представляє собою відносно невелику інвестицію відносно вартості захищеного комутаційного обладнання. При оцінці вартості-пользи також важливо враховувати додаткові витрати, пов'язані з перериванням виробництва або процесів після дугового інциденту.
Щоб допомогти забезпечити найвищий рівень захисту для вашого персоналу та комутаційного обладнання, а також мінімізувати ризик переривання операцій, активне усунення дуги за допомогою ультрависокоскоростного заземлювача є правильним вибором для вашого комутаційного обладнання.
