NOJA Power

Тематическая Публикация

Опубликовано 06/2020

А ваш реклоузер обеспечивает защиту персонала от дугового замыкания?

NOJA Power OSM Recloser in the suburbs of Brisbane

Неисправности внутри коммутационного модуля реклоузера вследствие ненормальных режимов работы могут привести к возникновению внутреннего короткого замыкания с образованием дуги.

Последствия дуговых замыканий в электрооборудовании среднего напряжения 6-35 кВ могут быть очень разрушительными. В стволе дуги проходит большой ток и создается высокая температура в несколько тысяч, а иногда и десятков тысяч градусов. Под действием дуги могут образовываться горячие продукты разложения материалов в виде газов, которые будут выбрасываться за пределы оболочки модуля, что представляет собой серьезную опасность для находящихся рядом людей.

Несмотря на то, что при соблюдении правил монтажа и технического обслуживания вероятность возникновения внутреннего замыкания на протяжении 30-ти летнего срока службы реклоузера очень мала, ее все равно нельзя полностью исключать. Реклоузеры постоянно подвергаются воздействию импульсов грозовых разрядов, в том числе прямым ударам молнии в линию. Со временем изоляция стареет, что может привести к аварийной ситуации, особенно в случае несоблюдения требований производителя в части установки ограничителей перенапряжений (ОПН). Если неконтролируемая дуга возникает в реклоузере, не оборудованном системой сброса давления, коммутационный модуль реклоузера фактически становится бомбой, разрывающейся под действием мощной энергии с радиусом поражения в несколько метров. Для предотвращения катастрофических последствий внутреннего дугового разряда требуется спроектировать оборудование в соответствии со стандартами безопасности, что должно быть подтверждено типовыми испытаниями.

Классификация по стойкости к внутренней дуге (IAC)

Классификация IAC (Internal arc classification) обеспечивает наличие подтвержденного испытаниями уровня защиты персонала, находящегося вблизи от распределительного устройства. При классификации по воздействию внутренней дуги учитывается внутреннее избыточное давление на крышки, смотровые отверстия положения главных контактов и другие элементы коммутационного блока. Также учитывается тепловое воздействие дуги на оболочку и тепловое воздействие выбрасываемых горячих газов и раскаленных частиц.

В 2014 году был введен новый стандарт, регламентирующий классификацию по стойкости к внутренней дуге. В соответствии с ГОСТ Р 55190-2012 (МЭК 62271-200:2003) «Устройства комплектные распределительные в металлической оболочке (КРУ) на номинальное напряжение до 35 кВ - Общие технические условия» возможны три типа доступа

  • IAC тип «A» – все типы КРУ с доступом только квалифицированного персонала (кроме монтируемых на опорах)
  • IAC тип «B» - все типы КРУ с доступом неквалифицированного персонала (кроме монтируемых на опорах)
  • IAC тип «C» – КРУ, монтируемые на опорах с доступом неквалифицированного персонала (с ограничением доступа только посредством монтажа вне предела досягаемости).

Вакуумные реклоузеры устанавливаются как на подстанциях с ограниченным доступом только для аттестованного персонала, так и на опорах ВЛ находящихся за пределами зон контролируемого доступа. Внутри подстанции, где большую часть времени рядом с оборудованием нет людей, риски несколько ниже, но при установке реклоузеров на опорах в городах и селах возникает существенный риск для населения. Если оборудование, установленное на опоре, не имеет защиты от дугового разряда, последствия взрыва могут быть очень тяжелыми.

Соответственно, реклоузер должен быть испытан на соответствие рейтингу IAC типа «C» как оборудование, монтируемое на опорах с ограничением доступа неквалифицированного персонала только за счет установки на высоте вне предела досягаемости.

NOJA Power OSM Recloser under Arc Fault Type Testing. With the OSM Recloser the explosion is controlled and directed away from bystanders and operators using the patented Arc Fault Venting system.
Испытания на стойкость к внутренней дуге

Испытания на стойкость к внутренней дуге

Эффективность конструкции для обеспечения установленного уровня защиты людей в случае возникновения внутренней дуги подтверждается посредством проведения испытаний в соответствии с приложением А по ГОСТ Р 55190. Конструкции, успешно прошедшие испытания, классифицируются по IAC.

Для оценки термического воздействия используются так называемые индикаторы – кусочки чёрной хлопчатобумажной ткани. Для испытаний на тип доступа «C» используется черный батист с хлопчатобумажными вставками с низкой поверхностной плотностью ткани около 40 г/м2. Батист малой плотности представляет собой легкое полотно, такая ткань используется для производства летней одежды, нижнего белья и постельных принадлежностей.

По сути, индикатор имитирует легкую одежду человека, находящегося непосредственно под реклоузером во время внутреннего короткого замыкания. Индикаторы размещаются горизонтально на высоте 2 м от пола, занимая все пространство рамки 3х3 м по центру опоры, на которой устанавливается реклоузер. Индикаторы должны быть равномерно расположены в шахматном порядке, занимая от 40% до 50% площади рамки.

Индикаторы из ткани, установленные в шахматном порядке

Коммутационный модуль реклоузера должен быть установлен на минимальной заявленной производителем высоте (3500 мм). Шкаф управления также монтируется на опоре, но так как он не является источником опасности, точка его установки не регламентируется стандартом. Шкаф может быть установлен как ниже, так и выше рамки с индикаторами. Образец для испытаний должен быть заземлен в предусмотренном для этого месте.

Испытательная установка для реклоузера, монтируемого на опоре

Дуга искусственно инициируется путем установки перемычки из металлической проволоки диаметром около 0,5 мм между двумя соседними фазами при токе, составляющем 87% от номинального значения. Точка установки должна находиться в самом дальнем от источника питания доступном месте внутри испытываемого отсека.

Дуга искусственно инициируется путем установки перемычки из металлической проволоки диаметром около 0,5 мм между двумя соседними фазами при токе, составляющем 87% от номинального значения. Точка установки должна находиться в самом дальнем от источника питания доступном месте внутри испытываемого отсека.

Инициирование дуги при помощи медной проволоки соединяющей фазы B и C

Критерии приемки

После подачи тока и напряжения происходит инициация внутреннего короткого замыкания. Для аттестации реклоузера по классу IAC в соответствии с типом доступа используются 5 критериев

  • Критерий 1
    Двери и крышки не открываются. Деформация допустима, при условии, что ни одна из частей ни с одной из сторон не подходит близко к индикаторам
  • Критерий 2
    Отсутствие фрагментации или разрушения оболочки на части. Однако допустим выброс небольших частей массой до 60 г каждая
  • Критерий 3
    Дуга не приводит к прожигу отверстий на доступных сторонах на высоте до 2 м
  • Критерий 4
    Под воздействием горячих газов индикаторы не загораются
  • Критерий 5
    Сохраняется соединение корпуса с точкой заземления.

Для проверки соблюдения критериев в испытательной лаборатории используются средства видеофиксации. Посмотрите короткое видео с записью процесса испытаний по ссылке ниже, видео показывает взрывной характер процесса развития дуги, направленный выброс продуктов горения и состояние индикаторов во время испытаний.

Симуляция работы клапана дуговой защиты при внутреннем коротком замыкании

Устройство защиты от дуги реклоузера OSM NOJA Power

Реклоузер OSM с изоляцией из твердого диэлектрика оснащен системой контроля отвода газов дугового разряда. Коммутационный блок имеет запатентованную конструкцию клапана, которая позволяет контролировать выброс газов в случае внутреннего короткого замыкания. Продукты горения дуги направленно выбрасываются вверх и долетая до земли не представляют опасность для персонала и населения. Эффективность этого элемента безопасности подтверждена в рамках комплексных типовых испытаний, проведенных независимыми лабораториями.

Клапан дуговой защиты

Выбор реклоузера по критерию стойкости к внутренней дуге и работы под напряжением

При выборе реклоузера необходимо предусмотреть требуемый уровень защиты для оперативного персонала и населения. В качестве руководства по выбору реклоузера в отношении к стойкости к внутренней дуге могут быть использованы следующие критерии:

- если риск считается незначительным (например, на подстанции с низкими токами КЗ и доступом только квалифицированного персонала), то в соответствии с рекомендациями ГОСТ Р 55190 нет жесткой необходимости использовать реклоузеры с классификацией IAC. Однако, при равных капитальных затратах на оборудование имеет смысл рассмотреть использование реклоузеров с классификацией IAC с целью дальнейшего уменьшения риска травмирования персонала и подстанционного оборудования, расположенного рядом;

- если риск существенный (например, при установке на опорах в населенных пунктах), то следует использовать реклоузеры только с классификацией IAC. Выбор конкретной модели должен осуществляться с учетом прогнозируемого максимального уровня тока и длительности короткого замыкания.

Сегодня энергокомпании всего мира широко практикуют производство монтажных и ремонтных работ без снятия напряжения. Одна из основных задач ПАО «Россети» в распределительных сетях – это развитие технологии работ под напряжением, что требует от персонала выполнять операции на линии с распределительными устройствами, не выведенными в ремонт, а по прежнему находящимися в работе и под электрическим потенциалом. То есть оперативный персонал будет находиться в непосредственной близости от реклоузеров, в зоне потенциального поражения горячими газами, продуктами горения или фрагментами оборудования.

Поэтому сегодня, как никогда важно использовать распределительные устройства с защитой от дуги, испытанные в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ Р 55190 (МЭК 62271-200).

Работы по установке реклоузера под напряжением

NOJA Power разрабатывает безопасные и надежные реклоузеры для модернизации и улучшения надежности распределительных сетей 6-35 кВ. Чтобы узнать больше о современных технологиях повышения надежности, посетите наш блог на сайте NOJA Power.

Хотите быть в курсе технологий распределения электроэнергии?

Присоединяйтесь к нашему списку для получения бесплатного еженедельного технического бюллетеня, так как мы делимся нашим глобальным опытом в области электротехники прямо на ваш почтовый ящик.

Подписаться

Мы используем файлы cookie, чтобы улучшить ваш опыт. Продолжая посещать этот сайт, вы соглашаетесь на использование нами файлов cookie. Дополнительная информация. Дополнительная информация