Interne Boog testen Laagspanningsystemen. MCC User meeting

Transcriptie

1 This is a photographic template your photograph should fit precisely within this rectangle. Interne Boog testen Laagspanningsystemen MCC User meeting Eric Alferink 2007 Eaton Corporation. All rights reserved Eaton Corporation. All rights reserved.

2 Interne Boog demonstratie 2 2

3 Waarden bij deze Interne Boog demonstratie. Testgenerator instelling: Ongeveer 25 ka Duur 350 milliseconden Energy: Ongeveer 312,500 Kilo Joules Gelijk aan ongeveer 75,000 Kilo Calories 3 3

4 Wat is een Interne Boog? Kortsluitstroom door de lucht in een verdeler : Tussen fasen Tussen fasen en nul Tussen fasen en aarde of een combinatie van dit alles 4 4

5 Hoe ontstaan Interne Bogen? Meest waarschijnlijk Naar aanleiding van het plegen van onderhoud of inspectie. Bediening van schakelapparatuur. Minder waarschijnlijk Binnendringen van ongedierte. ZilverWhisker vorming 5 5

6 Interne Boog oorzaken Achtergelaten gereedschap 6 6

7 Interne Boog oorzaken Vervuiling 7 7

8 Interne Boog oorzaken Whisker vorming op een circuit breaker 8 8

9 Interne Boog oorzaken Zilver Whiskers Zullen ontstaan wanneer aan alle volgende voorwaarden wordt voldaan: Zilver (zilver plated contacten) Vochtigheid (meer dan 50 % relatieve luchtvochtigheid) Zwavel omgeving (SO2 and H2S) Hoge Temperatuur 9 9

10 Interne Boog oorzaken Whisker vorming door aanwezigheid van een HOTSPOT 10 10

11 Wat gebeurt er als een Interne Boog optreedt? Vrijgekomen Energie resulteert in: Interne overdruk Oververhitting veroorzaakt mechanische spanning Materialen vallen uiteen in gassen en dampen 11 11

12 Laagspanningsysteem eigenschappen Arc Proof Design Arc Resistant Switchgear Comply with IEC/TR Criteria 1 up to 7 Arc Free Design 12 12

13 Ontwerp varianten Geïsoleerde bus bars Overdruk afblaaskleppen Boog afleidingsystemen Scheiding van de fasen 13 13

14 IEC Schakel- en verdeelinrichtingen voor laagspanning Deel 1: Algemene regels Deel 2: Vermogensschakel- en verdeelinrichtingen voor geinstrueerde personen. Normatieve standaard met focus op: Elektrische aanraak veiligheid. Mechanische sterkte bij doorgaande kortsluitstromen

15 Risico Management Risico = Kans x Effect Effect: Wat is de impact als het gebeurt? Kans: Hoe waarschijnlijk is het dat het gebeurt? 15 15

16 Risico Management Risico = Kans x Effect Kans: Hoe waarschijnlijk is het dat het gebeurt? Mogelijkheid van over-beveiligen: Vaker systeem uitval door onbedoeld uitschakelen. Resultaat is downtime! 16 16

17 IEC/TR Enclosed low-voltage switchgear and controlgear assemblies Guide for testing under conditions of arcing due to internal fault. Technical Report = NIET een standaard Afspraak tussen Fabrikant en Eind-gebruiker De testen gaan meer over Effect dan over waarschijnlijkheid! 17 17

18 IEC/TR Dekking Welke situaties beoordeel je met deze TR? Wel: In statische situaties: Persoonlijke bescherming Systeem bescherming Niet: Dynamische situaties Toegankelijkheid 18 18

19 IEC/TR Test Assessment Test Assessment Persoonlijke bescherming is bereikt wanneer: 1. Deuren, deksels, etc. gaan niet open. 2. Delen vliegen niet weg. 3. De boog veroorzaakt geen gaten in de externe delen van het paneel. 4. Indicatoren ontbranden niet. 5. Aardcircuit is nog steeds effectief

20 IEC/TR Test Assessment Systeem bescherming is bereikt wanneer: 6. De boog blijft beperkt tot het compartiment waar deze geïnitieerd is. Systeem is geschikt voor beperkt verder gebruik wanneer: 7. Na verwijdering van de foutieve unit uit het betrokken compartiment, nood bedrijf van de rest van het systeem mogelijk is

21 IEC/TR Waar houdt deze TR rekening mee? Wel: Effect van overdruk op deksels en deuren. Thermisch effect op het systeem. Effect van hete gassen en gloeiende delen. Elektrische aanraakveiligheid Niet: Schade aan interne delen. Alle andere effecten die een risico inhouden, zoals giftige gassen en geluid

22 IEC/TR Test condities TR dekt alleen statische situaties af; Het simuleert alleen situaties wanneer deuren en deksels zijn gesloten. Hoe om te gaan met onderhoud, inspectie of bedieningshandelingen? Wat gebeurt er bijvoorbeeld als een operator een ACB inrijdt onder kortsluit condities? 22 22

23 CASE: Interne Boog test Voedingspaneel met Air Circuit Breaker Ontwerp Risico Testen Assessment 23 23

24 CASE: Interne Boog test Ontwerp : Voedingspaneel met ACB (Q) arc free zone BUS Arc free zone (BUS) arc proof zone Kabel aansluitingen gescheiden door barriers (IN) Q Arc proof zone Beveiligd door de ACB Scheiding door barriers IN arc free zone arc proof zone 24 24

25 CASE: Interne Boog test Ontwerp arc free zone BUS Fabrikant specificatie: I p arc = 80 ka 415 V 300 ms I pc arc = 80 ka 415 V (voorwaardelijk) Voldoen aan criteria 1 5 voor persoonlijke beveiliging... criterion 6 voor systeem beveiliging en... criterion 7 voor beperkt continued operation Q IN arc proof zone arc free zone arc proof zone 25 25

26 CASE: Interne Boog test Risico van een uittrekbare ACB Er is veel potentiele energie: Aansluitkabelzijde vertrouwt op voorliggende beveiliging Aan de afgaande zijde is er nog steeds veel doorgelaten energie door de reactie tijd van de ACB Hoogste risico is tijdens de bediening van de installatie: In- en uitrijden van de ACB Uitvoeren van onderhoud 26 26

27 CASE: Interne Boog test Uit te voeren testen: Arc free zones worden erkend en uitgesloten van de testen Geadviseerde locaties voor boog initiatie in de TR: 1) Onbeschermde kabelaansluitingen. 2) Onbeschermde ACB terminals (supply/load) 3) Waarschijnlijke locaties waar de boog zich kan verspreiden Additioneel: Test waarden: 4) de contacten in de ACB cassette I p arc = 80 ka (drie fasen, prospectieve stroom, ingesteld op 300 ms) arc free zone IN (2) Q (4) (1) BUS arc proof zone arc free zone arc proof zone U e = 415 V (+ 5%) = Arc initiatie punt 27 27

28 Test opstelling 28 28

29 Kabelaansluitingen 29 29

30 30 30

31 Contacten in de cassette 31 31

32 Interne Boog test 32 32

33 CASE: Interne Boog test De resultaten van deze serie testen: Onderbreken/uitschakelen door kortsluitbeveiligingsschakelaar Zelfdoven van de boog (aansluitingen en intern ACB) test current test voltage 33 33

34 CASE: Interne Boog test Assessment van de resultaten: Onderbreking door een kortsluitbeveiligingsschakelaar of zelfdoven van de boog zijn positieve resultaten. Als de test eindigt in voortijdig zelfdoven van de boog (in minder dan de helft van de testtijd) dan moet de test worden herhaald. Elke test wordt beoordeeld aan de criteria voor persoonlijke bescherming en systeem bescherming

35 Conclusies De typische ontwerpkenmerken van de schakelverdeelinrichting zijn essentieel voor de uitkomst van de testresultaten om te voldoen aan de eisen van de IEC/TR en zelfs meer dan dat! Zelf-dovende ontwerpkenmerken reduceren het gevaar en schade aan de installatie aanzienlijk zelfs tijdens bediening van de installatie

36 Conclusies Suggesties om de TR te verbeteren: Promoot de TR om een standaard te worden. Verbeter en breid het test programma uit: Toevoeging van regels om objectief de ARC Free zones vast te stellen. Toevoeging van testen met betrekking op gebruikers handelingen

37 Vragen? 37 37