Aspekty bezpieczeństwa

MNS i MNS iS Rozdzielnica niskiego napięciaAspekty bezpieczeństwa

MNS jest zastrzeżonym znakiem towarowym firmy ABB Schaltanlagentechnik GmbH.

ABB nie ponosi żadnej odpowiedzialności za jakiekolwiek błędy, które mogą wystąpić w niniejszym dokumencie. W żadnym przypadku ABB nie ponosi odpowiedzialności za szkody bezpośrednie, pośrednie, szczególne, przypadkowe lub wtórne jakiegokolwiek rodzaju, wynikające ze stosowania niniejszego dokumentu, jak również za szkody przypadkowe lub wtórne wynikające ze stosowania oprogramowania lub sprzętu opisanego w niniejszym dokumencie.

Niniejszego dokumentu ani żadnej z jego części nie wolno reprodukować ani kopiować bez pisemnego zezwolenia ABB, a jego treść nie może być udostępniana stronie trzeciej ani wykorzystywana w nieautoryzowany sposób. Oprogramowanie opisane w niniejszym dokumencie jest dostarczane wraz z licencją i może być użytkowane, kopiowane lub ujawniane tylko zgodnie z warunkami takiej licencji.

Wszystkie prawa zastrzeżone.

Copyright 2015 © ABB Automation Products GmbH Ladenburg, Niemcy

2 Aspekty bezpieczeństwa | MNS i MNS iS Rozdzielnica niskiego napięcia

Niniejsze opracowanie opisujące kwestie bezpieczeństwa ma zastosowanie do całej serii rozdzielnic MNS, poczynając od konwencjonalnych rozdzielnic MNS do najnowszych innowacyjnych konstrukcji typu MNS iS.

Objaśnienie aspektów technicznych oraz wykazy danych technicznych dotyczących wymienionych powyżej produktów można znaleźć w następujących dokumentach:

MNS Rozdzielnica niskiego napięcia – Przewodnik po systemiepublikacja nr 3101PL123-W4-pl

MNS iS – Centrum Sterowania Silnikami – Przewodnik po systemiepublikacja nr 3101PL315-W1-pl

Spis treści

Zapewnienie bezpieczeństwa personelu i instalacji – filozofia „Safety Plus” .....................................................................4

Rozdzielnice poddane badaniom – korzyści dla personelu ...............6

Ochrona przed skutkami wyładowania łukowego ..............................8

Stopnie ochrony zapewniane przez obudowy (kod IP) ....................14

Podział wewnętrzny .........................................................................16

Trzęsienia ziemi, drgania i wstrząsy ................................................18

Wymiarowanie przewodu neutralnego .............................................19

MNS® Rozdzielnica niskiego napięciaPrzewodnik po systemie

MNS przewodnik po systemie PL.indd 1 25-10-11 12:51:23

MNS iS Centrum Sterowania SilnikamiPrzewodnik po systemie

MNS iS System Guide PL.indd 1 6/10/10 12:22:33 PM

MNS i MNS iS Rozdzielnica niskiego napięcia | Aspekty bezpieczeństwa 3


Zapewnienie bezpieczeństwa personelu i instalacji – filozofia „Safety Plus”

Uniwersalna zasada umożliwiająca osiągnięcie wysokiego poziomu bezpieczeństwa osób i systemu, uwzględniająca istnienie dwóch priorytetów:

Priorytet 1:Zapewnienie ochrony aktywnej. Zapobieganie pojawieniu się awarii.

Priorytet 2:Zapewnienie ochrony pasywnej.

Jeśli awaria nastąpi, jej skutki są ograniczane do miejsca jej wystąpienia, minimalizuje się uszkodzenia spowodowane wyładowaniem łukowym. Rozwiązania zastosowane w MNS, stworzone zgodnie z powyższymi kryteriami, zapewniają bez-pieczeństwo obsługi oraz pozwalają na osiągnięcie wysokiego stopnia (blisko 100%) dostępności i dyspozycyjności rozdziel-nic MNS zainstalowanych na całym świecie.

Spełnienie przez produkt wszystkich zaleceń norm IEC 61439-1 oraz -2 zapewnia podstawowy poziom ochrony per-sonelu i systemu. Rozwiązania użyte w systemie MNS wykra-czają poza wymagania wskazanych norm, szczególnie w tych przypadkach, gdzie przewidywany jest wysoki poziom naraże-nia personelu oraz tam, gdzie występują specyficzne rodzaje zagrożeń (np. zagrożenie trzęsieniem ziemi). Zagwarantowane

jest to np. poprzez zastosowanie zoptymalizowanych materia-łów oraz specyficznych rozwiązań konstrukcyjnych.

Przykład: opracowywanie norm i metod badań związa- nych z odpornością na wewnętrzne wyładowania łukowe

Firma ABB opiera swoje doświadczenia w zakresie ochrony rozdzielnicy przed działaniem wyładowania łukowego powsta-łego w wyniku zwarcia na blisko pięciuset testach. Obecnie kolejne testy są prowadzone dla nowych układów wprowa-dzanych do rodziny rozdzielnic MNS.

Pierwsze badania wewnętrznych wyładowań łukowych w roz-dzielnicach MNS zostały przeprowadzone w roku 1979. W tamtych latach badania te opierały się jeszcze na normach średnionapięciowych: VDE 0670 i IEC 60298 oraz na normach PEHLA. Najważniejszą kwestią była odpowiednia ochrona personelu. Już w 1983 r. firma ABB przyjęła, jako obowiązują-ce przy projektowaniu rozdzielnic, wewnętrzne przepisy doty-czące badań łukoochronności rozdzielnic, które odnosiły się szerzej do zagadnienia i oprócz bezpieczeństwa personelu, przepisy te uwzględniały aspekty zapewnienia bezpieczeństwa instalacji. Pierwsza międzynarodowa norma opisująca prze-bieg badań wewnętrznych wyładowań łukowych w rozdzielni-cach niskiego napięcia została opublikowana w 1996 r. (IEC 61641 – VDE 0660, część 500, arkusz uzupełniający nr 2).

Poziom bezpieczeństwa rozdzielnicy

Poziom zaawansowania technicznego rozdzielnicy

MNS

IEC 61439-1 and -2

„Safety Plus” – filozofia bezpieczeństwa realizowana w konstrukcji rozdzielnic MNS


Norma IEC 61439-1 dzieli badania sprawdzające charakterystyki rozdzielnicy na: – weryfikację produktu/konstrukcji (zgodnie z podroz-

działem 10); – weryfikację wyrobu (zgodnie z podrozdziałem 11).

Weryfikacja konstrukcji poprzez test

Za określeniem „weryfikacja konstrukcji” kryje się procedura działania polegająca na wykonaniu testów, porównań lub obliczeń, których celem jest udowodnienie, że weryfikowany produkt jest wykonany zgodnie z wymaganiami norm IEC 61439-1 i -2. Badania w postaci testów przeprowadza się na reprezentatywnych próbkach wyrobu w niezależnych jednostkach certyfikujących.

Jeżeli badania rozdzielnic były wykonane zgodnie z wcześniej obowiązującymi normami serii IEC 60439, a wyniki badań spełniają wymagania odpowiedniej części norm IEC 61439, to ponowna weryfikacja takich rozdzielnic nie jest wymagana.

Rozdzielnice, które są weryfikowane zgodnie z normami IEC 61439 przez oryginalnego wytwórcę (np. licencjodawcę) i jednocześnie produkowane są przez innego wytwórcę (np. licencjobiorcę), nie wymagają ponownej weryfikacji kon-strukcji, jeżeli wszystkie wymagania i instrukcje dostarczone przez oryginalnego wytwórcę są w całości spełnione.

Rozdzielnice poddane badaniom – korzyści dla personelu

Jeżeli producent rozdzielnicy wprowadza własne rozwiązania, które nie były uwzględnione podczas weryfikacji konstrukcji wykonanej przez oryginalnego wytwórcę, to producent takich rozdzielnic staje się właścicielem rozwiązania i jest odpowie-dzialny za zweryfikowanie stworzonej rozdzielnicy z wymaga-niami wymienionych norm.

System rozdzielnic niskiego napięcia MNS jest poddawany kompleksowej weryfikacji konstrukcji poprzez test, zgodnie z normami serii IEC 61439, w celu zapewnienia najwyższego możliwego stopnia bezpieczeństwa.

Podczas tych badań testowane są przykładowe, najbardziej skomplikowane przypadki, będące reprezentantami całej rodziny testowanych rozwiązań. Wyniki badań są dokumentowane w formie certyfikatów, wytycznych inżynierskich oraz programowych narzędziach wspomagających projektowanie rozdzielnic MNS, a następnie wykorzystywane do tworzenia indywidualnych konfiguracji rozdzielnic.

Działanie zgodnie z wymienionymi powyżej narzędziami i dokumentami pozwala zagwarantować jednakowy, wysoki poziom bezpieczeństwa oraz powtarzalną jakość rozdzielnic MNS.

Weryfikacja konstrukcji poprzez test (punkty z normy IEC 61439-1) Korzyść w zakresie bezpieczeństwa dla operatora i instalacji

Weryfikacja przyrostu temperatury (10.10) Wydłużenie cyklu eksploatacji rozdzielnicy i wyposażenia. Zapobieganie zagrożeniom pożarowym.

Weryfikacja właściwości dielektrycznych (10.9) Uniknięcie uszkodzeń wywołanych przez przepięcia.

Weryfikacja wytrzymałości zwarciowej (10.11) Czynniki zewnętrzne mogą być przyczyną zwarcia. Odpowiednia aranżacja podzespołów rozdzielnicy pozwala wytrzymać siły działające na rozdzielnicę w trakcie zwarcia. Ograniczenie zwarcia do miejsca jego powstania. Zapobieganie zagrożeniom pożarowym.

Weryfikacja ochrony przeciwporażeniowej i integralności obwodów ochronnych (10.5)

Uniknięcie występowania niebezpiecznych napięć na nieosłoniętych ele-mentach przewodzących. Zabezpieczenie personelu w sytuacjach, gdy elementy normalnie nieprzewodzące prąd przypadkowo znajdują się pod napięciem.

Weryfikacja odstępów izolacyjnych powietrznych i powierzchniowych (10.4) Wpływy środowiskowe mogą pogorszyć jakość izolacji (np. na obszarach zanieczyszczonych). Rozdzielnice MNS mogą być stosowane w niesprzyjających warunkach atmosferycznych.

Weryfikacja działania mechanicznego (10.13) Wydłużony okres eksploatacji elementów ruchomych i wyposażenia. Rozdzielnice MNS znacznie przewyższają wymagania normy.

Weryfikacja stopnia ochrony (10.3) Osłona części znajdujących się pod napięciem. Zabezpieczenie przed przedostawaniem się cieczy i elementów stałych. Zapewnia bezpieczną eksploatację.

Weryfikacja wytrzymałości materiałów i części (10.2) Zabezpieczenie antykorozyjne. Zabezpieczenie materiałów izolacyjnych przed przegrzaniem, zagrożeniem pożarowym i promieniowaniem ultrafioletowym. Zapewnienie odpowiedniego bezpieczeństwa związanego z wytrzymałością mechaniczną (np. podczas podnoszenia).


Weryfikacja wyrobu ma na celu wykrycie uszkodzeń materiałowych i błędów wykonania oraz zapewnienie odpowiedniej funkcjonalności wytwarzanych rozdzielnic (IEC 61439-1 rozdział 10.1)

Jest ona przeprowadzana dla każdej nowej rozdzielnicy w trakcie produkcji oraz po jej zakończeniu.

Dzięki weryfikacji wyrobu zapewniony jest odpowiedni poziom jakości gotowej rozdzielnicy, potwierdzony jest odpowiedni stan materiałów, odpowiedni dobór i właściwości mechaniczne i elektryczne podzespołów oraz wykonanie rozdzielnicy zgodnie z wytycznymi zawartymi w dokumentacji produkcyjnej. W razie konieczności powyższe badania mogą być powtórzone po montażu rozdzielnicy na obiekcie.

Weryfikacja wyrobu/rozdzielnic MNS

Weryfikacja wyrobu (punkty z normy IEC 61439-1) Korzyść w zakresie bezpieczeństwa dla operatora i instalacji

Weryfikacja stopnia ochrony obudowy (11.2) Zapewnia bezpieczeństwo podczas pracy.

Weryfikacja odstępów izolacyjnych powietrznych i powierzchniowych (11.3) Zapewnia ciągłą pracę rozdzielnicy.

Weryfikacja ochrony przeciwporażeniowej i integralności obwodów ochronnych (11.4)

Zapewnia bezpieczeństwo personelu.

Weryfikacja wbudowanych elementów wyposażenia (11.5) Zapewnia prawidłowy montaż i identyfikację wyposażenia zgodne z wytycznymi producenta.

Weryfikacja wewnętrznych obwodów elektrycznych i połączeń (11.6) Zapewnia bezpieczeństwo personelu.

Weryfikacja zacisków do przewodów zewnętrznych (11.7) Zapewnia łatwy montaż przewodów i kabli.

Weryfikacja działania mechanicznego (11.8) Zapewnia prawidłowe funkcjonowanie mechaniczne elementów załączających, blokujących, zamykających, części wysuwnych itp.

Weryfikacja właściwości dielektrycznych (11.9) Zapewnia niezawodne działanie i bezpieczeństwo personelu.

Weryfikacja oprzewodowania, działania łączeniowego i funkcji (11.10) Zapewnia prawidłowe funkcjonowanie aparatury i podzespołów.


Ochrona przed skutkami wyładowania łukowego

Pomimo zwiększającego się doświadczenia gromadzonego przez producentów oraz użytkowników rozdzielnic, wciąż istnieje pewne ryzyko powstania wewnętrznego wyładowania łukowego.

Wewnętrzne wyładowania łukowe mogą powstawać w wyniku: – wpływu czynników zewnętrznych, np. narzędzi pozostawio-

nych wewnątrz układu lub pozostałości materiałów po pra-cach konserwacyjnych lub adaptacyjnych;

– osadów przewodzących na wsporczych elementach izola-cyjnych, pojawiających się w niesprzyjających warunkach środowiskowych.

Jeżeli gazy i produkty rozkładu, powstające w wyniku opisa-nych wyżej zwarć, są w stanie utworzyć mostek pomiędzy dwiema sąsiednimi fazami, następuje zapłon łuku, w którym natężenie prądu osiąga wartość kilku tysięcy amperów, a tem-peratura dochodzi do 10 000°C. W tych warunkach wewnątrz rozdzielnicy wytwarza się bardzo duże ciśnienie.

Odporność na wewnętrzne zwarcia łukowe w rozdzielnicy oznacza: – bezpieczeństwo personelu, obejmujące zarówno operato-

rów sprzętu, jak i personel konserwacyjny; – bezpieczeństwo instalacji, mające na celu ograniczenie

uszkodzeń w systemie oraz wygaszenie wyładowania łuko-wego w obrębie określonych obszarów i przedziałów funk-cjonalnych.

Wytyczne normy IEC 61641 w zakresie badań w warunkach wyładowania łukowego spowodowanego zwarciem wewnętrznym:

Norma IEC 61641 jest opcjonalną, uzupełniającą normą, która ma zastosowanie w powiązaniu z normami IEC 61439-1 i -2 opisującymi zespoły rozdzielnic niskiego napięcia i apara-tury sterowniczej w obudowach. Badanie zgodne z IEC 61641 jest przeprowadzane po uzgodnieniu przez producenta i użyt-kownika. Nie wchodzi ono w zakres weryfikacji konstrukcji.

Jedynym celem tego badania jest ocena zdolności rozdzielni-cy do ograniczenia ryzyka spowodowania obrażeń osób, które może mieć miejsce w wyniku pojawienia się wewnętrznego zwarcia łukowego. Od roku 2008 norma IEC 61641 zawiera również wytyczne dotyczące przeprowadzania badań mają-cych na celu ograniczenie ryzyka uszkodzenia instalacji.

Priorytety w zakresie ochrony przed wyładowaniami łukowymi w rozdzielnicach MNS

Priorytet 1:Ochrona aktywna w obrębie rozdzielnicy MNSZgodnie z podstawową zasadą stosowaną podczas konstrukcji rozdzielnic MNS firmy ABB, przede wszystkim należy redukować prawdopodobieństwo powstania wyładowania łukowego poprzez właściwą konstrukcję i wymiarowanie wyposażenia rozdzielnicy.

Priorytet 2:Ochrona pasywna w obrębie rozdzielnicy MNSOgraniczenie wyładowania łukowego do przedziału, w którym powstało. Minimalizuje to konsekwencje wyładowania łukowego w przypadku jego wystąpienia.


Środki konstrukcyjne umożliwiające osiągnięcie aktywnej i pasywnej ochrony przed wyładowaniem łukowym

Gas sealed connections

Short circuitprotectedarc free zone

Main busbar compartment

Distribution barcompartment with multifunction wall

Temat Wymogi norm IEC Specyficzne dla rozdzielnic MNS rozwiązanie, zapew-niające wysoki stopień ochrony personelu i instalacji

Przedziały– szyn zbiorczych;– szyn rozdzielczych;– bloków funkcjonalnych.

Powyższe przedziały są opisane w normie IEC 61641 (podrozdział 5). W przypadku pojawienia się łuku w jednym z przedziałów jest on ograniczo-ny do przedziału, w którym się pojawił. W przy-padku pojawienia się łuku w modułach wysuw-nych, które zamocowane są na jednym poziomie (moduły 8E/2, 8E/4, 6E/2, 6E/4), łuk jest ograni-czony tylko do poziomu instalacji tych modułów.

IEC 61439-2 podrozdział 8.101 i Aneks AA– Sposoby podziałów wewnętrznych. – Oddzielenie szyn zbiorczych od szyn

rozdzielczych nie jest wymagane.

Wydzielony przedział mieszczący szyny zbiorcze.

Odrębne przedziały dla szyn rozdzielczych zabudowane w ścianie wielofunkcyjnej MNS, wyizolowanie od siebie poszczególnych fazowych szyn rozdzielczych.

W rozdzielnicach, w których zastosowane są wyłączniki powietrzne i kompaktowe zamontowane w indywidualnych celkach, zastosowano gazoszczelne wygrodzenie pomiędzy przedziałem szynowym a przedziałem aparatowym.

Szyny zbiorczeJeżeli wymagane są wygrodzenia przedziałów rozdzielnicy:– ochrona przed kontaktem z niebezpiecznymi

elementami;– ochrona przed przedostawaniem się obcych

ciał stałych.

Punkty połączenia styków siłowych modułów z szynami dystrybucyjnymi są odizolowane międzyfazowo i zapewniają stworzenie strefy wolnej od łuku zgodnie z zapisami normy IEC 61641 (podrozdział 3.7)

Szyny zbiorcze powinny być chronione za pomocą podziału wewnętrznego.Wymagany stopień ochrony powinien być co najmniej równy IP2X (lub ewentualnie IPXXB).

Uwaga:IEC 61439-2 podrozdział 8.101 „Sposoby podziału wewnętrznego”: IP2X obejmuje także stopnie ochrony IPXXB.

Minimalny stopień ochrony dla podziału wewnętrznego wynosi IP20.

Opcja gwarantująca maksymalną ochronę:Szyny zbiorcze są w pełni izolowane.

Mocowanie szyn i ich połączenia Normy IEC 61439-1 i -2 nie określają wymagań w zakresie konserwacji i uszczelniania mocowania szyn zbiorczych i ich połączeń.

Bezobsługowa konstrukcja z wykorzystaniem środków zapobiegających odkręcaniu się śrub i stożkowych podkładek sprężystych.Połączenie gazoszczelne pomiędzy:– szynami zbiorczymi i szynami rozdzielczymi;– szynami zbiorczymi i szynami innych bloków

funkcjonalnych;– przedziałem szynowym a przedziałem aparatowym

w celkach z wyłącznikami powietrznymi i kompaktowymi

Układ styku głównego Normy IEC 61439-1 i -2 nie określają wymagań w zakresie: – obudowy pojedynczych faz;– konstrukcji styku głównego stosowanego

w modułach wysuwnych i wtykowych.

Odizolowane od siebie styki jednofazowe.Osłony styków przyłączonych do toru dystrybucyjnego zapewniają ochronę przed przypadkowym zwarciem styków.

Połączenia gazoszczelne

Przedział głównych szyn zbiorczych

Przedział szyn rozdzielczych ze ścianą wielofunkcyjną

Strefa wolna od zwarcia


Definicja strefy wolnej od zwarćTermin „strefa wolna od zwarć” jest stosowany do fragmentu rozdzielnicy zawierającego szyny rozdzielcze, styk główny oraz podłączenie do zabezpieczenia zwarciowego znajdującego się w bloku funkcjonalnym, Zgodnie z normą IEC 61439-1 podrozdział 8.6.1. elementy rozdzielnicy skonstruowane są tak, że: „w normalnych warunkach pracy zwarcie wewnętrzne między fazami i/lub między fazą i ziemią jest mało prawdopodobne”.

Użycie rozwiązań ze „strefą wolną od zwarć” pozwala producentom rozdzielnic tak zredukować wytrzymałość zwarciową użytych w tej strefie materiałów (w tym szyn dystrybucyjnych), że wytrzymałość zwarciowa, jaka jest brana pod uwagę podczas doboru, jest wartością obniżoną, występującą po stronie obciążenia odpowiedniego zabezpieczenia zwarciowego.

Main busbars

Distribution barcompartment

SCPD

”Arc free zone“Special requirementsto conductors and insulation

Temat IEC Specyficzne dla rozdzielnic MNS rozwiązanie, zapew-niające wysoki stopień ochrony personelu i systemu

Strefa wolna od zwarć IEC 61439-1podrozdział 8.6.4Dobór i instalowanie niezabezpieczonych przewodów czynnych do ograniczenia możliwości zwarć. Przewody czynne w rozdzielnicy, które nie są chronione zabezpieczeniem zwarciowym, należy tak dobrać i prowadzić, aby wewnętrzne zwarcie pomiędzy fazami lub pomiędzy fazą i ziemią było mało prawdopodobne.

Ściana wielofunkcyjna (MFW) oraz przewody w podwójnej izolacji tworzą strefę wolną od zwarć. Gwarantuje to zwiększony stopień bezpieczeństwa w strefie pomiędzy głównymi szynami zbiorczymi a zabezpieczeniem zwarciowym.

Środki konstrukcyjne umożliwiające osiągnięcie aktywnej i pasywnej ochrony przed wyładowaniem łukowym


Główne szyny zbiorcze

Przedział szyn rozdzielczych

„Strefa wolna od zwarć” – specjalne wymagania dotyczące przewodników i izolacji

Zabezpieczenie zwarciowe


Clearance

Creepage distance

Conductor Conductor

Insulation material

Clearance

Creepage distance

Conductor Conductor

Insulation materialMateriał izolacyjny

Temat Wymagania wg IEC Specyficzne dla rozdzielnic MNS rozwiązanie, zapewniające wysoki stopień ochrony personelu i systemu

– Wskaźnik odporności na prądy pełzające (CTI – Comparative Tracking Index)

– Grupy materiałowe do zastosowań izolacyjnych

IEC 61439-1(podrozdział 8.3.3)Minimalne wymagania:Grupa materiałowa IIIb = wartość CTI 100–175.

Standard MNS: Grupa materiałowa II = wartość CTI 400–600.

Odstępy powietrzne– pomiędzy szynami zbiorczymi;– pomiędzy szynami rozdzielczymi przy

napięciu znamionowym udarowym wytrzymywanym (Uimp) 12 kV.

IEC 61439-1 podrozdział 8.3.2. i tablica 1Wymagany odstęp powietrzny: minimum 14 mm.

Minimalny odstęp powietrzny w rozdzielnicach MNS wynosi 20 mm.

Odstępy powierzchniowe pomiędzy szynami zbiorczymi

IEC 61439-1 podrozdział 8.3.3 i tablica 2Wymagany odstęp powierzchniowy minimum 14 mm przy napięciu znamionowym izolacji = 1000 V.

Odstępy powierzchniowe w systemie głównych szyn zbiorczych w rozdzielnicy MNS wynoszą 30 mm.

Odstępy powierzchniowe pomiędzy szynami rozdzielczymi

IEC 61439-1 podrozdział 8.3.3 i tablica 2Wymagany odstęp powierzchniowy minimum 14 mm przy napięciu znamionowym izolacji = 1000 V.

Odstępy powierzchniowe w systemie szyn rozdziel-czych w rozdzielnicy MNS wynoszą 20 mm.

Odstęp powietrzny

Odstęp powierzchniowy

Przewodnik Przewodnik


Kryteria badań wytrzymałości na wyładowania łukowe

Badania i wyniki dla rozdzielnic MNS

Zgodnie z normą IEC 61641 wymagane jest, by producent rozdzielnicy określił wartości, dla których przeprowadzono badania. Są to: znamionowy prąd zwarciowy, napięcie znamionowe oraz czas trwania łuku. W przypadku rozdzielnic MNS przyjęto do badań czas wynoszący 0,3 sekundy.

Uwaga z normy IEC 61641 dotycząca czasu trwania badań:Jeżeli rozdzielnica ma być zasilana z transformatora, to dopuszczalny czas trwania łuku na łączniku wejściowym powinien w zasadzie wynosić 0,3 s, aby możliwe było zadziałanie urządzeń zabezpieczających po stronie wysokiego napięcia.

Wyniki dla rozdzielnic MNS: – kryteria badań 1–5 dotyczące ochrony personelu są

spełnione; – kryteria badań 6–7 dotyczące ochrony systemu są

spełnione. W wyniku badań potwierdzono, że rozdzielnice MNS mogą być zastosowane w układach spełniających powyższe kryteria, dla wartości do 100 kA, 690 V i 0,3 s.

IEC 61641Kryteria badań 1–5 dotyczące ochrony personelu

Kryterium

1 Czy poprawnie zabezpieczone drzwi, pokrywy itp. nie otwierają się?

2 Czy części (elementy rozdzielnicy), które mogą spowodować zagrożenie, nie odpadają?

3 Czy wyładowanie łukowe nie powoduje powstania dziur w dostępnych z zewnątrz częściach obudowy w wyniku palenia się farby, naklejek, lub czy nie ma innych rezultatów?

4 Czy nie zapalają się wskaźniki ustawione pionowo (ocena nie obejmuje wskaźników zapalających się w wyniku palenia się farby lub naklejek)?

5 Czy połączenia wyrównawcze dostępnych części obudowy są nadal sprawne?

Kryteria badań dotyczące ochrony instalacji, w tym ochrony funkcji systemu

6 Wyładowanie łukowe jest ograniczone do obszarów, w których łuk się pojawił, a w sąsiednich obszarach nie mogą pojawiać się ponowne zapłony łuku.

7 Eksploatacja awaryjna rozdzielnicy i urządzeń sterowniczych musi być możliwa po usunięciu zwarcia i/lub po zaizolowaniu lub usunięciu bloków funkcjonalnych z określonego pola. Spełnienie tego wymagania musi zostać potwierdzone badaniem izolacji przeprowadzonym przez 1 minutę przy napięciu równym 1,5 wartości znamionowego napięcia roboczego.



Uwaga: Badania wyładowań łukowych w punktach zapłonu b i c nie są wymagane, ponieważ punkty te są umiejscowione w strefie wolnej od zwarć. Patrz norma IEC 61439-1 podrozdział 8.6.4. Rozdzielnice MNS są jednak poddawane pełnym badaniom, aby spełniały powyższe kryteria.

Punkty zapłonu łuku

d

cb

e

a

się na stronę wyjściową (chronioną) tego wyłącznika. Wyłącze-nie przepływu prądu przez wyłącznik powietrzny następuje w krótkim czasie w ciągu nastawionego czasu wyzwalania tego wyłącznika (krótszego niż 300 ms). Wyładowanie łukowe wyga-sa samoczynnie. Poziom uszkodzeń jest niewielki.Przypadek d2)Wyładowanie łukowe nie jest ograniczone przez wyłącznik po-wietrzny. Zapłon wyładowania łukowego następuje po stronie wejściowej (niechronionej) wyłącznika powietrznego. Konstruk-cja powstrzymuje przemieszczanie się wyładowania na stronę wyjściową (chronioną) wyłącznika powietrznego. Elementy skła-dowe konstrukcji wytrzymują wyładowanie łukowe o czasie trwania 300 ms. Prąd jest wyłączany przez procedury testowe po 300 ms. Wyładowanie łukowe wygasa samoczynnie.

Punkt zapłonu cGłówne szyny zbiorczePrzypadek e1)Szyny w pełni izolowane, nie ma możliwości zapłonu wyłado-wania łukowego.Przypadek e2)Podczas tego testu zadziałanie wyzwalacza w szafie modułu wejściowego nie jest możliwe z uwagi na zastosowanie bloka-dy mechanicznej. Wyładowanie łukowe dochodzi do końca szyn zbiorczych. Roz-łączniki mocy wyłączają prąd maksymalnie po 300 ms. Wyłado-wanie łukowe wygasa samoczynnie na końcu rozdzielnicy.Przypadek e3)Podczas tego testu wyłącznik powietrzny w celce zasilającej ogranicza prąd zwarcia. Wyłączenie przepływu prądu przez wyłącznik powietrzny następuje w krótkim czasie w ciągu nastawionego czasu wyzwalania tego wyłącznika, krótszego niż 300 ms. Wyładowanie łukowe wygasa samoczynnie. Poziom uszkodzeń jest niewielki.

Punkt zapłonu aStrona wyjściowa zabezpieczenia zwarciowego modułu wy-suwnego (bezpiecznik lub wyłącznik kompaktowy, pełniący funk-cję wyłącznika ograniczającego zwarcie). Zasilanie jest odłączane w czasie wyłączania zabezpieczenia zwarciowego równym 300 ms. W trakcie badań czas ten wynosił od 2 do 10 ms. Łuk jest samogasnący. Rozdzielnica pozostaje w eksploatacji.

Punkt zapłonu bStrona wejściowa zabezpieczenia zwarciowego modułu wysuwnego (prąd zwarciowy nie jest ograniczany przez za-bezpieczenie zwarciowe). Elementy składowe są badane pod kątem wytrzymałości na wyładowanie łukowe o czasie trwania 300 ms. Wyładowanie łukowe wygasa samoczynnie.

Punkt zapłonu cSzyny rozdzielcze wbudowane w ścianę wielofunkcyjną Elementy składowe są badane pod kątem wytrzymałości na wyładowanie łukowe o czasie trwania 300 ms. Wyładowa-nie łukowe wygasa samoczynnie.

Punkt zapłonu dCelka zasilająca – przed wyłącznikiem powietrznymCzas trwania wyładowania łukowego jest ograniczony przez procedury testowe (źródło zasilania) do 300 ms. Aby zmniej-szyć rozmiar uszkodzeń, w rozdzielnicach MNS wykorzystano następujące rozwiązania konstrukcyjne:Przypadek d1)Badania potwierdziły skuteczność następującego podejścia:Nie stosuje się osłony ochronnej powstrzymującej wyładowa-nie łukowe pomiędzy wejściowymi a wyjściowymi stykami wyłącznika powietrznego.Wyładowanie łukowe, którego zapłon nastąpił po stronie wej-ściowej (niechronionej) wyłącznika powietrznego, przemieszcza


Stopnie ochrony zapewniane przez obudowy (kod IP)

Stopień ochrony przed dotykiem części czynnych, wnikaniem ciał stałych i ciekłych, zapewniony przez zestaw, jest oznaczony symbolem IP zgodnie z normą IEC 60529.

Stopień ochrony określa także kryteria stosowane podczas badań weryfikujących konstrukcje rozdzielnicy (norma IEC 61439-1 podrozdział 10.3.). Stanowi to przedmiot uzgodnień między producentem i użytkownikiem (norma IEC 61439-2 załącznik BB).

DefinicjeStopnie ochrony zapewniane przez obudowy urządzeń elek-trycznych, zgodnie z normą IEC 60529:1. Ochrona osób przed dostępem do niebezpiecznych ele-

mentów znajdujących się wewnątrz obudowy.2. Ochrona urządzeń wewnątrz obudowy przed przedostaniem

się obcych ciał stałych z zewnątrz.3. Ochrona urządzeń wewnątrz obudowy przed szkodliwymi

efektami spowodowanymi przedostaniem się wody.

UwagaW przypadkach, gdy dana cyfra oznaczenia nie jest wymagana, powinna ona zostać zastąpiona literą „X” (lub „XX”, jeżeli pomija się obie cyfry oznaczenia).

Oznaczenia stopni ochrony

Skrót „IP” oznacza „International Protection”

Pierwsza cyfra oznaczenia:Ochrona przed dostępem ciał obcych i kurzu.

Dodatkowe oznaczenie literowe (opcjonalnie)

Druga cyfra oznaczenia:Ochrona przed dostępem wody wywołującej szkodliwe efekty.

IP 3 1 D

Rozdzielnice MNS – dostępne standardowe stopnie ochrony

Ponieważ rozdzielnice MNS są zaprojektowane i przeznaczone do zastosowań wnętrzowych, nie przewiduje się stosowania stopni ochrony obejmujących zalanie strumieniami wody i całkowitego zanurzenia w wodzie.

Wentylowane Niewentylowane

Kratki wentylacyjne w drzwiach, pokrywach i pokrywach górnych Uszczelnione, brak otworów wentylacyjnych

IP30 IP40

IP31 IP41

IP32 IP42

IP43

IP54

Maksymalne rozpraszanie ciepła(w wyniku konwekcji powietrza)

Niskie rozpraszanie ciepła(emisja wyłącznie przez obudowę)


Temat Ochrona urządzeń Ochrona osób

Pierwsza cyfra oznaczenia Ochrona przed dostaniem się obcych ciał stałych: Ochrona przed dotknięciem niebezpiecznych elementów za pomocą:

2 o średnicy ≥ 12,5 mm palca

3 o średnicy ≥ 2,5 mm narzędzia

4 o średnicy ≥ 1,0 mm drutu

5 odporny na kurz drutu

Druga cyfra oznaczenia Ochrona przed dostaniem się wody wywołującej szkodliwe efekty

0 Brak zabezpieczenia.

1 Woda skapująca pionowo (np. woda kondensacyjna).

2 Woda skapująca pionowo. Obudowa jest odchylana od pionu we wszystkich kierunkach o dowolny kąt do 15°.

3 Woda natryskiwana ze wszystkich stron pod kątami do 60° względem pionu.

4 Woda rozbryzgująca się na wszystkie strony w kierun-ku obudowy.

Dodatkowe oznaczenie literowe (opcjonalnie)

Ochrona przed dotknięciem niebezpiecznych elementów za pomocą:

A grzbietu dłonio średnicy ≥ 50 mm

B palca/narzędziao średnicy ≥ 12,5 mm i długości 80 mm

C narzędzia/drutuo średnicy ≥ 2,5 mm i długości 100 mm

D narzędzia/drutuo średnicy ≥ 1,0 mm i długości 100 mm

12,5


Podział wewnętrzny

Sposób oddzielenia poszczególnych przedziałów roz-dzielnicy jest przedmiotem uzgodnień pomiędzy produ-centem a użytkownikiem (norma IEC 61439-2 podrozdział 8.101 oraz Załącznik AA „Formy separacji wewnetrznej”).Zestawy są podzielone za pomocą przegród lub osłon ochronnych (metalowych lub niemetalicznych) na odrębne przedziały lub obudowane przestrzenie chronione.

Cel: jeżeli wymagany jest dostęp do określonego bloku funk-cjonalnego (w celu rozbudowy lub konserwacji), powinno być to możliwe bez odłączania napięcia od całego zestawu niskie-go napięcia.

Rozwiązanie: podział zewnętrzny zwiększa bezpieczeństwo personelu i instalacji. Zabezpieczenie przed bezpośrednim dotknięciem można zapewnić za pomocą odpowiednich środ-ków konstrukcyjnych stosowanych w odniesieniu do samego zestawu. Ryzyko wywołania wewnętrznego zwarcia łukowego jest zminimalizowane.

Po

dzi

ał

wew

nęt

rzn

y

Zaciski służące do przyłączenia przewodów zewnętrznych oddzielone od bloku funkcjonalnego, do którego te styki należą. Forma separacji 4b.

Brak podziału

Forma separacji 2b Forma separacji 4a Forma separacji 3b Forma separacji 4bForma separacji 1

Oddzielenie zacisków służących do przyłączenia przewodów zewnętrznych od bloków funkcjonalnych. Forma separacji 3b, 4b.

Oddzielenie od siebie wszystkich bloków funkcjonalnych. Forma separacji 4a, 3b, 4b.

Oddzielenie szyn rozdzielczych od bloków funkcjonalnych oraz od zacisków dla przewodów zewnętrznych. Forma separacji 2b, 4a, 3b, 4b.

Och

ron

a o

sób

Odgrodzenie od zacisków sąsiednich bloków funkcjonalnych. Forma separacji 4b.

Brak ochrony przy otwartych drzwiach

Dodatkowe zabezpieczenie podczas pracy na zaciskach służących do przyłączenia przewodów zewnętrznych. Forma separacji 3b, 4b.

Personel jest chroniony przed dotknięciem sąsiednich bloków funkcjonalnych podczas prac wykonywanych na danym bloku funkcjonalnym. Forma separacji 4a, 3b, 4b.

Personel jest chroniony przed dotknięciem szyn zbiorczych i szyn rozdzielczych podczas prac wykonywanych na blokach funkcjonalnych. Forma separacji 2b, 4a, 3b, 4b.

Och

ron

a

urz

ądze

ń

Ochrona przed przedostaniem się ciał obcych pomiędzy odrębnymi przedzia-łami zacisków. Forma separacji 4b.

Brak ochrony wewnętrznej

Ochrona przed przedostaniem się ciał obcych pomiędzy blokami funkcjonalnymi a wspólnym przedziałem zacisków.Forma separacji 3b, 4b.

Ochrona przed przedostaniem się ciał obcych do dowolnego z sąsiednich bloków funkcjonalnych. Forma separacji 4a, 3b, 4b.

Ochrona przed przedostaniem się ciał obcych pomiędzy blokiem funkcjonalnym a przedziałem szyn zbiorczych. Forma separacji 2b, 4a, 3b, 4b.

Sposoby podziału


Techniki stosowane w rozdzielnicach MNS, odpowiadające poszczególnym sposobom podziału

Forma separacji 2b i 4aMa zastosowanie dla celek zasilających, połączeń sprzęgają-cych, pól odpływowych oraz pozostałych rozwiązań MNS, gdzie występuje bezpośrednie przyłączenie bloku funkcjonal-nego do toru zbiorczego. Wszystkie celki posiadają bariery chroniące przed skutkami działania łuku.

Forma separacji 3b i 4b Ma zastosowanie dla celek wyposażanych w moduły wysuw-ne i wtykowe łączące się z szynami dystrybucyjnymi. Wszyst-kie moduły oraz przyłącza kablowe są od siebie oddzielone za pomocą przegród poziomych.

Specjalne środki stosowane w rozdzielnicach MNS, wykraczające poza przepisy norm IECWszystkie sposoby podziału wewnętrznego (formy separacji) spełniają wymagania stopnia ochrony IP20.

Forma separacji od 2b do 4bJeżeli wymagany jest podział wewnętrzny, rozdzielnice MNS oferują dodatkowe środki bezpieczeństwa dzięki zastosowa-niu ściany wielofunkcyjnej. Ściana wielofunkcyjna tworzy od-rębny przedział dla szyn rozdzielczych. Zapewnia ona gazo-szczelne połączenie pomiędzy głównymi szynami zbiorczymi a szynami rozdzielczymi.

Zastosowanie ściany wielofunkcyjnej pomiędzy szynami roz-dzielczymi a przedziałem aparaturowym (blok funkcjonalny) pozwala na osiągnięcie stopnia ochrony IP20 wewnątrz roz-dzielnicy, bez konieczności stosowania elementów ruchomych (przesłon ruchomych itp.).

Zgodnie z wymogami normy. Dodatkowo, dzięki zastosowaniu ściany wielofunkcyjnej, rozdzielnice MNS posiadają odrębne przedziały również dla szyn rozdzielczych.

Zgodnie z wymogami normy. Rozdzielnice MNS posiadają odrębne celki zawierające bloki funkcjonalne połączone bezpośrednio z głównymi szynami zbiorczymi.

Zgodnie z wymogami normy. Dodatkowo każda faza jest izolowana zgodnie z wymaganiami rozwiązania 4b.

Zgodnie z wymogami normy. Dodatkowo przy stosowaniu modułów wysuwnych rozdzielnic MNS każda faza na zaciskach dla przewodów zewnętrznych jest izolowana.

Ze względów bezpieczeństwa dostępne są jedynie rozdzielnice MNS o wyższych formach separacji.

Forma separacji 2b Forma separacji 4a Forma separacji 3b Forma separacji 4bForma separacji 1

Ro

zwią

zan

ia M

NS


Trzęsienia ziemi, drgania i wstrząsy

Rozdzielnice MNS z powodzeniem przeszły badania zgodne z wymaganiami norm: – IEC 60068-2-6 (Drgania); – IEC 60068-2-27 (Pojedynczy wstrząs); – Germanischer Lloyd, Lloyd’s Register of Shipping.

Wykonanie standardoweZgodnie z wymienionymi wyżej normami standardowa wersja rozdzielnicy MNS (ustawiona bezpośrednio na podłodze, tzn. bez żadnych dodatkowych wzmocnień korpusu, modułów itp.) jest odporna na naprężenia wywołane wibracjami i wstrząsem o sile do 0,7 g (w kierunku pionowym, poziomym i skośnym).

Rozdzielnice MNS gwarantują bezpieczeństwo funkcjonalne aparatury, styków i połączeń zgodne z normami. Wykazano na przykład, że system połączeń śrubowych wytrzymuje ciągłe naprężenia wynikające z wibracji występujących w windach lub na statkach pod warunkiem, że przestrzegana jest zaleca-na częstotliwość wykonywania prac konserwacyjnych.

Rozwiązania indywidualneW przypadku, gdy konieczne jest spełnienie dodatkowych wymagań dotyczących odporności instalacji na trzęsienia ziemi, możliwe jest przeprowadzenie dodatkowych analiz lub badań. Aby umożliwić wykonanie tych prac, należy dostarczyć następujące dane:

– naprężenia oczekiwane w miejscu ustawienia; – przyspieszenie oczekiwane w przypadku trzęsienia ziemi; – zakres częstotliwości oraz zakres odpowiedzi częstotliwo-

ściowej budynku.

Zwiększone wymagania można spełnić np.:

– instalując system absorpcji energii wstrząsów; – stosując aparaturę odporną na wstrząsy lub – wzmacniając korpus, obudowę i inne elementy systemu.


Wymiarowanie przewodu neutralnego

Zgodnie z wytycznymi normy IEC 61439-1 przekrój przewodu neutralnego (podrozdział 8.6.1) oraz PEN (podrozdział 8.4.3.2.3) powinien wynosić:– 100% wartości przekroju szyny fazowej w przypadku,

gdy przekrój tej ostatniej nie przekracza 16 mm kw.;– 50% wartości przekroju szyny fazowej w przypadku,

gdy przekrój tej ostatniej jest większy niż 16 mm kw.

Firma ABB zaleca jednak, by przekrój przewodu neutralnego lub PEN był indywidualnie uzgodniony pomiędzy producentem i użytkownikiem rozdzielnicy. Dotyczy to zwłaszcza sytuacji, w których występuje jeden lub kilka z opisanych poniżej warunków pracy.

Różne obecnie stosowane podzespoły elektryczne mogą spo-wodować przepływ niepożądanych prądów w przewodzie neutralnym. Te niepożądane prądy wynikają z występowania składowych harmonicznych i mogą nawet przewyższać war-tość prądu fazowego.

Odnosi się to na przykład do:

– prostowników, zwłaszcza gdy są one wyposażone w układy korekcji współczynnika mocy;

– jednostek zasilających bez transformatorów, np. impulso-wych zasilaczy komputerów;

– lamp z elektronicznymi statecznikami; – sterowanych fazowo inwertorów i sterowników, np. prze-

mienników częstotliwości.

W praktyce wymienione powyżej urządzenia są często podłą-czone do wspólnej sieci i użytkowane równocześnie.

W tych przypadkach oczekiwane jest znaczne obciążenie przewodu neutralnego trzecią harmoniczną (150 Hz w syste-mie 50 Hz), gdyż prądy fazowe o tej częstotliwości nie równo-ważą się wzajemnie, a raczej dodają się, przepływając z po-wrotem do generatora przez przewód neutralny i powodując jego przegrzanie.


Więcej informacji:

3101

PL1

351-

W1-

pl.

Wyd

anie

09.

2015ABB Contact Center

tel.: +48 2222 3 7777e-mail: [email protected]

ABB Sp. z o.o.ul. Żegańska 104-713 Warszawatel. 22 223 71 52fax. 22 615 83 71

www.abb.pl

Zastrzegamy sobie prawo do dokonywania zmian technicznych bądź modyfikacji treści niniejszego dokumentu bez uprzedniego powiadomienia. W przypadku zamówień obowiązywać będą uzgodnione wcześniej warunki. ABB Sp. z o.o. nie ponosi żadnej odpowiedzialności za potencjalne błędy lub możliwe braki informacji w tym dokumencie.

Zastrzegamy sobie wszelkie prawa do niniejszego dokumentu i jego tematyki oraz zawartych w nim zdjęć i ilustracji. Jakiekolwiek kopiowanie, ujawnianie stronom trzecim lub wykorzystanie jego zawartości w części lub w całości bez uzyskania uprzednio pisemnej zgody ABB Sp. z o.o. jest zabronione.

Copyright © 2015 ABB Wszelkie prawa zastrzeżone.

Documents

Aspekty bezpieczeństwa