Ako vzniká oblúková porucha?

Oblúkové poruchy môžu vyvolať vysokú teplotu a vysoký tlak, čo spôsobí obrovské poškodenie rozvádzača, v najhoršom prípade sa úplne zničí. Často ich spúšťa niečo triviálne, napríklad opustené náradie, špina pozdĺž izolácie a káblových ciest alebo zviera, ktoré sa dostane do rozvádzača. Výsledný skrat môže spôsobiť požiar v dôsledku vysokého prúdu v rozvádzači.

„Naši zákazníci čoraz viac požadujú nízkonapäťové rozvádzače s ochranou proti vzniku oblúku,“ hovorí Kevin Pelka, projektový manažér spoločnosti gefeba, zaoberajúcej sa komplexnými automatizačnými technológiami a elektrickými zariadeniami na kľúč so sídlom v Gladbecku v nemeckom priemyselnom regióne Porúrie. Spoločnosť si je dobre vedomá tohto bezpečnostného trendu a v súčasnosti pracuje na rozvádzači tohto druhu pre thyssenkrupp Steel Europe. Podobne ako gefeba, aj mnohí výrobcovia rozvádzačov v posledných rokoch prehodnotili svoj prístup. Koniec koncov, bezporuchový chod výrobných prevádzok sa stáva čoraz dôležitejším a v tomto ohľade zohráva dôležitú úlohu ochrana pred oblúkom v nízkonapäťovom napájaní.

Ako sa vyrovnať s ochranou triedy B proti vzniku oblúka

„Vývoj rozvádzačov podľa špecifikácie Form 4b s ochranou pred elektrickým oblúkom triedy B bol pre nás novou oblasťou,“ hovorí K. Pelka a spomína na dopyt, ktorý prišiel z thyssenkrupp Steel Europe. DIN EN 61439-2 stanovuje, že ochrana pred elektrickým oblúkom triedy B musí obsahovať elektrický oblúk v rámci definovanej oblasti vnútri rozvádzača. „Zákazníci to žiadajú predovšetkým preto, aby škoda spôsobená haváriou nezničila celý rozvádzač,“ vysvetľuje projektový manažér. Na zvládnutie tejto výzvy spoločnosť požiadala o pomoc Rittal.

Gefeba sa rozhodla použiť systém VX25 Ri4Power pre svoj nový nízkonapäťový rozvádzač. „Okrem oddeľovania formulárov a ochrany proti oblúkovým poruchám, ktoré systém ponúka, existovala ďalšia zásadná výhoda – umožnila nám dodržať veľmi napätý harmonogram nášho zákazníka,“ vysvetľuje 29-ročný projektový manažér. Rozvádzač je určený na použitie v rámci technológií vysokej pece v závode thyssenkrupp Steel Europe v Duisburgu, kde bude zabezpečovať napájanie pre pece Cowper, posilňovacie čerpadlá a údržbárske výkony. Vylepšenie môže prebehnúť len počas okna vyhradeného na generálnu opravu vysokej pece. „Je to presne naplánované a potrvá to asi dva mesiace,“ hovorí K. Pelka. Preto bolo nevyhnutné rýchle dodanie a rýchla a jednoduchá inštalácia systému.

Úspech spolupráce

„Bez pomoci Rittalu by sme nemali šancu dodať systém včas,“ hovorí K. Pelka. Počas plánovacích prác v spoločnosti Rittal bol nízkonapäťový rozvádzač navrhnutý v súlade s požiadavkami pomocou softvéru Rittal Power Engineering. To znamenalo, že gefeba mohla veľmi rýchlo začať s detailmi plánovania elektrického vybavenia rozvádzača. „Je dôležité, aby bolo načasovanie správne, najmä pri projektoch s takým krátkym časovým horizontom.“

Jednou z hlavných výziev v tejto situácii sú dodacie lehoty pre rôzne komponenty: „Vždy musíme myslieť dopredu a napríklad objednať ističe veľmi skoro, pretože majú dlhú dodaciu lehotu.“ Práve preto zákazníci oceňujú krátke dodacie lehoty, ktoré Rittal ponúka. „To je pre nás obzvlášť dôležité, pretože mechanické prvky vrátane rozvádzača musia byť vždy pripravené skôr ako elektrické vybavenie,“ zdôrazňuje K. Pelka.

V rámci tohto projektu poskytol interný predajný tím pre technológiu distribúcie energie v spoločnosti Rittal rozsiahlu podporu, ktorá zahŕňala školenia na mieste a vysvetlenia dôležitých detailov inštalácie. Rittal dodal prvú časť systému čiastočne zmontovanú. „Táto služba nám výrazne uľahčila prácu, pretože sme ju mohli použiť ako návod pri ostatných častiach systému,“ vysvetľuje projektový manažér. Skutočnosť, že mnohé časti rozvádzača boli predpripravené na inštaláciu, tiež pomohla udržať časový harmonogram projektu podľa plánu. Napríklad medené prípojnice pre prípojky ističov už boli ohnuté. Spoločnosť Rittal mohla tiež ťažiť z viac ako 50-ročných skúseností spoločnosti gefeba s výrobou komplexných rozvádzačov a začleniť niektoré vylepšenia do svojich výrobných procesov.

Súprava na ochranu proti vzniku oblúka s galvanickými anódami

Gefeba navrhla celkovo šesť identických rozvádzačov s menovitým prúdom 2 500 A. Skupina štyroch jednotiek je prepojená pomocou spojovacích spínačov, rovnako ako zvyšné dve jednotky, čím sa zabezpečí, že v prípade poruchy v jednej časti systému možno zariadenie napájať zo susednej časti systému. Táto redundancia je nevyhnutná pre nepretržitú prevádzku vysokej pece. Na dosiahnutie požadovanej ochrany pred vznikom elektrického oblúka triedy B bola súprava pre systém Ri4Power nainštalovaná vo všetkých sekciách v súlade so špecifikáciami Form 4b a 2b.

Súprava obsahuje tesnenia, ktoré sa inštalujú na prípojnice na miestach, kde sa stretávajú susedné sekcie, čím sa zabráni prechodu oblúka pozdĺž prípojníc do ďalšej sekcie. Nainštalované boli aj galvanické oddeľovacie anódy, ktoré odťahujú oblúk od systému a zhasínajú ho, čím zabraňujú zničeniu životne dôležitých častí systému. „Zaradili sme aj ďalšiu funkciu, ktorú odporúča Rittal,“ vysvetľuje K. Pelka. „Ističe vyčnievajúce z dvierok sú izolované špeciálnymi plastovými krytmi, ktoré sa dajú otvárať pri vkladaní a vyberaní ističov. Vzhľadom na možnosť vzniku porúch spôsobených oblúkom sa zapínanie a vypínanie vykonáva pomocou tlačidla inštalovaného na dverách krytu priamo nad nimi.

„Teší nás, ako dobre sa tento projekt vydaril s podporou spoločnosti Rittal. Nenašli sme iného dodávateľa, ktorý by nám to dokázal ponúknuť.“

Kevin Pelka,
projektový manažér spoločnosti gefeba

Gefeba a jej inšpirácie

Ak sú nízkonapäťové rozvádzače, ako v projekte pre thyssenkrupp Steel Europe, vybavené ochranou pred elektrickým oblúkom triedy B, dôjde k poškodeniu iba jedného alebo dvoch rozvádzačov a proces môže pokračovať aspoň v núdzovom režime. Spoločnosť gefeba bola katalyzátorom pri vývoji súpravy na ochranu proti oblúkom, pričom bola cenným prínosom prostredníctvom svojho dlhodobého zastúpenia v poradnej rade pre zákazníkov v spoločnosti Rittal.

Zdroj: Lantzsch, J. – Koch, H-R.: Tackling electrical arc. Rittal. [online]. Publikované v časopise beTop spoločnosti Friedhelm Loh Group. Citované 4. 11. 2022.