Verktækni - 2015, Blaðsíða 67

VERKTÆKNI 2015/20 67
TÆKNI- OG vísINdaGreINar
með 63 A bræðivar. Þetta fyrirkomulag er nokkuð algengt þar sem val
á bræðivari er skv. IEC 60787 og IEC 62271-05, einnig má sjá lista í
bæklingi frá ABB um bræðivör [8].
Mynd 4 sýnir þessa uppsetningu. Við útreikninga má sjá að áætlað­
ur skammhlaupsstraumur á 400 V skinnu er um 22,6 kA.
100% ljósbogastraumur er því um 10,6 kA og í þessu tilfelli er
orkuþéttni ljósboga meiri við 85% ljósbogastraum sem er áætlaður að
vera um 9,03 kA.
Straumurinn sem fer í gegnum bræðivarið miðað við 85% ljósboga­
straum er um 330 A. 63 A bræðivarið mun aðeins sjá þennan straum
sem yfirálagsstraum og mun taka um 5,66 sek. að leysa út og einangra
bilun.
Orkan sem leysist út úr kerfinu við vinnufjarlægð á þessum tíma er
áætluð að vera 106,7 cal/cm2. NFPA 70E staðallinn skilgreinir hæst 4.
flokk (PPE 4) en hann nær að 40 cal/cm2. Í þessu tilfelli er ljósboga­
orkan langt yfir þeim mörkum.
Vegna þess hve lágur ljósbogastraumur er miðað við skammhlaups­
straum er oft talað um að hann blekki varnarbúnað og bræðivör sem
miðuð eru að því að leysa út skammhlaupsstraum.
Með því að skoða fleiri dæmi með mismunandi spennastærðum
kemur í ljós að þetta er ekki bundið við ákveðna stærð af spenni, sjá
mynd 4. Eins og áður eru bræðivör valin eftir lista í ABB bæklingi.
Það getur tekið 100 A bræðivar sem er við 1250 kVA spenni allt að
17 sek. að einangra ljósbogastraum sem myndast hefur á 400 V hlið
spennis. Orkan sem leysist út úr kerfinu við vinnufjarlægð á þessum
tíma er áætluð að vera 465 cal/cm2, eða meira en tíuföld sú orka sem
NFPA 70E staðallinn skilgreinir inna hæsta PPE flokks.
Kerfi með minni spenna koma betur út úr þessum útreikningum. Það
tekur 40 A bræðivarið við 500 kVA spennir 0,68 sek. að leysa út, þar
með myndi það kerfi flokkast innan PPE flokks 3. Sama bræðivar við
400 kVA spenni einangrar bilun og slekkur ljósbogastraum á 2,26 sek.
Þetta er verulega langur tími fyrir varnarbúnað, en þar sem orkan er
takmörkuð þá flokkast 400 V kerfið við þennan spenni innan PPE 4.
Síðasta dæmi sem tekið er hér er 300 kVA spennir með 25 A bræði­
var á háspennuhlið spennis. Það tekur 25 A bræðivarið 0,42 sek að
leysa út ljósbogastraum á 400 V dreifingu. Í þessu tilfelli myndi bún­
aðurinn flokkast innan PPE flokks 2.
Miðað við þær forsendur sem dæmin hér að ofan miða við þá er
ljóst að ljósbogastraumur getur verið blekkjandi fyrir bræðivör þar sem
þau sjá ljósbogastraum sem yfirálagsstraum. Minni bræðivör við minni
spenna ná þó að bregðast skjótar við ljósbogastraumi og þar með
takmarka betur orkuna sem brýst út við atvikið.
Innleiðing ljósbogavarna
Við innleiðingu ljósbogavarna er byrjað á því að meta rafbúnaðinn
sem hætta getur stafað af. Fyrsta skref er að safna upplýsingum um
gerð búnaðar, stillingar varnarbúnaðar, lengd strengja, eiginleika
spenna og fleira. Þessar upplýsingar eru notaðar til þess að byggja upp
hermilíkan sem reiknar út þéttni ljósboga sem hlutfall af fjarlægð frá
uppruna ljósboga. Með þessu má meta PPE flokk kerfis og skilgreina
hættusvæði ljósboga. Greining sem þessi leiðir líka í ljós ef stillingar
varnarbúnaðar eru of háar fyrir ljósbogastraum og taki þar með of
langan tíma að einangra bilun af völdum ljósbogaatviks.
Eftir að greining á kerfinu hefur verið gerð eru rafmagnsskápar
merktir. Merkingarnar eru skv. NFPA 70E staðli, en þar er gerð krafa
um að ákveðnar upplýsingar skuli komi fram á merkingu. Merkingin
er til þess að upplýsa starfsmann um hættusvæði ljósboga og hvaða
öryggisfatnaði og búnaði starfsmaður skal klæðast við vinnu innan
hættusvæðis.
Lykilatriði er að fræða starfsmenn um ljósbogahættur, hvernig lág­
marka má hættu vegna ljósbogaatviks og hvernig skal unnið eftir þeim
upplýsingum sem koma fram á skápaskiltum ljósbogahættu.
Síðustu árin hefur Verkís aðstoðað minni sem stærri fyrirtæki við
innleiðingu öryggiskrafna við ljósbogahættu. Verkís býr yfir sérþekk­
ingu á sviðinu og vinnur með sérhæfð forrit til þess að greina ljósboga­
hættur rafbúnaðar. Einnig hefur fyrirtækið aðstoðað og veitt upplýs­
ingar um innleiðingu öryggiskrafna við ljósbogahættu.
Mynd 6 Dæmi um skilti sem sett eru á skápa og upplýsa starfsfólk um
hættusvæði ljósboga og til hvaða öryggisráðstafanir starfsmaður skal
taka við vinnu innan hættusvæðis.
Mynd 5: Útreikningar á ljósbogaatvikum lágspennu megin við spenni, mismunandi spennastærðir.