Новейшие системы контроля дуги TVOC-2

В последнее время в ведущих отраслях промышленности, таких как нефтехимический комплекс, энергетика, тяжелая промышленность и т.д., сложилась устойчивая тенденция к использованию передовых технологий на любой стадии добычи, производства, переработки, транспортировки и поступления готового продукта к потребителям. Применение новейших инновационных решений требует обеспечения бесперебойной подачи питающего напряжения на любом этапе. С этим напрямую связано стремление руководителей ведущих российских компаний сократить простои технологического оборудования в результате внештатных ситуаций на электрических подстанциях, распределительных устройствах, шкафах управления и т.д.

Одной из многих нештатных ситуаций в системах распределения и передачи электрической энергии, а также стационарных и передвижных электроустановках является дуговое короткое замыкание, которое обязательно сопровождается таким опасным явлением, как электрическая дуга.

К счастью, электрическая дуга не такое частое явление, но полностью исключить риск возникновения дуги нельзя, тем более что последствия возникновения дуги могут быть гораздо серьезнее, чем это кажется на первый взгляд.

Электрическая дуга создает повышенное давление (до 225 кг/см) и оказывает сильное термическое воздействие (7000–8000 °C) как на отдельные части, так и в целом на электроустановку. В результате дуга приводит не только к выходу из строя установки, но и к внеплановым простоям технологического оборудования и, как следствие, к потерям времени и снижению прибыли предприятия. Ремонт и устранение неисправностей также требуют немалых временных и материальных затрат. Однако все перечисленные сложности не идут ни в какое сравнение с человеческими потерями, которые также, к сожалению, встречаются при обслуживании электроустановок.

Причины возникновения дуги могут быть различными: человеческие ошибки при монтаже и вводе в эксплуатацию оборудования, некачественное соединение кабелей и шин, загрязнение, животные и т.д.

По статистике, большинство инцидентов (до 65%) возникает в момент, когда персонал работает внутри установки и когда открыты двери шкафов распределения и щитов управления. Незакрытые двери в значительной степени уменьшают защиту от дуги внутри установки.

Обеспечить надежную и безотказную защиту электроустановки от дуги можно при помощи новейшей системы защиты от электрической дуги TVOC-2.

Во избежание повреждения оборудования и предотвращения получения серьезных травм персоналом во время возникновения аварийных ситуаций дуговое короткое замыкание должно быть устранено как можно быстрее, в течение не более чем 50 мс. Большее время присутствия дуги в электроустановке неминуемо приведет к выгоранию кабелей, шин, а также разрушению стальных конструкций.

Системе контроля дуги TVOC-2 требуется менее 1 мс для обнаружения дуги и еще 25–30 мс для отключения вводного автоматического выключателя. Тем самым менее чем за 30–35 мс электроустановка полностью отключается от питания и, соответственно, дуга гаснет.

Принцип действия системы контроля дуги основан на фиксации световой вспышки в момент возникновения электрической дуги. Оптоволоконные оптические датчики, которыми оборудовано устройство контроля, позволяют практически мгновенно фиксировать световое излучение и передавать информацию в модуль контроля. Откалиброванные на заводе датчики не требуют настройки при вводе в эксплуатацию. Установка датчиков внутри электроустановки допускается в любом месте, где возможно возникновение дуги: в шинном, кабельном или низковольтном отсеках, отходящих линиях и т.д. Широкий угол захвата позволяет одному датчику контролировать пространство и фиксировать появление дуги в радиусе до 3 м.

Оптоволоконные оптические датчики нечувствительны к электромагнитным помехам, которые могут индуцироваться в кабелях и проводах. Это позволяет использовать шкафы распределения и управления в различных условиях с точки зрения электромагнитной совместимости.

Благодаря использованию до 30 оптических датчиков, а также разноименной работе выходов модуля контроля система может быть настроена для подачи сигналов на отключение разным автоматическим выключателям в зависимости от того, какой датчик определил появление светового излучения, то есть в зависимости от места появления дуги. Ведение журналов регистрации аварийных отключений, управление работой системы и интерфейсом пользователя осуществляются с помощью встроенной микропроцессорной техники. Для расширения возможностей системы контроля дуги возможно применение дополнительного модуля контроля тока. Этот модуль позволяет системе не только фиксировать появление светового излучения, но и определять силу тока в момент возникновения дугового короткого замыкания. С применением модуля контроля тока возможно задавать более гибкий алгоритм отключения электроустановки в зависимости не только от светового излучения, но также и от протекающего тока.

Если происходит резкое прекращение подачи питающего напряжения, в устройстве сохраняется энергия, достаточная для его работы на протяжении 0,2 с. Этого достаточно для приведения в действие цепей отключения, даже если питающее напряжение пропало в результате короткого замыкания.

Система контроля дуги сконструирована с учетом требований функциональной безопасности и сертифицирована согласно стандартам МЭК 61508 и МЭК 62061 и стандарту безопасности (SIL-2). Модуль контроля дуги отвечает требованиям класса d стандарта EN ISO 13849-1.