Erősáramú betáplálás ívveszély elemzése

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Szedenik Norbert
Villamos Energetika Tanszék

A villamos energiának két fő veszélyforrása van: áramütés és égési sérülés a villamos ív keletkezése esetén. Sok esetben az égési sérülés kockázata, és a bekövetkezése esetén ennek súlyossága, meghaladja az áramütés kockázatát is. A villamos ív általában meghibásodáskor, valamint feszültség alatti rendszereken végzett munkák, műveletek során keletkezik.

Az Egyesült Államokban nagy figyelmet fordítanak a meghibásodások, vagy kezelési hibák esetén keletkező ív veszélyes hatásának a kivédésére a villamos rendszerekben. Szabványokban határozzák meg a villamos ív energiájának a kiszámítási módszereit, valamint ennek függvényében a karbantartó és a kezelőszemélyzet által viselendő egyéni védőeszköz szinteket, az égési sérülések elkerülése érdekében. A minimális cél az, hogy váratlan ívhatásnak történő kitétel esetén, a dolgozó ne szenvedjen másod-, vagy magasabb fokú égési sérülést. Az Európai Unió országaiban ezt a témakört nem kezelik olyan mélységben, mint az USA-ban, még nincsenek bevezetett szabványok a villamos rendszerekben zárlatok esetén keletkező ív energiájának a kiszámítására.

Diplomamunkám témája az amerikai tulajdonban lévő Alcoa-Köfém Kft. Energiaszolgáltatási Szervezetének kezelésében lévő nagyfeszültségű elosztórendszerben és a kisfeszültségű szekunder elosztói rendszer nagy teljesítményű részében az ívveszély elemzés elvégzése az IEEE Std. 1484-2002 Útmutató az ívveszély számítások végzéséhez (IEEE Guide for Performing Arc-Flash Hazard Calculations) és az NFPA 70E Munkahelyek villamos biztonsága (Standard for Electrical Safety in the Workplace) szabványok előírásai alapján.

A munkám elején átolvastam, mélyrehatóan tanulmányoztam és megértettem a fentebb említett szabványokat. Meghatároztam, hogy a szabványok mely részei vonatkoznak az általam tanulmányozott villamos rendszerekre. Elkezdtem a helyszíni adatgyűjtéseket a meglévő dokumentációkból, valamint a villamos rendszerekből, többszöri bejárások során, amelyben segítségemre voltak a vállalat villamos szakemberei is.

A villamos ív energiájának a kiszámítására, alapvetően két fő információra van szükség: a zárlati áramokra, valamint ezek megszakítását biztosító védelmi eszközök (megszakítók, olvadóbiztosítók) kikapcsolási idejére. Ezek az információk, különösen a régen telepített villamos rendszerek esetén, nincsenek megadva a villamos tervdokumentációkban.

A zárlati áramok meghatározásához, először is ki kellett számítanom a különböző hálózatrészek impedanciáját. Ehhez sok esetben helyszíni felméréssel határoztam meg például a kábelek, áramvezető sínek hosszát, méreteit és típusát.

A zárlati áramok kikapcsolási idejének a meghatározása sokrétű feladat volt. A nagyfeszültségű megszakítók esetén ezeket az időket ki tudtam gyűjteni a rendelkezésemre bocsátott védelem beállítási jegyzőkönyvekből. A kisfeszültségű megszakítók esetén ilyen jegyzőkönyvek nem állnak rendelkezésre, ezért a helyszínen kellett leolvasnom a megszakítók beállítási paramétereit, majd a gyártói katalógusokból megállapítani ezen beállításoknak megfelelő kikapcsolási időket. Az olvadóbiztosító típusokat feljegyeztem a helyszíni bejárások során, és a gyártói katalógusokból, az áram-idő görbékből kiolvastam a megszakítási időket, az előzőleg kiszámított zárlati áramok alapján.

Ezután már visszatérhettem az amerikai szabványok képleteihez: kiszámítottam az ív energiákat, ezeknek megfelelően megállapítottam a szükséges egyéni védőeszköz szinteket, valamint kiszámítottam azokat a távolságokat, amelyeken belül védőeszköz viselése nélkül nem szabad tartózkodni.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.