Bezpieczne i niezawodne złącza kablowe średniego napięcia

Transkrypt

Instytut Energetyki
ul. Mory 8, 01-330 Warszawa
Bezpieczne i niezawodne
złącza kablowe
średniego napięcia
********
Wisła, 2016
Lidia Gruza, Stanisław Maziarz
Instytut Energetyki, ul. Mory 8, 01-330 Warszawa
Laboratorium Urządzeń Rozdzielczych

Niezawodność pracy złączy kablowych
średniego napięcia ma duże znaczenie
zarówno dla użytkowników jak i dostawców
energii

Temat jest szczególnie ważny, gdyż
w normalizacji nie ma odpowiedniej normy
przedmiotowej dotyczącej
prefabrykowanych złączy kablowych
Normy dotyczące prefabrykowanych stacji
transformatorowych oraz stacji instalowanych w
pomieszczeniach ruchu, podają wymagania dla
obiektów, w których instalowane są:
wszystkie
komponenty tzn. rozdzielnica SN,
transformator SN/nN, rozdzielnica nN
lub
kombinacja w/w. komponentów, przy czym zawsze
występuje transformator SN/nN
W Instytucie Energetyki opracowano wymagania
uwzględniając:
narażenia jakie mogą pojawić się podczas eksploatacji
prefabrykowanych złączy kablowych, w tym

zagrożenia dla zainstalowanych komponentów
zagrożenia dla osób obsługujących i osób postronnych
W interpretacji wymagań szczególne znaczenie miało
doświadczenie Laboratorium Urządzeń Rozdzielczych
zdobyte podczas wieloletnich badań rozdzielnic
i prefabrykowanych stacji transformatorowych
Normy uwzględniające wymagania, które można odnieść do
prefabrykowanych złączy kablowych:
PN-EN
61227-200: 2012 - Wysokonapięciowa aparatura
rozdzielcza i sterownicza – Część 200: Rozdzielnice prądu
przemiennego w osłonach metalowych na napięcie znamionowe
powyżej 1 kV do 52 kV włącznie
PN-EN
62271-1: 2009 + A1:2011 - Wysokonapięciowa
aparatura rozdzielcza i sterownicza – Część 1: Postanowienia
wspólne
PN-EN
62271-202: 2014-12 - Wysokonapięciowa aparatura
rozdzielcza i sterownicza – Część 202: Stacje transformatorowe
prefabrykowane wysokiego napięcia na niskie napięcie

PN-EN 60529:2003+ A2: 2014-07 - Stopnie ochrony
zapewnianej przez obudowy (Kod IP)

PN-EN 62262:2003 - Stopnie ochrony przed zewnętrznymi
uderzeniami mechanicznymi zapewnianej przez obudowy
urządzeń elektrycznych (Kod IK) (IDT PN-EN 50102:2001)

PN-EN 61936-1:2011 + A1:2014-10 – Instalacje
elektroenergetyczne prądu przemiennego o napięciu wyższym
od 1 kV. Część 1: Postanowienia ogólne
(zastąpiła PN-E-05115 )
Z podanych norm wybrano wymagania, które ujmują
zjawiska fizyczne zachodzące podczas pracy
złączy kablowych
oraz uwzględniają narażenia, jakim mogą być poddane
złącze i jego komponenty
Budowa typowych złączy kablowych
Obudowy żelbetowe lub metalowe
(beton klas C25/30 lub C 30/37, zbrojony)
stanowiące najczęściej monolit z fundamentem,
z otworami wentylacyjnymi w drzwiach, pod
dachem i/lub na ścianach bocznych
Komponenty: powszechnie dostępne w Polsce
kilkupolowe rozdzielnice średniego napięcia,
najczęściej z izolacją SF6 lub z izolacją powietrzną
lub głowice konektorowe montowane w ściśle
dobranej konfiguracji
Producenci przypisują złączom kablowym
zazwyczaj parametry techniczne wynikające z
zainstalowanej rozdzielnicy SN.
Rozdzielnica wnętrzowa może pracować w złączu w
bardzo niekorzystnych, nietypowych warunkach
otoczenia:
zamknięta w małej obudowie, czasem bez
prawidłowej wentylacji, co podczas eksploatacji
może powodować bardzo groźne sytuacje, w tym
prowadzące do awarii, które mogą stanowić
zagrożenie dla obsługi lub osób postronnych.
Program badań typu dla prefabrykowanych złączy
kablowych, gwarantujący bezpieczną i niezawodną
eksploatację
Sprawdzenie
izolacji złącza
Procedura próby i
kryteria oceny wyników
wg wymagań normy
PN-EN 62271-202 p. 6.2
PN-EN 62271-200 p. 6.2
Sprawdzenie
nagrzewania
PN-EN 62271-1 p. 6.5
PN-EN 62271-200 p. 6.5
Rodzaj badania
Komentarz
Badanie dotyczy zainstalowanej rozdzielnicy. Gdy
rozdzielnica ma udokumentowane badania izolacji wg normy
przedmiotowej, wówczas badań nie wykonuje się. Zakres
udokumentowanych badań powinien obejmować
sprawdzenie izolacji rozdzielnicy napięciem udarowym
piorunowym – po 15 udarów obydwu biegunowości oraz
napięciem przemiennym w ciągu 1 s.
Ocena na podstawie badań typu rozdzielnicy w zakresie
nagrzewania toru głównego. Wykonanie badania jest
uzasadnione w przypadku, gdy zachodzi podejrzenie
przekroczenia dopuszczalnych temperatur po umieszczeniu
rozdzielnicy w obudowie złącza kablowego – próba przy
drzwiach zamkniętych. W takim przypadku może zajść
potrzeba obniżenia wartości prądu znamionowego ciągłego
tak aby dopuszczalne przyrosty temperatury ponad
temperaturę otoczenia złącza nie były przekroczone.
Rodzaj badania
Sprawdzenie wytrzymałości
zwarciowej obwodu
głównego i połączeń
uziemiających
Sprawdzenie stopnia
ochrony zapewnianej przez
obudowy
Procedura próby i kryteria
oceny wyników wg
Komentarz
wymagań normy
PN-EN 62271-202 p. 6.6
Jeżeli udokumentowana jest wytrzymałość
PN-EN 62271-1 p. 6.6
zwarciowa głównego toru prądowego
PN-EN 62271-200 p. 6.6
rozdzielnicy, badaniu podlegają połączenia
uziemiające złącza wewnętrzne i zewnętrzne.
PN-EN 62271-202 p. 6.7
PN-EN 62271-200 p. 7.2,
PN-EN 62271-1 p. 5.13
PN-EN 60529
PN –EN 61936-1 p. 8.1
Sprawdzeniu podlega zarówno obudowa
rozdzielnicy (min. IP3X) przy otwartych drzwiach
złącza kablowego jak również obudowa złącza
przy drzwiach zamkniętych (min. IP23D).
Ochronę osób przed dotknięciem części będących
pod napięciem po otwarciu drzwi złącza można
ocenić wg normy
PN –EN 61936-1 p. 8.1.
Procedura próby i kryteria
Rodzaj badania oceny wyników wg wymagań
normy
Sprawdzenie
PN-EN 62271-202 p. 5.101,
odporności
6.102.3
obudowy złącza PN-EN 62271-200 p. 5.13.3
kablowego na
PN-EN 62262 (idt. PN-EN 50102)
narażenia
mechaniczne
Próby działania
mechanicznego
(próby
funkcjonalne)
PN-EN 62271-200
p. 6.102, 6.101
Komentarz
Sprawdzeniu podlega prefabrykowana obudowa złącza
kablowego oraz obudowa rozdzielnicy po otwarciu drzwi
złącza. Podczas próby oceniana jest wytrzymałość na
uderzenia obudowy złącza o energii min. 20 J (IK10) oraz
wytrzymałość mechaniczna dachu na obciążenie min.
2500 N/m2. Dopuszczane jest większe obciążenie
mechaniczne zgodnie z lokalnymi specyfikacjami lub
uzgodnieniami z użytkownikiem. Po otwarciu drzwi złącza
ocenie podlega wytrzymałość obudowy rozdzielnicy na
uderzenia mechaniczne o energii min. 2J (IK07).
Podczas oceny złącza kablowego sprawdzeniu podlegają:
- rozdzielnica SN w zakresie prawidłowego działania
mechanicznego łączników i blokad, możliwości
przeprowadzania prób kabli oraz uzgadniania kolejności
faz;
- obudowa złącza w zakresie prawidłowego wykonania i
działania drzwi;
Jeżeli złącze jest wyposażone w układ telesterowania –
sprawdzeniu podlega prawidłowe działanie przy
wykorzystaniu zdalnego sterowania.
Rodzaj badania
Sprawdzenie kompatybilności
elektromagnetycznej
Procedura próby i
kryteria oceny wyników
wg wymagań normy
PN-EN 62271-1
p. 6.9.1.2 i p.6.9.2
62271-200 p. 6.9
Sprawdzenie i ocena skutków
łuku powstałego w wyniku
zwarcia wewnętrznego
PN-EN 62271-202
p. 6.103 i Załącznik AA.
Komentarz
Badanie EMC powinno być wykonane dla
zainstalowanej rozdzielnicy SN lub innych
komponentów jeżeli jest ono uzasadnione, tzn. jeżeli
obiekt zawiera np. elektroniczne układy sterujące
Po zainstalowaniu w złączu kablowym rozdzielnicy
SN z udokumentowaną łukoochronnością, ze
względu na konstrukcję złącza konieczne jest
wykonanie badania z każdą rozdzielnicą, jaka jest
przewidziana do instalowania w złączu, jeżeli mają
one różne rozwiązania rozładowania ciśnienia
powstałego podczas zwarcia łukowego.
Sprawdzana jest odporność na wewnętrzne zwarcie
łukowe dla klasyfikacji IAC AB wg kryteriów
podanych w normach
PN-EN 62271-200
PN EN 62271-202
Wymagania ogólnokonstrukcyjne
obowiązują normy
PN-EN 62271-1: 2009 + A1:2011
PN-EN 61936-1: 2011 + A1:2014
PN-EN 62271-200: 2012
PN-EN 62271-202: 2014
zawierają wymagania, które odnoszą się zarówno do
rozdzielnicy SN jak również do obudowy złącza
kablowego
Zakres oceny:
stan uziemienia
zapisy na tabliczkach znamionowych
spełnienie wymagań dotyczących drzwi, otworów
wentylacyjnych, zamków
wytrzymałość ogniowa obudowy złącza
zastosowanie tablic ostrzegawczych
ochrona zapewniana przez obudowę złącza kablowego i
osłony komponentów
poziom ochrony przed narażeniem mechanicznym
odporność na wewnętrzne zwarcie łukowe
możliwości badania izolacji kabli i uzgadniania faz
Podsumowanie
Konstrukcja prefabrykowanego złącza kablowego
powinna spełniać wymagania norm
oraz
lokalnych rozporządzeń obowiązujących w miejscu
instalacji
Urządzenia elektroenergetyczne powinny
charakteryzować się poprawnym i bezawaryjnym
działaniem bez uciążliwości dla otaczającego
środowiska
Parametry przypisywane złączom kablowym w Certyfikatach Zgodności wydawanych
w Instytucie Energetyki
Napięcie znamionowe
Poziom znamionowy izolacji
Częstotliwość znamionowa / Liczba faz
Prąd znamionowy ciągły
Prąd znamionowy szczytowy wytrzymywany
Prąd znamionowy krótkotrwały wytrzymywany
Prąd szczytowy wytrzymywany połączeń uziemiających
Prąd krótkotrwały wytrzymywany połączeń uziemiających
Klasyfikacja odporności na łuk wewnętrzny
Stopień ochrony obudowy złącza i obudowy komponentów
Wytrzymałość dachu na obciążenie
Wytrzymałość obudowy na uderzenia
Dziękuję za uwagę
e-mail: [email protected], kom.: 604886438