Oddziaływania łuku elektrycznego na rękawice elektroizolacyjne ELSEC Marek Łoboda Secura B.C.

Transkrypt

1 Oddziaływania łuku elektrycznego na rękawice elektroizolacyjne ELSEC Marek Łoboda Secura B.C. ENERGETAB 2016, Bielsko-Biała 1

2 Wprowadzenie Od kilku lat w ramach prac Komitetów Technicznych IEC TC 78 oraz CLC TC 78 są opracowywane normy dotyczące badań odporności materiałów przeznaczonych na ubiory ochronne dla pracowników narażonych na poparzenie wskutek termicznego oddziaływania łuku elektrycznego, mogącego powstać podczas prac pod napięciem w instalacjach i urządzeniach elektrycznych. Wysoka temperatura i duża energia, stanowiące specyficzne cechy łuku elektrycznego wymagają znacznie wyższej odporności materiału, ubioru lub innego środka ochrony indywidualnej na narażenia termiczne spowodowane przez łuk elektryczny niż przy np. oddziaływaniu palącego się płomienia lub ognia wywołanego pożarem.

3 Opublikowane oraz opracowywane normy dotyczące badań oporności środków ochrony na działanie łuku elektrycznego Numer normy Tytuł Uwagi PN-EN : 2009 Prace pod napięciem - Odzież ochronna przed zagrożeniami termicznymi spowodowanymi łukiem elektrycznym - Część 1-1: Metody badań - Metoda 1 - Określanie parametrów łuku (ATPV i EBT50) dla materiałów trudnopalnych na ubrania Opublikowana w języku angielskim PN-EN : 2015 Pr EN IEC Ed.1 Projekt - PWI (Preliminary Work Item) Ed.1 Prace pod napięciem - Odzież ochronna przed zagrożeniami termicznymi spowodowanymi łukiem elektrycznym - Część 1-2: Metody badań -Metoda 2: Określanie klasy ochrony przed łukiem elektrycznym materiałów i odzieży przy zastosowaniu wymuszonego i ukierunkowanego łuku elektrycznego (komora probiercza) Live working - Protective clothing against the thermal hazards of an electric arc - Part 2: Requirements Live working - Eye, face and head protectors against the effects of electric arc - Test methods and requirements Live working - Determination of the electric arc performance of hand protection equipment Opublikowana w języku angielskim Projekt w stadium opiniowania -termin publikacji Zdecydowano, żeby projekt cofnąć do fazy zero - niezgodności z normą ISO (zero stage), na którą powołuje się IEC W roku 2012 utworzono grupę roboczą WG 15, która pracuje nad projektem nowej normy

4 Metody badań odporności na łuk elektryczny wg norm IEC /EN W normach EN/IEC wyróżnia się dwie metody badań odporności na działanie łuku elektrycznego: - Metodę A, stosowaną do badania płaskich próbek materiału, - Metodę B, przeznaczoną do badania gotowych części ubiorów lub innych środków ochrony umieszczanych na manekinie. Obie metody polegają na pomiarach i opisie właściwości materiału lub części ubioru charakteryzujących ich reakcję na energię promieniowaną przez łuk elektryczny w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych. Określa się wartość przepuszczonej przez środek ochrony energii cieplnej, która może spowodować poparzenia ciała drugiego stopnia w czasie ekspozycji na działanie łuku. Ilość przepuszczonego przez lub wyrób ciepła jest porównywana z tą, która może spowodować oparzenia drugiego stopnia, wg tzw. krzywej Stolla.

5 Metoda A Do pomiaru energii cieplnej są stosowane panele zawierające co najmniej dwa czujniki (sensory kalorymetry). Panele mogą być przesuwane na odległość od 200 do 600 mmm od osi elektrod między którymi jest inicjowany łuk elektryczny. Na powierzchni każdego z trzech paneli umieszcza się naprężoną próbkę badanego materiału.

6 Metoda B Próbki ubioru (np. bluzę) umieszcza się na ustawionym w pozycji pionowej manekinie wykonanym z materiału nieprzewodzącego. Na części przedniej manekina umieszcza się czujniki (sensory).

7 Metoda test box łuk ukierunkowany Widok układu do badań: 1 - otwory w elektrodach na drut inicjujący łuk, 2 - płyta izolacyjna, 3 - elektrody miedziane, 4 - płyta z zaprawy tynkowej, 5 elektroda, 6 płyta z badana próbką materiału lub manekin, 7- złącze przewodów, 8 test box, w którym generowany jest łuk elektryczny, 9 - przewody zasilające..

8 Badanie odporności rękawic ELSEC na działanie łuku elektrycznego w roku 2007 Rękawice ELSEC były nakładane na manekiny ceramiczne i umieszczane w odległości 300mm od źródła łuku elektrycznego (metoda test box ) Rękawice ustawiano w taki sposób, aby ich strona zewnętrzna była skierowana w kierunku generowanego łuku elektrycznego.

9 Widok stanowiska probierczego podczas badań rękawic ELSEC w roku 2007 na Politechnice Warszawskiej Parametry obwodu zwarciowego: - napięcie zasilania: 405V, - prąd: 4 ka 5 %, dla klasy 1, - prąd: 7 ka 5 %, dla klasy 2. - czas przepływu prądu i palenia się łuku - 500ms 0,5 % Prąd łuku był mierzony za pomocą bocznika prądowego i rejestrowany za pomocą rejestratora HIOKI a napięcie łuku mierzono za pomocą sondy napięciowej i oscyloskopu firmy Tektronix.

10 Wynik badań odporności rękawic ELSEC na działanie łuku elektrycznego w roku 2007 Po wykonaniu badań rękawice fotografowano i oceniano ich stan fizyczny Wyniki badań odporności rękawic na łuk elektryczny można zgodnie z wymaganiami norm należy uznać za pozytywny, gdyż oddziaływanie łuku elektryczny nie spowodowało: zapalenia się rękawic, wypalenia otworów, powierzchniowego stopienia rękawic.

11 Nowe badania odporności rękawic ELSEC na działanie łuku elektrycznego w roku 2016 Badania wykonano w Laboratorium Wielkoprądowym Instytutu Energetyki w Warszawie w lutym 2016 r. w oparciu o procedury opracowane na Politechnice Warszawskiej oparte na normach: [1] PN-EN : Prace pod napięciem Odzież ochronna przed zagrożeniami termicznymi spowodowanymi łukiem elektrycznym Część 1-1: Metody badań Metoda 1 Określenie parametrów łuku (ATPV i EBT50) dla materiałów trudnopalnych na ubrania. [2] PN-EN : Prace pod napięciem Odzież ochronna przed zagrożeniami termicznymi spowodowanymi łukiem elektrycznym Część 1-2: Metody badań Metoda 2 Określenie klasy ochrony przed łukiem elektrycznym materiałów i odzieży przy zastosowaniu wymuszonego i ukierunkowanego łuku elektrycznego (komora probiercza).

12 Nowe badania odporności rękawic ELSEC na działanie łuku elektrycznego w roku 2016 Do badań rękawic ELSEC zastosowano: - układ generujący prąd przemienny o określonych wartościach i czasie przepływu prądu, - system akwizycji danych, rejestrujący parametry prądu i napięcia podczas wyładowania łukowego o czasie trwania 500 ms ± 0,5 %, a także rejestrujący przebiegi zmian temperatury w czasie do 30 s, - układ elektrod stalowych między którymi generowano swobodne wyładowanie łukowe, - płytę izolacyjną, na której umieszczano badane rękawice ELSEC oraz trzy sondy (kalorymetry) S1, S2 i S3. Dwie skrajne sondy S1 i S3 były umieszczone wewnątrz badanych rękawic, a trzecia sonda S2 (monitor), znajdowała się na otwartej przestrzeni pomiędzy sondami S1 i S3. Wszystkie sondy znajdowały się w odległości 30 mm od elektrod, między którymi generowano łuk elektryczny, - sondy (kalorymetry) do których zostały przyłączone termopary typu K.

13 Nowe badania odporności rękawic ELSEC na działanie łuku elektrycznego w roku 2016 Szkic układu elektrod i lokalizacji kalorymetrów S1, S2 i S3 Zdjęcie rękawic ELSEC kl.00 przed badaniem odporności na łuk

14 Nowe badania odporności rękawic ELSEC na działanie łuku elektrycznego w roku 2016 Klasa 00 4kA Klasa 0 4kA Klasa 2 7kA Klasa 3 7kA

15 Nowe badania odporności rękawic ELSEC na działanie łuku elektrycznego w roku 2016 Przykładowe przebiegi zmian w czasie mierzonych parametrów dla rękawic ELSEC klasy 00.

16 Nowe badania odporności rękawic ELSEC na działanie łuku elektrycznego w roku 2016 Klasa rękawic Rękawica Wartość prądu - I rms [ka] Czas trwania zwarcia t [s] Maks. bezpośrednia energia wyładowania łukowego E i0 [cal/cm 2 ] Maks. energia przenikania E it [cal/cm 2 ] Lewa 0,71 4,39 0,522 1,98 Prawa 0,64 Lewa 0,43 4,39 0,502 1,66 Prawa 0,44 Lewa 0,46 4,37 0,502 1,90 Prawa 0,48 Lewa 0,81 7,09 0,501 5,22 Prawa 1,07 Lewa 0,72 7,10 0,503 5,41 Prawa 0,66 Klasa próby 3 Lewa 6,86 0,503 5,75 0, Wynik próby Pozytywny Pozytywny Pozytywny Pozytywny Pozytywny Pozytywny

17 Nowe badania odporności rękawic ELSEC na działanie łuku elektrycznego w roku 2016 Do oceny efektywnego ograniczania energii cieplnej przez rękawice elektroizolacyjne ELSEC jest niezbędne porównanie przebiegów czasowych energii zarejestrowanej przez sondy (kalorymetry) umieszczone wewnątrz rękawic ze zmianami energii referencyjnej określonej w normach jako krzywa Stolla. Dla wszystkich zarejestrowanych wyników pomiarów wartości energii cieplnej wewnątrz rękawic były mniejsze od energii referencyjnej, co świadczy o skutecznej redukcji energii cieplnej przez wszystkie badane rękawice ELSEC do poziomu niższego niż powodującego poparzenia skóry człowieka drugiego stopnia z 50% prawdopodobieństwem. Na podstawie oceny wzrokowej stanu rękawic ELSEC po oddziaływaniu termicznym łuku nie stwierdzono ich zapłonu ani fizycznego uszkodzenia, np. przerwania, przedziurawienia, stopienia lub odkształcenia. Pełny raport z badań jest dostępny w firmie SECURA B.C.

18 Nowe badania odporności rękawic ELSEC na działanie łuku elektrycznego w roku 2016 Rękawice ELSEC odporne na łuk elektryczny z nowym oznaczeniem - piktogramem

19 Dziękujemy Państwu za uwagę