Bezpieczne i niezawodne złącza kablowe średniego napięcia

Transkrypt

1 Instytut Energetyki ul. Mory 8, Warszawa Bezpieczne i niezawodne złącza kablowe średniego napięcia ******** Wisła, 2016 Lidia Gruza, Stanisław aw Maziarz

2 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

3 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

4 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 zdobyte podczas wieloletnich badań rozdzielnic i prefabrykowanych stacji transformatorowych

5 Normy uwzględniające wymagania, które można odnieść do prefabrykowanych złączy kablowych: PN-EN : 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 : A1: Wysokonapięciowa aparatura rozdzielcza i sterownicza Część 1: Postanowienia wspólne PN-EN : Wysokonapięciowa aparatura rozdzielcza i sterownicza Część 202: Stacje transformatorowe prefabrykowane wysokiego napięcia na niskie napięcie

6 PN-EN 60529:2003+ A2: Stopnie ochrony zapewnianej przez obudowy (Kod IP) PN-EN 62262: Stopnie ochrony przed zewnętrznymi uderzeniami mechanicznymi zapewnianej przez obudowy urządzeń elektrycznych (Kod IK) (IDT PN-EN 50102:2001) PN-EN : A1: Instalacje elektroenergetyczne prądu przemiennego o napięciu wyższym od 1 kv. Część 1: Postanowienia ogólne (zastąpiła PN-E )

7 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

8 Budowa typowych złąz łączy 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 SF 6 lub z izolacją powietrzną lub głowice konektorowe montowane w ściśle dobranej konfiguracji

9 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.

10 Program badań typu dla prefabrykowanych złączy kablowych, gwarantujący bezpieczną i niezawodną eksploatację Rodzaj badania Sprawdzenie izolacji złącza Sprawdzenie nagrzewania Procedura próby i kryteria oceny wyników wg wymagań normy PN-EN p. 6.2 PN-EN p. 6.2 PN-EN p. 6.5 PN-EN p. 6.5 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.

11 Rodzaj badania Sprawdzenie wytrzymałości zwarciowej obwodu głównego i połączeń uziemiających Procedura próby i kryteria oceny wyników wg wymagań normy PN-EN p. 6.6 PN-EN p. 6.6 PN-EN p. 6.6 Komentarz Jeżeli udokumentowana jest wytrzymałość zwarciowa głównego toru prądowego rozdzielnicy, badaniu podlegają połączenia uziemiające złącza wewnętrzne i zewnętrzne. Sprawdzenie stopnia ochrony zapewnianej przez obudowy PN-EN p. 6.7 PN-EN p. 7.2, PN-EN p PN-EN PN EN 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 p. 8.1.

12 Rodzaj badania Sprawdzenie odporności obudowy złącza kablowego na narażenia mechaniczne Próby działania mechanicznego (próby funkcjonalne) Procedura próby i kryteria oceny wyników wg wymagań normy PN-EN p , PN-EN p PN-EN (idt. PN-EN 50102) PN-EN p , 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 N/m 2. 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.

13 Rodzaj badania Sprawdzenie kompatybilności elektromagnetycznej Procedura próby i kryteria oceny wyników wg wymagań normy PN-EN p i p p. 6.9 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 Sprawdzenie i ocena skutków łuku powstałego w wyniku zwarcia wewnętrznego PN-EN p i Załącznik AA. 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 PN EN

14

15

16

17

18 Wymagania ogólnokonstrukcyjne obowiązują normy PN-EN : 1: A1:2011 PN-EN : 1: A1:2014 PN-EN : 200: 2012 PN-EN : 202: 2014 zawierają wymagania, które odnoszą się zarówno do rozdzielnicy SN jak również do obudowy złącza kablowego

19 Zakres oceny: Instytut Energetyki, ul. Mory 8, Warszawa 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

20 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

21 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

22 Dziękuję za uwagę kom.: