SYGNALIZATOR MIEJSCA ZWARCIA W SIECI KABLOWEJ SN SMZ - 2, SMZ - 2P INSTRUKCJA OBSŁUGI Łódź marzec 2004r.
1. Warunki bezpieczeństwa. Sygnalizator SMZ-2 i SMZ-2P wraz z dostarczonym wyposażeniem spełnia wymagania dyrektywy 73/23/EWG 93/68/EWG. Urządzenia zostały wyprodukowane i przetestowane zgodnie z normą PN-EN 61010-1 Wymagania bezpieczeństwa elektrycznych przyrządów pomiarowych, automatyki i urządzeń laboratoryjnych dla urządzeń stacjonarnych, dla napięcia pracy do 300V, III kategorii instalacji przy stopniu zanieczyszczenia 2. Odpowiedzialność sprzedawcy za wyrób wygasa, jeżeli jest on stosowany niezgodnie z przeznaczeniem lub jeżeli wyrób, włącznie z wyposażeniem dodatkowym zostanie zmieniony bez uzgodnienia z producentem. 1.1. Bezpieczństwo użytkownika. W celu zachowania warunków bezpieczeństwa i zapewnienia bezpiecznej obsługi użytkownik musi respektować wszystkie informacje i oznaczenia zawarte w niniejszej instrukcji. Obsługa lub naprawa wymagająca otwarcia obudowy urządzenia może być prowadzona wyłącznie przez personel kwalifikowany, spełniający wymagania Art. 54 Ustawy "Prawo Energetyczne" z dnia 10.04.97 (Dz.U. 1997 Nr 158 z późniejszymi zmianami). UWAGA: Przed instalacją i użytkowaniem urządzenia należy uważnie przeczytać fragmenty oznaczone tym symbolem. 1.2. Wstępna ocena. Przed instalacją należy sprawdzić czy urządzenie jest w dobrym stanie i nie zostało zniszczone podczas transportu. Uwagi: - Urządzenie od strony zacisków zasilających nie wymaga uziemienia ani dodatkowych zabezpieczeń na przewodach zasilających, natomiast wymagane jest uziemienie zacisku czujnika prądu, który podłączony zostanie do zacisku nr 8 sygnalizatora (patrz rys. 8). - Zaciski nr 7 i 8 oznaczone symbolem są zaciskami ochronnymi połączonymi z przewodzącymi częściami urządzenia (wkręty mocujące płytę czołową). 1.3. Środki ostrożności w przypadkach niesprawności. W przypadku, gdy bezpieczne użytkowanie urządzenia nie jest możliwe, czyli gdy przyrząd: - wygląda na zniszczony - nie pracuje prawidłowo - był długo magazynowany w nieodpowiednich warunkach - został uszkodzony w transporcie należy wyłączyć urządzenie oraz upewnić się, że nie może zostać przypadkowo włączone. 2. PRZEZNACZENIE. Sygnalizator miejsca zwarcia SMZ-2 i SMZ-2P, instalowany w rozdzielniach SN lub stacjach SN/nn zasilanych siecią kablową, przeznaczony jest do szybkiej lokalizacji uszkodzonego odcinka tej sieci. SMZ-2 i SMZ-2P przeznaczony jest do rejestracji i sygnalizacji przepływu prądu zwarcia doziemnego w sieciach pracujących w układzie kompensacji prądu ziemnozwarciowego, w sieciach z punktem zerowym uziemionym przez rezystor lub w sieciach izolowanych. Stan alarmu w sygnalizatorze SMZ-2 wskazywany jest przez miganie czerwonej diody ALARM znajdującej się na płycie czołowej sygnalizatora oraz przez miganie zewnętrznego sygnalizatora świetlnego. W sygnalizatorze SMZ-2P oprócz sygnalizacji świetlnej, stan alarmu wskazywany jest przez zwarcie styku przekaźnika bistabilnego. 3. WYPOSAŻENIE. - czujnik prądu ziemnozwarciowego przekalibrowany zgodnie z zamówieniem - dwie opaski zaciskowe mocujące wieszak czujnika na kablu SN - osłony zacisków i płytka mocująca obudowę SMZ-2 do ściany - sygnalizator świetlny - patrz rys.2. (standardowo: X=240mm, Y=60mm - inne wartaści do uzgodnienia) - instrukcja obsługi - karta gwarancyjna 2
4. DANE TECHNICZNE. - Zasilanie podstawowe 230V~ +10%-15%, 50Hz±5% - Zasilanie rezerwowe 2xNiCd 700mAh, 1.2V (P-70AAR Panasonic) - Pobór mocy przy zasilaniu podstawowym max 2,5VA (ok. 1,5W) - Czas pełnego ładowania akumulatorów min. 2 doby - Czas sygnalizacji alarmu na akumulatorach min. 4h - Znamionowy progowy sygnał wejściowy: napięciowy 2.5V~ ±1% z dostarczonego wraz z przyrządem czujnika - Zmiana wartości progowej sygnału wejściowego: skokowa co 10% od 30% do 180% wartości znamionowej czujnika - Minimalny wymagany czas trwania zwarcia ustawiany przełącznikiem od 0.1 do 1.6s z krokiem 0.1s - czas alarmu przy zasilaniu podstawowym 20s - czas kasowania alarmu 4s - czas czuwania po zaniku napięcia podstawowego 60s - sygnalizacja braku napięcia sieci LED zielona miga z wypełnieniem 1/10 - sygnalizacja stanu naładowania akumulatorów: słabe LED zielona miga z wypełnieniem 1/2 dobre LED zielona świeci ciągle - sygnalizacja alarmu w SMZ-2: LED czerwona ALARM oraz zewnętrzny sygnalizator świetlny migają z wypełnieniem 1/10 - sygnalizacja alarmu w SMZ-2P: LED czerwona ALARM oraz zewnętrzny sygnalizator świetlny migają z wypełnieniem 1/10 zwarcie styków przekaźnika bistabilnego* - Obciążalność styków przekaźnika: 1A, 250V~ - Stopień ochrony obudowy IP 40 wg PN-EN 60529 - Klasa ochronności: II wg PN-EN 61140:2002 - Wytrzymałość elektryczna izolacji 2300Vr.m.s., 50Hz, 60s wg PN-EN 61010-1 - Dane techniczne czujnika: - Prąd znamionowy Iz ustawiany fabrycznie na wartość z zakresu od 7 do 150A - Przekładnia Iz/2.5V - Dokładność skalowania ±1% - Błąd liniowości ±2% - Błąd centryczności ±5% - Warunki klimatyczne użytkowania: - zakres temperatur -20 o C +40 o C - wilgotność max 90% (bez kondensacji pary) - nasłonecznienie brak bezpośredniego * UWAGA: rozładowanie akumulatorów w stanie alarmu powoduje automatyczne wyłączenie sygnalizatora ale w wersji SMZ-2P styki przekaźnika pozostają zwarte aż do pojawienia się napięcia zasilającego. Wygląd i wymiary gabarytowe sygnalizatora, czujnika prądu ziemnozwarciowego oraz zewnętrznego sygnalizatora świetlnego przedstawione są na rysunku 1. 5. MOCOWANIE SYGNALIZATORA. Sygnalizator SMZ-2 należy przymocować do wewnętrznej części budynku rozdzielni lub stacji, poza celą, zapinając go przy pomocy czerwonego zatrzasku na standardowej szynie montażowej TS (TH) - 35 lub na specjalnej płytce, przymocowanej bezpośrednio do ściany dwoma wkrętami z wkładkami rozporowymi. Płytka taka znajduje się na wyposażeniu sygnalizatora. 6. MOCOWANIE ZEWNĘTRZNEGO SYGNALIZATORA ŚWIETLNEGO. Sygnalizator świetlny należy przykręcić do zewnętrznej ściany budynku rozdzielni lub stacji (patrz rys. 2.) w miejscu dobrze widocznym z drogi dojazdowej oraz w miarę możliwości osłoniętym od bezpośredniego działania promieni słonecznych i deszczu. W tym celu należy przewiercić ścianę budynku wiertłem o średnicy 17mm. Konstrukcja i sposób montażu sygnalizatora uniemożliwia zdemontowanie go z zewnątrz budynku. 3
7. MOCOWANIE CZUJNIKA PRĄDU ZIEMNOZWARCIOWEGO. Czujnik wyposażony jest w specjalny wieszak, który należy mocować bezpośrednio na kablu SN przy pomocy dwóch plastikowych opasek zaciskowych znajdujących się na wyposażeniu. Patrz rys. 3. Postępowanie: - poluzować śrubę łącznika rdzenia i rozpiąć rdzeń czujnika - przyłożyć wieszak czujnika do powierzchni kabla SN - założyć dwie opaski zaciskowe przyciskając nimi wieszak do kabla - złożyć rdzeń i mocno dokręcić śrubę łącznika Uwaga: Rdzeń czujnika prądu ziemnozwarciowego musi obejmować przewody zerujące - uziemiające pancerze (ekrany) - poszczególnych żył kabla SN lub głowicy kabla SN (patrz rys. 4). Dzięki temu pola magnetyczne wytwarzane przez prądy płynące w pancerzach żył znoszą się i czujnik staje się wrażliwy jedynie na prądy płynące w żyłach. 8.PODŁĄCZENIE SYGNALIZATORA. Sygnalizator posiada siedmiostykową listwę zaciskową a czujnik prądu dwustykową, do których można stosować przewody o maksymalnym przekroju 4mm 2 (patrz rys. 1). Listwa zaciskowa sygnalizatora umożliwia podłączenie przewodów: zasilających (~230V ), sygnalizatora świetlnego oraz czujnika prądu ziemnozwarciowego. Uwagi: - Urządzenie nie wymaga uziemienia ani dodatkowych zabezpieczeń na przewodach zasilających, natomiast wymagane jest uziemienie zacisku czujnika prądu, który podłączony zostanie do zacisku nr 8 sygnalizatora (patrz rys. 8). - Zaciski nr 7 i 8 oznaczone symbolem są zaciskami ochronnymi połączonymi z przewodzącymi częściami urządzenia (wkręty mocujące płytę czołową). Po wykonaniu czynności opisanych w punktach 4, 5 i 6 należy wykonać następujące połączenia: - do zacisków 8, 9 doprowadzić przewody z czujnika prądu pilnując, by w jednym punkcie zbiegły się przewody: z czujnika prądu ziemnozwarciowego, pancerzy kabli SN (lub głowicy kabla SN) oraz przewód wychodzący z zacisku 8 listwy zaciskowej SMZ-2. Taki sposób podłączenia schematycznie pokazano na rys.4. - do zacisków 5, 6 doprowadzić przewody sygnalizatora świetlnego pilnując, by zacisk 5 (-) SMZ-2 połączyć z niebieskim a zacisk 6 (+) z brązowym przewodem sygnalizatora (patrz rys. 5.) - do zacisków 2, 3 doprowadzić przewody zasilające z sieci ~230V. W przypadku sygnalizatora wyposażonego w przekaźnik SMZ-2P - do zacisków 11, 12 doprowadzić przewody z zewnętrznego układu przekazującego sygnał alarmu (zwarcie styku) do punktu centralnego. 9. USTAWIANIE PARAMETRÓW SYGNALIZATORA W DANYM PUNKCIE SIECI. Na płycie czołowej SMZ-2 (patrz rys.1.) znajdują się dwa szesnastopozycyjne przełączniki obrotowe. Przełącznik PRĄD ZWARCIOWY służy do ustawienia progowej wartości prądu niezrównoważenia (a ściślej składowej zerowej tego prądu) wykrywanego przez czujnk. Po ustawieniu przełącznika zgodnie z wymaganą w danym punkcie sieci nastawą N (z przedziału 0,3 do 1,8), sygnalizator będzie wykrywał przy jednofazowym zwarciu doziemnym prądy niezrównoważenia o wartości większej od wyznaczonej wzorem: Ip=N*Iz, gdzie Iz jest prądem znamionowym czujnika podawanym na jego tabliczce znamionowej. Przełacznik OPÓŹNIENIE służy do wybrania (z przedziału 0,1 do 1,6s) właściwego, wymaganego do uruchomienia alarmu, czasu opóźnienia. Sygnalizator będzie wykrywał zwarcia o czasie trwania większym od czasu ustawionego przełącznikiem. Warunkiem poprawnej pracy sygnalizatora w danym punkcie sieci jest wyznaczenie nastawy N oraz prądu znamionowego czujnika Iz w taki sposób by wybrany w ten sposób próg wyzwolenia Ip znajdował się pomiędzy dwoma wartościami składowej zerowej prądu niezrównoważenia jaka może wystąpić w tym punkcie sieci. Pierwsza wartość obliczana jest gdy zwarcie wystąpiło przed czujnikiem patrząc na czujnik od strony źródła. W tym przypadku jest to prąd pojemnościowy Icu wnoszony przez zdrowe odcinki sieci znajdujące się bezpośrednio za czujnikiem. Druga wartość obliczana jest gdy zwarcie wystąpiło za czujnikiem patrząc na czujnik od strony źródła. W tym przypadku jest to różnica wektorowa pomiędzy prądem zwarciowym płynącym w punkcie zwarcia i prądem Icu. Po wykonaniu tych obliczeń przedział pomiędzy obliczonymi wartościami należy zawęzić o dokładność sygnalizatora (praktycznie należy przyjąć ±10%). 4
Progową wartość prądu Iz należy wybierać możliwie dużą szczególnie gdy obliczone wartości składowej zerowej maja małe wartości. Trzeba w takim przypadku przewidzieć, że do obliczonych prądów może się dodać lub odjąć składowa zerowa wynikająca z nierównomiernie obciążonych faz. Ze względu na stany nieustalone, wymagany czas opóźnienia należy ustawić możliwie największy, ale jednocześnie mniejszy od minimalnego czasu zadziałania zabezpieczeń w RPZ i wyłączenia sieci kablowej. W celu osiągnięcia pewności sygnalizacji w punkcie zainstalowania sygnalizatora oraz biorąc pod uwagę ilość żmudnych obliczeń producent deklaruje pomoc w doborze nastaw oraz w wyznaczeniu prądu Iz czujnika. W tym celu należy przesłać pełny schemat jednokreskowy sieci. Na schemacie, dla każdego zaznaczonego jedną kreską odcinka sieci należy podać typ i długość użytego kabla lub prąd pojemnościowy wnoszony przez ten odcinek do całkowitego zwarciowego prądu pojemnościowego generowanego w warunkach jednofazowego zwarcia doziemnego. Należy także podać znamionowe napięcie obliczanej sieci oraz prądy generowane przez rezystor i dławik, jeżeli występują. 10. URUCHOMIENIE I OPIS DZIAŁANIA SYGNALIZATORA. Uruchomienie sygnalizatora polega na doprowadzeniu do niego (po wykonaniu czynności opisanych w punktach: 5, 6, 7, 8, 9) zasilania podstawowego 230V 50Hz. Po podłączeniu napięcia zasilającego, sygnalizator rozpoczyna pracę od stanu czuwania. Podczas trwania tego stanu zielona dioda ZASILANIE znajdująca się na płycie czołowej wskazywać będzie poziom naładowania akumulatorów: akumulatory rozładowane - dioda zapala się co sekundę na okres 0.5s akumulatory naładowane - dioda świeci ciągle. Akumulatory są automatycznie doładowywane w czasie gdy do sygnalizatora podłączone jest zasilanie podstawowe 230V~. Po zaniku zasilania podstawowego, SMZ-2 będzie znajdować się w stanie czuwania jeszcze przez okres 1 minuty pod warunkiem, że nie wykryje w tym czasie wartości prądu niezrównoważenia większej od wartości progowej lub nie powróci zasilanie podstawowe. W tym czasie zielona dioda ZASILANIE zapalać się będzie co sekundę na czas 0.1s (krótkie błyski) sygnalizując brak napięcia zasilania podstawowego. Po upływie 1 minuty sygnalizator automatycznie wyłączy się. Ze stanu czuwania do stanu alarmu synchronizator przechodzi, gdy czujnik prądowy wykryje prąd większy od prądu zadanego przełącznikiem PRĄD ZWARCIOWY i czas trwania tego prądu przekroczy czas ustawiony przełącznikiem OPÓŹNIENIE. W stanie alarmu zielona dioda ZASILANIE zostaje wygaszona natomiast czerwona dioda ALARM oraz zewnętrzny sygnalizator świetlny zapalać się będą co sekundę na czas 0.1s (krótkie błyski), oraz sygnalizator automatycznie przełączy się na zasilanie rezerwowe (z wewnętrznych akumulatorów). W wersji SMZ-2P dodatkowo zwarte zostaną styki przekaźnika oznaczone jako 11, 12 na listwie zaciskowej (patrz rys. 1). Stan alarmu trwać będzie 20s w przypadku obecności zasilania podstawowego lub min. 4 godziny, gdy zasilanie podstawowe zostanie odłączone w czasie krótszym niż 20s od chwili wejścia przez sygnalizator w stan alarmu. W przeciwnym razie alarm zostanie skasowany i sygnalizator przejdzie do stanu czuwania. Czas 4 godziny ograniczony jest jedynie przez pojemność zastosowanych akumulatorów i w przypadku krytycznego stanu ich rozładowania sygnalizator wyłącza się. Dzięki temu akumulatory zabezpieczone są przed głębokim rozładowaniem i zapewniona jest ich długotrwała bezawaryjna praca. Stan alarmu jest automatycznie kasowany po czasie min. 4s od pojawienia się zasilania podstawowego. 11. ZASADA LOKALIZACJI USZKODZONEGO ODCINKA SIECI KABLOWEJ. Sieć kablową należy podzielić na odpowiednie odcinki i zainstalować na początku każdego odcinka układ sygnalizatora SMZ-2 w sposób opisany w punktach:5, 6, 7, 8 i 9. Wystąpienie zwarcia doziemnego w jednym z odcinków sieci spowoduje pobudzenie (przejście w stan alarmu) odpowiednich sygnalizatorów zainstalowanych w sieci. Zabezpieczenia znajdujące się w RPZ powinny wyłączyć sieć, co spowoduje brak zasilania podstawowego we wszystkich sygnalizatorach, a tym samym podtrzymanie stanu alarmu w tych, które zostały pobudzone. Przykładowy schemat lokalizacji uszkodzonego odcinka sieci kablowej SN pokazuje poniższy rysunek: 5
Wizualizacja przepływu prądu zwarciowego na zewnątrz stacji pozwala brygadzie ruchowej poruszającej się od źródła (RPZ) wzdłuż sieci kablowej w prosty i szybki sposób ustalić ostatnią stację w ciągu kablowym, przez którą przepłynął prąd zwarciowy. Jest to jednoznaczne ze zlokalizowaniem uszkodzonego odcinka sieci kablowej. Przekazanie informacji o stanie przekaźnika w wersji SMZ-2P do punktu centralnego umożliwia wizualizację stanu wielu sygnalizatorów na tablicy synoptycznej i eliminuje konieczność wysłania brygady w teren. Po usunięciu zwarcia i załączeniu sieci, co równoznaczne jest z doprowadzeniem zasilania podstawowego do każdego sygnalizatora, wszystkie sygnalizatory przechodzą automatycznie do stanu czuwania. 12. OBSŁUGA SYGNALIZATORA. Konstrukcja sygnalizatora SMZ-2 zapewnia wysoką niezawodność działania oraz długotrwałą, bezawaryjną pracę. Po zawieszeniu, podłączeniu i uruchomieniu, należy jedynie okresowo przeprowadzić kontrolę pracy poprzez obserwację diod: ZASILANIE i ALARM. Dodatkowo w określonych przez użytkownika odstępach czasu można przeprowadzić kontrolę sprawności wszystkich układów sygnalizatora. W tym celu należy wcisnąć przycisk TEST znajdujący się w przyrządzie SMZ-2 (patrz rys 1), co równoznaczne jest z doprowadzeniem do wejścia sygnalizatora sygnału zwarcia. Dzięki temu można dokonać sprawdzenia poprawności działania sygnalizatora na zgodność z opisem zamieszczonym w punkcie 10 bez konieczności wywoływania awarii w sieci SN. Uwaga: Zerwanie plomby grozi utratą gwarancji! 6
Wymiary sygnalizatora SMZ-2 Wygląd sygnalizatora świetlnego Wymiary czujnika prądu ziemnozwarciowego Rys. 1 7
Rys. 2 Mocowanie sygnalizatora świetlnego. Rys. 3 Mocowanie czujnika prądu ziemnozwarciowego. 8
Rys. 4 Sposób podłączenia czujnika do sygnalizatora SMZ-2 Rys. 5 Podłączenie zewnętrznego sygnalizatora świetlnego 9