Универсален инструмент за наблюдение на остатъчен ток: повишена безопасност, подобрена сигурност на системата, намален риск от пожар.

Съгласно DGUV V3 е необходимо измерване на изолацията за повторно изпитване на неподвижни електрически системи, за които системата трябва да бъде изключена. Производствените процеси и административните процеси се прекъсват. Това означава увеличаване на работата и често също значителни разходи. За да се избегне това, стандартите предлагат алтернатива: непрекъснато наблюдение тока на утечка, с което също е възможно по-бързо да се открият неизправностите. Чрез непрекъснатото наблюдение (RCM) е възможно да се избегнат изключванията и да се сведе до минимум работата по изпитване. Провежда се постоянна проверка на системата, която позволява незабавно откриване на неизправности. Конвенционалните периодични тестове не могат да гарантират това. Грешките често се откриват едва след като са минали години.

Силно автоматизираните производствени системи, центрове за данни и системи с постоянни процеси (напр. ХВП, производство на кабели, производство на хартия) изискват надеждно захранване – често с голяма сигурност, т.е. наличност от поне 99,9%, често дори 99,9999%. Ако наличността от 99% звучи изключително добре, тогава е необходимо да се има предвид, че това се равнява на време на отказ от 87,7 часа, в сравнение с 0,53 минути с „шестте деветки“ (99,9999%). Многобройните сървъри, системи за автоматизация, асансьори, системи за безопасност, комуникационни устройства, носители за съхранение на данни и мрежови компоненти обикновено не толерират прекъсвания на напрежението или понижено напрежение над 10 ms.

Основна предпоставка за всички по-нататъшни мерки е надеждната инсталация. Системите TN-S са модерни и се препоръчват за повечето критични приложения. За разлика от най-разпространените до момента TN-C системи, те показват например по-благоприятни EMC-характеристики.

Освен това те позволяват наблюдение на остатъчния ток (накратко RCM), както е показано на (фиг. 1).


RCM - измервателни устройства като UMG 96RM-E / UMG 509-PRO / UMG 512-PRO / UMG 20CM от Janitza са подходящи за наблюдение на променлив ток, пулсиращ постоянен ток съгласно IEC / TR 60755 (2008-01) и могат да се използват за непрекъсната проверка за остатъчни токове в TN-S системи.

С помощта нa цялостна RCM - система неизправностите в TN-S системите се локализират директно. За да може потребителят да реагира преди да бъде достигнато критично ниво. Също така е възможно да се избегнат изключвания от прекъсвачи на остатъчен ток. Това се отнася по-специално за плавно нарастващи остатъчни токове (например задействани от повреда на изолацията), прекалено големи работни токове или всякакво друго претоварване на системни части и консуматори (фиг. 2).


Функционалността на следенето на остатъчния ток (RCM)

Основната функционалност на принципа на остатъчния ток е показана на фиг. 3. Тук фазовият и неутралният проводник на защитения изход се подават през трансформатора на сумиращия ток, заземяващият проводник е пропуснат. Изображението осигурява по-добър преглед поради силно опростеното окабеляване. На практика и трите фази, и нулевият проводник преминават през трансформатора на сумиращия ток. В случай на системи без неутрален проводник, например с контролирани задвижвания, само трите фази преминават през трансформатора на сумиращия ток.


Ако системата е в безотказно състояние, сумиращият ток е нула или близо до нула (в допустим диапазон), което означава, че токът, индуциран във вторичната верига, също е нула или близо до нула. Ако обаче остатъчният ток се оттече към земята поради повреда, диференциалът на тока във вторичната верига ще доведе до регистриране и оценка на тока от измервателното устройство RCM (фиг. 4).


Съвременните измервателни устройства RCM приемат тук различни настройки на праговата стойност (фиг. 5).


Стойността на статичния праг има недостатъка, че е или прекалено висока при частично натоварване, или твърде ниска при пълно натоварване, т.е. или не е осигурена достатъчна защита, или са издадени грешни аларми, което може да има отрицателни ефекти върху вниманието на персонала за наблюдение с течение на времето. Поради тази причина е препоръчително да се използват RCM - измервателни устройства с динамично формиране на прагова стойност. В този случай праговата стойност на остатъчния ток се формира въз основа на действителните условия на натоварване и, следователно, е оптимално подравнена със съответния приложим товар (фиг. 6).


Чрез параметризация (т.е. определяне на типичния остатъчен ток в състояние „ДОБРО“) на системата в ново състояние и постоянно наблюдение, могат да бъдат открити всички промени в състоянието на системата след точката на пускане. Това също така позволява откриване на пълзящи остатъчни токове. Въз основа на историческите прогресии на товара и остатъчния ток е възможно да се определи състоянието „ДОБРО“ и да се дефинира целесъобразна прагова стойност на остатъчния ток. Интегрираното измервателно устройство за съхранение и насложените SCADA системи или софтуерът за събиране на енергийни данни GridVis® улесняват хронологичните отчети и анализи.


Следене на остатъчния ток в практиката

Изброяването на всеки стандарт и спецификация, написани във връзка с RCM, би надхвърлило целта на тази статия. Редица общи правила обаче служат като отправни точки: така например, работата с отделни токови вериги трябва да продължи да се извършва с фиксирани прагови стойности като 30 mA или като обект на противопожарна защита с 300 mA. При честотните преобразуватели не трябва да се надвишават максималните остатъчни токове в таблиците с данни. Винаги се прилага следното правило: праговите стойности са емпирични стойности и трябва да бъдат определени в зависимост от типа на потребителя. Помощните средства за ориентация се предоставят от произведения като ръководството за електромагнитна съвместимост на Вилхелм Рудолф (фиг. 7).



Също така е необходимо да изберете правилното оборудване за отчитане на остатъчен ток. Таблицата на фиг. 8 предоставя общ преглед.


Предизвикателството на високата надеждност

Типично приложение на RCM - са центрове за данни. Самата ИТ технология поставя високи изисквания към предлагането, често дори изискваща висока наличност на електро- захранване, т.е. достъпност от поне 99,9 %. Особено важни обаче са приложенията, при които загубата на данни просто не може да се допусне. Поради това BITKOM пише следното в своите насоки за „Оперативно надеждни компютърни центрове“: „В компютърните центрове се прилагат изискванията за максимална наличност. Следователно доставката на енергия трябва да бъде постоянно гарантирана. Оттук е разбираемо и изискването захранването към самия компютърен център и към всички зони в същата сграда, към които преминават кабелите за данни, да бъде проектирано като TN-S система. От съществено значение за гарантирана работа е постоянният самоконтрол на „чиста“ TN-S система и издаването на сигнали към постоянно обслужваното от хора звено, напр. в контролния център. След това електротехникът установява изискването за действие въз основа на съответните сигнали и е в състояние да предотврати повреда чрез целеви мерки за обслужване. С цялостното решение на Janitza е възможно да се реализира критерият за безопасност „RCM наблюдение на остатъчния ток“ на този тип оптимизирана за електромагнитна съвместимост система TN-S (фиг. 9).


Намалени разходи за тестване с RCM

RCM не само осигуряват максимална безопасност, но и спомагат за намаляване на разходите. Периодичните тестове, както е предписано например в DGUV V3 „Електрически системи и оперативно оборудване“, отнемат много време и следователно са скъпи. Системите за мониторинг RCM намаляват разходите за тестване и спестяват време, като същевременно гарантират повишена безопасност. Счита се, че фиксираните електрически системи и експлоатационното оборудване се наблюдават непрекъснато, ако са постоянно поддържани от електроинженерите и тестват чрез измервателно оборудване в рамките на операциите (напр. Мониторинг на изолационното съпротивление). Чрез постоянно измерване на остатъчния ток системите за наблюдение са в състояние да осигурят необходимата степен на постоянно тестване.


Потенциални икономии:

- намаляване на разходите за изпитване поради пропускане измерването на изолацията;

- избягването на изключване на системата позволява постоянна работа;

- няма изключване на чувствителни консуматори, които могат да бъдат повредени от високо тестово напрежение

- липса на високи разходи за персонал и административна работа поради спиране;

- постоянно изпитване за остатъчни токове = подобряване на ЕМС и минимизиране на повредите в контролите и линиите за данни.

При определени условия е възможно също така да се избегнат прекъсвачи на остатъчен ток с непрекъснат RCM мониторинг. Това са:

- сигнална връзка и незабавна реакция в случай на повреда;

- изпитване функционирането на сигналното оборудване;

- електротехник на място (обекта);

- щепсели, недостъпни за неспециалисти.

Винаги се прилага следното правило: устройствата за наблюдение на остатъчния ток (RCM) не са защитни устройства, но могат да се използват за наблюдение на остатъчни токове в електрическите системи. Устройствата за наблюдение на остатъчния ток (RCM) излъчват звуков или звуков и видим сигнал, ако предварително зададената стойност на остатъчния ток е надвишена.

(Вижте: VDE 0100-410 415.1 и 411.3.3 / VDS2349 и 2046 / TRBS1201 / DGUV V3 / Нов проект на стандарт за периодично изпитване DIN VDE 0100-600: 2015-05 / IEC 60364-6)

Тук особено забележително е, че RCM прави интензивното измерване на изолационните съпротивления поне частично излишно, докато се провеждат постоянни тестове на изолационните стойности. За да се извършват конвенционални измервания на изолацията, фиксираните системи и консуматорите трябва да бъдат изключени.

Освен това съществува риск високото напрежение за изпитване, използвано за измерване на изолацията, да повреди чувствителните електронни компоненти. Точността и обхватът на теста могат да бъдат значително намалени чрез постоянно наблюдение. Това обаче трябва да се определи на база конкретно приложение. Препоръчително е приемане и оценка на риска от цялостен мониторинг на остатъчния ток от специалист или от застрахователната асоциация на работодателите, макар и да не е задължително.


На този етап изрично се отбелязва, че, въпреки постоянното следене на остатъчния ток, трябва да се извърши следното:

- визуална проверка за външно видими дефекти;

- предпазни мерки и условия на изключване;

- съпротивления на контурите и тестване непрекъснатостта на заземителните проводници;

- функционални тестове.


Асоциацията на застрахователите изисква RCM

VdS каза следното по въпроса за захранващите системи: "В случай на системи за захранване с PEN, работните токове - които могат да причинят щети - протичат през цялата земя и системата за изравняване на потенциала (вж. Раздел 3.3). Следователно е необходимо да се планира замяната на TN системи с TN-S системи. В случай на съществуващи TN-C системи се препоръчва смяна с TS-S система. TN-S системите трябва да се реализират от точката на доставка (предаване), където е възможно.

За да се гарантира функционалността на TN-S система на постоянна основа (няма окъсен проводник между нула и земя, обмен на N и PE), това трябва да се следи от устройство за измерване на остатъчния ток (RCM).

Ако се достигне зададената стойност на задействане, трябва да се издаде видим сигнал за грешка от оптичен или акустичен тип, за да може дефектът да бъде незабавно отстранен. За да бъде издаването на сигнал успешно, същият следва да бъде изпратен към оператор, където е приложимо. Ако сигнализацията не е налице, тогава се изисква принудително изключване на дефектната верига ... "


Планиране на следенето на остатъчния ток

Планирането може да бъде грубо разделено на следните стъпки:

- оценка на риска;

- определяне точките за измерване (с остатъчни токове трябва да е възможно бързото локализиране на източниците на повреда);

- изграждане на измерими разпределителни системи;

- правилно обозначаване на точките на тестване;

- да се определят, документират и зададат прагови стойности;

- да се определят два автономни сигнални маршрута (сигнал на място, сигнал в постоянно управляван център за управление);

- да се тестват маршрутите на сигнала чрез разпечатване на неизправностите (функционално тестване);

- обучение на персонала на място (действия в случай на неизправност);

- препоръчително е приемане от експерт.


Обобщение и перспективи

Изчерпателен RCM мониторинг на захранването се осъществява на всички нива: от точките на заземяване и изходи, изискващи мониторинг в LVDS и системите за разпределение, до отделни критични натоварвания (фиг. 10).


RCM обаче е мярка за наблюдение, чрез която да се осигури надеждно захранване. Janitza предлага съответните серии: UMG 512- PRO (фиг. 11), UMG 96RM-E и UMG 20CM за тези цели. Заедно със софтуера за събиране на енергийни данни GridVis® и интегрираното управление на алармите, решенията за три области са обединени в обща системна среда и само едно измервателно устройство на точка за измерване:

- управление на енергията съгласно ISO 50001 (придобиване на V, A, Hz, kWh, kW, kVArh, kvar...);

- мониторинг на качеството на захранването (хармоници, трептене, спадове на напрежението, преходни процеси и др.);

- следене (мониторинг) на остатъчния ток, т.е. RCM.


Това обединение на трите различни функции в рамките на едно измервателно устройство носи със себе си основното предимство - както сглобяването и инсталирането, така и останалата инфраструктура (токов трансформатор, комуникационни линии и оборудване, база данни, софтуер, инструменти за анализ, софтуер за отчитане и т.н.) се изискват само веднъж. Освен това всички данни се регистрират централно в база данни и могат да бъдат удобно обработвани с едно софтуерно приложение, което, от своя, страна значително увеличава приемането сред потребителите.


За повече информация относно RCM, моля не се колебайте да се свържете с нас!