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Anlagenschutz

Der Airbag für die Schaltanlage: ultraschneller Erdungsschalter

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Der Airbag für die Stromversorgung

Die Primärschaltelemente werden zwischen dem spannungsführenden Hauptsammelschienensystem und den geerdeten PE-Schienen eingebaut und stellen im nicht ausgelösten Zustand einen Isolator über eine Vakuumstrecke dar. Der integrierte Schnellschalt-Mikrogasgenerator (SMGG) sorgt bei Ansteuerung für den Antrieb des Schaltvorgangs und abschließend für das Kurzschließen dieser Strecke. Die Auslösung ist vergleichbar mit einem Airbag im Auto, der ebenfalls durch eine Explosion im Millisekundenbereich entfaltet und aufgeblasen wird.

Wie ein Airbag sind auch die PSE für einen einmaligen Schaltvorgang ausgelegt. Die Erfassungs- und Auslöse-Elektronik vom Typ QRU1 ist zuständig für die kontinuierliche Überwachung des gewählten Schutzbereichs hinsichtlich eines Störlichtbogenfehlers. Nach Vorliegen der entsprechenden Kriterien erfolgt eine Auslösung der angeschlossenen PSE.

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Zur Erfassung des Fehlerstroms ist eine dreiphasige Strommessung integriert. Die eingebaute Lichterfassungseinheit gestattet den Anschluss von maximal neun Linsensensoren über schnelle Lichtwellenleiter (LWL). Darüber hinaus können bis zu fünf externe Licht-Erfassungseinheiten des ABB Systems Arc Guard TVOC/TVOC-2 angeschlossen werden und erlauben den Anschluss von über 150 Licht-Erfassungseinheiten.

Wahlschalter ermöglichen die logische Verknüpfung dieser Eingänge, um die Auslösebedingungen zu konfigurieren. Die Zustände der EAE, der Eingangssignale sowie des Ausgangs werden über Leuchtdioden und teilweise über potenzialfreie Umschaltkontakte signalisiert. In der EAE sind alle Komponenten, die zur Ansteuerung und Überwachung der SMGG sowie zur Überwachung der zugehörigen Verdrahtung erforderlich sind, integriert.

Schutz entsprechend der Norm ist zu wenig

Die Norm DIN EN 60439-1 Beiblatt 2 Verfahren für die Prüfung unter Störlichtbogen-Bedingungen listet die Kriterien auf, gemäß denen eine Anlage Personen- und Anlagenfunktionsschutz bietet. Unter Punkt 3.5 Personenschutz unter Störlichtbogenbedingungen ist formuliert: „Fähigkeit einer Schaltgerätekombination, die Gefährdung von Personen hinsichtlich der mechanischen und thermischen Auswirkungen von Störlichtbögen zu begrenzen“

Aber Personenschutz bedeutet in diesem Fall nicht zwingend auch gefährdungsfrei. Und begrenzen bedeutet nicht vermeiden. So sind zwar passive Schutzmaßnahmen ausreichend entsprechend der Norm, dennoch ist die Gefährdung von Personen durch Druckwellen, Schallwirkung, Lichtblitze oder heiße Gase nicht ausgeschlossen. So wird bei Prüfungen im Labor selbst nach einer bestandenen Prüfung der Raum aufwändig entraucht und in den ersten Minuten nach der Prüfung nur mit Atemschutzmasken betreten. Passive Schutzmaßnahmen können demnach schwerwiegende Folgen und Anlagenausfall nicht vermeiden. Passive Maßnahmen benötigen außerdem möglichst große Druckentlastungsräume innerhalb von Anlagen. Der Gasdruck darf nicht einfach in einen Doppelboden geleitet werden, um Schäden an anderen Bauteilen oder dem Gebäude zu vermeiden. Druckentlastungen nach außerhalb des Gebäudes sind sinnvoll.

Höchste Sicherheit für Personen, Anlagen und Prozesse liefern demzufolge nur aktive Störlichtbogenschutz-Systeme oder vollisolierte Sammelschienensysteme.

7 Kriterien von Personen- bis Anlagenfunktionsschutz

Sieben Kriterien von Personenschutz bis Anlagenfunktionsschutz gibt es gemäß DIN EN 60439-1 Beiblatt 2 Abschnitt 8 Beurteilung der Prüfung:

1. Ordnungsgemäß gesicherte Türen, Abdeckungen und Blenden öffnen sich nicht;

2. Teile der Schaltanlage, die Gefährdungen verursachen können, lösen sich nicht;

3. Keine Löcher durch Störlichtbogeneinwirkung in den zugänglichen Teilen der Umhüllung;

4. Vertikal angebrachte Indikatoren entzünden sich nicht;

5. Schutzleiterstromkreis bleibt intakt;

6. Störlichtbogen bleibt auf definierten Bereich der Schaltanlage begrenzt; keine Neuzündung in angrenzenden Bereichen innerhalb der Schaltanlage;

7. Notbetrieb nach Störungsbeseitigung und Isolationsprüfung (1,5 Ue – 1 min) möglich.

Die Erfüllung der Kriterien 1-5 bedeutet hierbei Personenschutz, 1-6 Personen- und Anlagenschutz, 1-7 Anlagenfunktionsschutz.

* Heinz Christian Scheick, Technischer Leiter Vamocon, Sedotec

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