S napětím sledujeme nejnovější trendy a proud informací posíláme k vám…

Pro ochranu před elektrickými bezpečnostními riziky musíme dělat víc

Datum: 26.07.2019

ELS7151_pic 2

Pro objekty vyžadující nepřetržité napájení, jako jsou nemocnice nebo zpracovatelské závody, je zajištění spolehlivé dodávky elektrické energie velmi důležité. Spolehlivost dodávky elektrické energie je mimo jiné závislá na elektrických rozváděčích, které tvoří páteř elektroinstalace.

Požadavky kladené na tyto rozváděče, zejména s neustále se rozšiřujícími nároky na provoz a infrastrukturu, způsobují, že tyto rozváděče jsou velmi náchylné na obloukové zkraty. V tomto článku zkoumá Bernhard Gegenbauer, produktový manažer systémů pro rozvod elektrické energie ve společnosti Eaton, důsledky obloukových zkratů a ptá se, zda organizace dělají vše, co mohou, pro minimalizaci tohoto rizika.

Obloukový zkrat v elektrickém rozváděči nelze ignorovat. Masivní nárůst tlaku v rozváděči dosahující až 25 tun na metr čtvereční vede k něčemu, co lze popsat pouze jako výbuch, vystřeluje komponenty rozváděče do okolního prostoru a ničí instalaci, přičemž ohrožuje život každého v blízkosti. A i když nedojde k úplné destrukci rozváděče, hrozí riziko dlouhé provozní odstávky.

Nový průzkum provedený společností Eaton odhaduje, že pro typický závod např. na zpracování potravin mohou náklady způsobené odstávkou dosáhnout až 1 000 000 Kč za 24 hodin. Dále je nutno počítat s náklady na výměnu rozváděče a rizikem případné soudní žaloby a poškození dobrého jména. Zaměstnanci, majetek a existence podniku jsou vážně ohroženy jak bezprostředně, tak v dlouhodobějším horizontu.

Navzdory těmto zřejmým nebezpečím jsou elektrické rozváděče často přehlíženy při analýze bezpečnosti budov. Převažuje názor, že rozvaděč je naprosto bezpečný, pokud splňuje požadavky normy IEC 61439.

Průzkum společnosti Eaton ovšem ukazuje, že shoda s normou nemusí být pro maximální ochranu dostatečná. Společnost Eaton ukazuje, že zavedením ochranných opatření lze dosáhnout vyšší úrovně bezpečnosti. Tato ochranná opatření pomáhají snížit bezpečnostní riziko obloukového zkratu a zredukovat náklady spojené odstraňováním jeho následků.

Rozváděče nízkého napětí jsou základním prvkem v systému dodávky elektrické energie. Vlastníci a správci budov mají zákonem stanovenou povinnost zajistit, že rozváděče splňují požadavky stanovené normami IEC (ČSN EN), harmonizovanými normami a že bylo vydáno prohlášení o shodě. Výrobce musí ze zákona zajistit, aby byly rozváděče navrhovány, vyrobeny a odzkoušeny dle příslušné verze normy ČSN EN 61439.

V informačním dokumentu Bezpečnost a riziko v nízkonapěťových instalacích vydaném společností Eaton vysvětluje Alfred Mörx, odborník na bezpečnost v elektrotechnice, že „nízkonapěťová instalace musí být vyprojektována a provedena takovým způsobem, aby byla dosažena maximální možná bezpečnost při vyloučení rizik“.

To znamená to, že vlastníci a správci budov musí zajistit, aby jakékoliv riziko po zavedení ochranných opatření bylo co nejmenší a nepřekračovalo „nejvyšší přijatelné riziko“.

Ovšem ani podniky splňující povinnosti dané zákonem nejsou vůči riziku obloukových zkratů dostatečně chráněny. Časem mohou odběratelé elektrické energie své provozy rozšiřovat zvyšováním počtu vývodů a zátěží v elektroinstalaci. Důsledkem tohoto může dojít k přetížení komponent v rozváděči a vzniku obloukového výboje, který vede nejenom k destrukci zařízení a majetku, ale také může vyřadit podnik z provozu a ohrozit životy lidí.

V některých případech může být příčinou obloukového zkratu to, že vybraný rozvaděč je zcela nevhodný pro určené použití, což může vést k nebezpečnému přehřívání. V jiných případech může obloukový zkrat vzniknout v důsledku neodborných manipulací, nedostatečné údržby či nevhodných tepelných nebo vlhkostních provozních podmínek.

Obloukový zkrat může také vzniknout v případě, že technikem údržby dojde omylem ke zkratování přípojnic vodivým nástrojem. Takové případy se stávají během údržby nebo opravy rozváděče. Rovněž se stává, že obloukový zkrat je vyvolán vniknutím malého zvířete do rozvaděče (např. myši), což prokazují zdokumentované případy.

Částečné nebo úplné zničení napájecího rozváděče nevyhnutelně vede k provozním poruchám, které mohou trvat dny, týdny či dokonce měsíce. Je důležité poznamenat, že následné škody (náklady spojené s odstávkou) se značně zvyšují s délkou přerušení napájení.

Výrobní procesy vyžadující nepřetržitou dodávku elektrické energie jsou k poruchám napájení zvláště náchylné. Spolehlivost systému a zajištění nepřerušovaného napájení jsou životně důležité. Konec konců náhlá ztráta napájení uprostřed výrobního procesu může znamenat zničení hodnotných výrobků. Náklady spojené s poruchou se můžou velice brzy vyšplhat do vysokých částek a navíc zde mohou vznikat další náklady související s rychlou likvidací nebezpečných látek či materiálů, které mohou poškodit životní prostředí.

Tento informační dokument poskytuje podrobné ekonomické posouzení celkových nákladů, které podniku hrozí v případě nehody způsobené obloukovým zkratem. Náklady jsou vyjádřeny jako výdaje na hodinu odstávky v typických aplikacích. Celková škoda za dobu 24 hodin, zahrnující ztráty zisku, náklady na čištění, náklady na opětovné uvedení do provozu a další, včetně penále za nedodržení dodacích termínů, může dosáhnout 1 000 000 Kč.

Tento výpočet platí pro průměrný výrobní nebo plnicí závod v potravinářském odvětví a ukazuje, jak náklady z hodiny na hodinu exponenciálně rostou.

Je nutno též pamatovat na to, že typické náklady na výměnu rozváděče jsou přes5 000 000 Kč, přičemž proces návrhu, výroby a instalace náhradního rozváděče může trvat až šest týdnů. Během této doby je závod zcela mimo provoz.

I když firmy musí dodržet jen minimální požadavky stanovené normou ČSN EN61439 pro rozváděče, v Zákoníku práce zákon č. 262/2006 Sb. v aktuálním znění v §101 a §102se zdůrazňuje, že zaměstnavatelé by měli při vytváření bezpečných pracovních podmínek hodnotit a eliminovat veškerá možná rizika a jejich následky a to použitím dostupných prostředků využívajících nejmodernější technologie. Podle Mörxetyto moderní technologie jako např. ochrana před obloukovými zkraty, můžou být důležitými opatřeními, které mohou zaměstnavatelé využít ke snížení možných škod a zvýšení ochrany zaměstnanců při současném překročení minimálních požadavků stanovenými normou.

Podle Mörxe: „Když dojde k takové události, že rozváděče, které splňují pouze minimální požadavky, pravděpodobně překročí nejvyšší přijatelné riziko. V případě přijetí dalšího opatření lze snížit rozsah škod na elektroinstalaci a rovněž snížit náklady spojené s odstávkou zařízení. To platí i pro zdravotní rizika pro zaměstnance pracující na těchto zařízeních nebo v jejich blízkosti. Nízkonapěťové rozváděče vybavené doplňkovými ochrannými opatřeními vytvářejí určitý druh „bezpečnostní rezervy“.

Pro zajištění maximální bezpečnosti jsou současně použity dvě strategie. První z nich je sledování neobvyklého zvýšení teploty, které by mohlo poukazovat na hrozící poruchu, druhá z nich je zajistit, že v případě obloukového zkratu je událost zaznamenána v reálném čase za účelem rychlého odstavení rozvaděče a minimalizace škod na rozváděči samotném a na jakémkoliv připojeném zařízení.

U monitorování teploty poskytuje tradiční způsob tepelného snímkování termovizní jen omezený přehled, který nemusí nutně pokrývat veškeré místa v rozváděči, v některých případech i včetně velmi důležitých přípojnic. Ovšem nová technologie společnosti Eaton nepřetržitě sleduje teplotní vývoj v kritických místech a odesílá data bezdrátově zvláštní řídicí jednotce, což umožňuje pracovníkům analyzovat teplotu ve vybraném časovém období a provádět další analýzu nebo příslušné údržbové práce.

Na dlouhodobou zkušenost společnosti Eaton v oblasti bezpečnosti rozvaděčů dále poukazuje její systém ochrany před obloukovými zkraty Arcon, který zajišťuje odstavení rozváděče v bezkonkurenčně krátkém čase, zhruba během dvou milisekund, což má za následek minimalizaci škod. Tím, že reaguje značně rychleji, než je široce uznávaný časový úsek 15 až 30 milisekund, omezuje tento systém škody způsobené obloukovým zkratem.

Pro posouzení úrovně rizika a pro přijmutí vhodného opatření společnost Eaton doporučuje, aby si příslušné zainteresované osoby v komerčních budovách vyžadujících spolehlivou a nepřetržitou dodávku elektrické energie, položily následující řadu otázek:

 

  • Jaký vliv může mít porucha na technický stav rozváděče?
  • Jak vysoké jsou následné škody?
  • Jak může porucha na rozváděči ohrozit zaměstnance obsluhy a údržby?
  • Jak těžce může být poškozeno dobré jméno společnosti v případě nemožnosti dodržení termínů dodání kvůli odstávce zařízení?
  • Jaké jsou dopady poruchy rozvodné soustavy na životní prostředí? Jaké dopady na životní prostředí může mít porucha rozváděče?

 

Celý informační dokument si lze stáhnout zde.

 

Příklad reálné aplikace

Společnost Eaton pomohla zvýšit spolehlivost dodávky elektrické energie, bezpečnost a ochranu zaměstnanců v největším výrobním závodě Airbus v Německu modernizací části jejich nízkonapěťového rozváděče podle nejpokročilejších standardů. Naše společnost byla oslovena pro zajištění komplexního řešení, včetně monitorování rozvaděče, nepřetržitého sledování teploty v kritických místech v rozvaděčích, jakož i aktivního systému ochrany před obloukovými zkraty.

Tato instalace v hale devět závodu Airbus v Hamburgu-Finkenwerderu poskytuje údržbě a energetickému týmu Airbus nevídané informace o výkonu a chování nízkonapěťových rozváděčů, takže potenciální problémy, jako např. nadproud, podpětí, přetížení nebo obloukové zkraty, lze rychle detekovat a odstraňovat. To pomáhá zajistit maximální spolehlivost napájení, jakož i ochranu zaměstnanců před účinky obloukového zkratu.

Závod, který se specializuje na konečnou montáž letadel řady A320, je v provozu 24 hodin denně po 7 dní v týdnu a je maximálně závislý na spolehlivosti dodávky elektrické energie.

Diagnostický systém Eaton pro sledování teploty poprvé umožňuje nepřetržitě sledovat teplotu v kritických místech rozvaděče. Tento systém je založen na diagnostické řídicí jednotce a nezávislých snímačích teploty pro sledování všech přípojnic a připojovacích bodů, jakož i na univerzálních snímačích teploty pro všechna ostatní měřená místa. V rámci tohoto projektu bylo v rozvaděči pro halu 9 instalováno téměř 80 snímačů teploty. V případě odchylek systém buď vydá varování ohledně přítomné chyby, nebo aktivuje alarm v případě překročení určitých prahových hodnot.

S cílem zdokonalení hlavního rozváděče z hlediska bezpečnosti personálu byl také použit systém ochrany před obloukovými zkraty Arcon společnosti Eaton.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

jedna × 5 =