Orta gerilim şalt cihazlarında ark flaş tehlikelerinin azaltılması

Özet

Peeran'ın makalesi, orta gerilim donanımı için IEEE 1584 ark flaş hesabını açıklar. Önemli bir nokta, 4,16 ve 13,8 kV'ta ark akımının neden yaklaşık olarak bolted (sıkı) kısa devre akımına yaklaştığıdır: bu gerilimlerde ark akımı bolted kısa devre akımının yaklaşık yüzde 90'ıdır, 480 V'ta ise yaklaşık 200 V'luk ark düşümü nedeniyle çok daha düşüktür. Makale ayrıca azaltım önlemlerinin etkisini sayısal olarak gösterir.

IEEE 1584'ün geçerlilik aralığı 208 V-15 kV, 700-106.000 A bolted arıza akımı ve 0,5-6 inç aralıktır. Çalışma mesafeleri 5/15 kV donanım için 36 inç, AG şalt için 24 inç, MCC ve panolar için 18 inçtir. Orta gerilim ark akımı lg(Ia) = 0,00402 + 0,983 lg(Ibf) ile bulunur; hesap faktörü Cf, 1 kV üzerinde 1,0, 1 kV ve altında 1,5'tir.

Azaltım yöntemleri arasında daha küçük ve yüksek empedanslı transformatörler, diferansiyel koruma, akım sınırlayıcı sigortalar, röle bakım modları, ışık algılamalı ark flaş röleleri, ark dayanımlı şalt, crowbar cihazları ve uzaktan işletme sayılır. 3.000 kVA, yüzde 6 empedanslı bir transformatörün 1.500 kVA, yüzde 8 empedanslıyla değiştirilmesi arıza akımını 6.940 A'dan 2.603 A'ya, olay enerjisini yüzde 62 düşürmüştür.

Röle bakım modunda ani açma eşiğinin 16.000 A'dan 6.000 A'ya indirilmesi, arıza temizleme süresini 1,303 saniyeden 0,015 saniyeye ve enerjiyi 12'den 1,2 cal/cm2'ye (HRC 3'ten 1'e) düşürmüştür. Akım sınırlayıcı sigortalar yarım periyot içinde (0,0083 s'nin altında) temizler. Crowbar cihazları IEC 62271-200 kapsamındadır; ABD'de henüz standart yoktur. Makale 2013 tarihlidir ve IEEE 1584-2002'ye dayanır; sonraki baskılar farklı olabilir.

Öne çıkan noktalar

1. IEEE 1584 geçerliliği: 208 V-15 kV, 700-106.000 A bolted arıza akımı, 0,5-6 inç aralık; çalışma mesafesi 5/15 kV donanım için 36 inç, AG şalt için 24 inç, MCC ve panolar için 18 inç.
2. 4,16-13,8 kV'ta ark akımı bolted arıza akımının yaklaşık yüzde 90'ıdır; 480 V'ta yaklaşık 200 V ark düşümü nedeniyle çok daha düşüktür.
3. OG ark akımı: lg(Ia) = 0,00402 + 0,983 lg(Ibf); hesap faktörü Cf 1 kV üzerinde 1,0, 1 kV ve altında 1,5.
4. 3.000 kVA %6Z transformatörün 1.500 kVA %8Z ile değiştirilmesi arıza akımını 6.940 A'dan 2.603 A'ya, olay enerjisini yüzde 62 düşürdü.
5. Röle bakım modunda ani açma eşiğini 16.000 A'dan 6.000 A'ya indirmek temizleme süresini 1,303 s'den 0,015 s'ye, enerjiyi 12'den 1,2 cal/cm2'ye (HRC 3'ten 1'e) düşürdü.
6. Akım sınırlayıcı sigortalar yarım periyot içinde (0,0083 s altında) temizler; crowbar cihazları IEC 62271-200 kapsamındadır, ABD'de henüz standart yoktur.

Tasarımda kullanımı

• OG ark flaş modülünde donanım sınıfına göre IEEE 1584 çalışma mesafelerini uygulayın.
• Bakım modu röle ayarlarını bir senaryo olarak tanımlayın.
• İkincil olay enerjisi yüksek olduğunda alternatif transformatör gücü/empedansı önerin.
• Akım sınırlayıcı sigorta, diferansiyel koruma ve ışık algılamalı röle gibi azaltım seçeneklerini karşılaştırmalı gösterin.

Kimler okumalı

Orta gerilim şalt ve koruma tasarlayan elektrik mühendisleri ile ark flaş etüdü yapan danışmanlar.

İlgili standartlar

• IEEE 1584-2002
• NFPA 70E
• NFPA 70 Art. 110.16
• IEC 62271-200

Yayın bilgileri

Yazarlar

Syed M. Peeran

Yayıncı

Consulting-Specifying Engineer

Yıl

2013

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Uzman / topluluk

Erişim

Ücretsiz okunur

Lisans

Telif hakkı saklı; yalnızca künye — özgün belge için yayıncının kullanım koşulları geçerlidir

Künye