無懼電弧故障問題——威圖聯(lián)手DEHN共同為開關(guān)設(shè)備提供保護

01項目背景 

當(dāng)物流中心突然斷電，包裹分揀設(shè)備、存儲和檢索系統(tǒng)、輸送裝置和分揀站都陷入停滯狀態(tài)，哪怕只是想到這種停電事故，物流經(jīng)理們都會冒出一身冷汗。一旦發(fā)生，將大大影響貨物入庫，物流中心可能需要數(shù)周的時間進行維修，而在此期間，物流中心只能進行緊急作業(yè)，降低物流效率，導(dǎo)致客戶收貨不及時，物流運輸公司也將會遭受巨大損失！

“千里之堤，毀于蟻穴”，造成此類重大損失現(xiàn)象可能只需要一個遺落的工具或一顆不合格的螺釘，它們就能導(dǎo)致開關(guān)設(shè)備中發(fā)生造成弧閃，帶來不堪設(shè)想的后果。系統(tǒng)中的部分設(shè)備可能會嚴(yán)重受損，甚至就此報廢。

02項目需求

那么，如何才能防止此類故障的或至少縮短其持續(xù)時間呢？

以他負(fù)責(zé)規(guī)劃供電系統(tǒng)的兩個物流中心為例，這兩個物流中心的能耗非常高，四個低壓配電中心分別通過兩臺獨立的中壓變壓器供電，而在規(guī)劃低壓主配電板時，配備C級電弧等級的保護裝置就是關(guān)鍵要求之一。據(jù)Kretzschmar稱，現(xiàn)在有越來越多的客戶向Elektro Vieweg提出電弧故障保護裝置的需求。

制造開關(guān)設(shè)備的關(guān)鍵是什么？

有源電弧故障保護裝置防止開關(guān)設(shè)備遭受巨大的損壞，同時還能保護工作人員的安全。為了了解開關(guān)設(shè)備制造商如何提高自己的專業(yè)技能，以及在生產(chǎn)開關(guān)設(shè)備時需要考慮哪些因素，我們采訪了DEHN的全球客戶經(jīng)理Lutz Graumann。

1為什么制造商和運營商如此重視故障電弧防護？

在工業(yè)企業(yè)中，幾乎所有人員密集區(qū)域都強制要求保護工作人員安全。這一點必須定期進行風(fēng)險評估，且在我們的職業(yè)安全法規(guī)中得到了體現(xiàn)。而低壓開關(guān)設(shè)備存在若干潛在風(fēng)險，其中之一就是電弧故障?；￠W除了會給工作人員帶來危險外，還可能因為火災(zāi)等造成重大的財物損失。

2為什么需要增加故障電弧防護成本？

發(fā)生電弧故障事故后，維修或更換設(shè)備可能需要數(shù)周甚至數(shù)月的時間。目前，供應(yīng)瓶頸正在加劇這種情況。在我看來，有源電弧故障保護始終是合適的應(yīng)對方案。根據(jù)開關(guān)設(shè)備的不同，有源電弧故障保護裝置需要增加10%至15%的成本。

3規(guī)劃故障電弧保護時需要考慮哪些因素？

首先，開關(guān)設(shè)備和有源電弧故障保護裝置必須同時進行測試。威圖在柏林的IPH試驗室已經(jīng)對采用VX25 Ri4Power的DEHNshort解決方案進行了此類測試，結(jié)果非常理想。此外，我們的開關(guān)設(shè)備團隊還接受了十分全面的系統(tǒng)安裝培訓(xùn)。畢竟，只有經(jīng)過專業(yè)的安裝和測試，系統(tǒng)才能正常運行。得益于所有這些措施，我們的客戶才能確保他們的開關(guān)設(shè)備符合DIN VDE 0660-600-2-1（IEC TS 63107）標(biāo)準(zhǔn)的要求并提供符合DIN EN 61439-2 Supplement 1標(biāo)準(zhǔn)的C級保護。

03解決方案

如果低壓配電設(shè)備按照物流中心的要求安裝了所需的有源電弧故障保護裝置，那么配電柜就能在發(fā)生電弧故障事故后迅速恢復(fù)運行。而在該有源電弧故障保護裝置中，Elektro Vieweg在與威圖合作設(shè)計解決方案和計算相關(guān)成本后，采用了威圖VX25 Ri4Power，研發(fā)了DEHNshort系統(tǒng)，以實現(xiàn)C級電弧故障保護。在DEHNshort系統(tǒng)中，光學(xué)傳感器和電流轉(zhuǎn)換器協(xié)同作用，可以快速檢測到電弧故障，進而觸發(fā)超速開關(guān)設(shè)備。作為保護設(shè)備，后者可在一毫秒內(nèi)產(chǎn)生一條平行電流路徑，降低弧閃風(fēng)險。

從檢測到熄滅弧閃的整個過程僅需幾毫秒。因此，弧閃的范圍將十分有限，只要排除了故障原因，并更換了熄滅設(shè)備，開關(guān)設(shè)備就可以重新接通。DEHNshort系統(tǒng)的傳感器可以識別發(fā)生故障的開關(guān)設(shè)備面板。其安裝方式還可以將開關(guān)設(shè)備分成幾個保護區(qū)域，因此可以快速定位并立即排除故障，然后在短時間內(nèi)恢復(fù)供電并繼續(xù)運營。

01VX25 Ri4Power

安全可靠的低壓開關(guān)設(shè)備，用于機器、設(shè)備和配電（最高電流6,300A），配有Flat-PLS、Maxi-PLS母線，并安裝了DEHNshort系統(tǒng)的光傳感器。

02全面測試的解決方案

采用了VX25 Ri4Power的DEHNshort系統(tǒng)已在柏林IPH試驗室（IPH試驗室是一家專門測試高性能電氣技術(shù)的機構(gòu)）進行了測試。除了以可靠的方式熄滅弧閃，此類系統(tǒng)必須能夠在斷開短路電流、斷路器發(fā)出電弧故障等情況下防止誤跳閘；與開關(guān)設(shè)備之間的連接必須能夠承受啟動后電流的機械力。根據(jù)DIN VDE 0660-600-2-1（IEC TS 63107）標(biāo)準(zhǔn)的測試，DEHNshort系統(tǒng)符合所有這些要求。測試結(jié)果的后續(xù)評估按照DIN EN 61439-2 Supplement 1和IEC TR 61641標(biāo)準(zhǔn)進行。

04客戶評價

該開關(guān)設(shè)備之所以能夠符合要求并如此順利地運行，還離不開項目中所有相關(guān)人員之間的出色合作。

Kretzschmar強調(diào)道。除了DEHNshort系統(tǒng)獲得認(rèn)證，DEHN的廣泛培訓(xùn)也發(fā)揮了特別重要的作用。該團隊目前正在為物流中心規(guī)劃更多類似的解決方案。Kretzschmar表示：“這些技術(shù)現(xiàn)在也已經(jīng)得到了驗證，我們也將在這些方案中使用同樣的技術(shù)?！?/p>

什么是A、B和C級電弧等級？

低壓開關(guān)設(shè)備發(fā)生電弧故障事故可能造成嚴(yán)重后果。如果沒有采取任何預(yù)防措施，開關(guān)設(shè)備可能會因高壓和超過10,000攝氏度的極端溫度而損壞，甚至完全毀壞。

附近的工作人員也會受到嚴(yán)重威脅。為此，DIN EN 61439-2 Supplement 1標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了各種電弧等級。

A級

專門用于保護工作人員免受電弧高溫的威脅。此外，電弧故障產(chǎn)生的高壓可能會導(dǎo)致機柜部件以不受控制的方式拋出，因此該等級還需避免這方面的危險。

該等級故障通?？梢允褂脺p壓部件（將壓力向上引導(dǎo)），從而避免危險的發(fā)生。

B級

除了上述要求，還要求將弧閃限制在開關(guān)設(shè)備的某一個部分中。這意味著，雖然開關(guān)設(shè)備受到損壞，但不會完全毀壞。

C級

（最高等級）要求采用適當(dāng)?shù)脑O(shè)計，將弧閃限制在起始點，或采用適當(dāng)?shù)难b置（如本例中使用的裝置），在弧閃造成任何損害之前將其熄滅。一旦導(dǎo)致弧閃的故障排除，保護元件被更換，開關(guān)設(shè)備就可以重新運行。

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