Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Warunki pracy baterii kondensatorów a zagrożenie pożarowe

Warunki pracy baterii kondensatorów a zagrożenie pożarowe
Warunki pracy baterii kondensatorów a zagrożenie pożarowe

Z technicznego punktu widzenia kondensatory są najprostszym środkiem służącym do kompensacji mocy biernej, filtracji harmonicznych i stabilizacji napięcia. Mają wiele istotnych zalet, tj. niewielki własny pobór mocy czynnej (małe straty), charakteryzują się długą żywotnością (przy właściwych warunkach eksploatacyjnych), prostym montażem, brakiem potrzeby konserwacji, znacznymi możliwościami rozbudowy itp. Ich zastosowanie wymaga jednak rozważenia szeregu zagrożeń mogących obniżyć lub wręcz całkowicie wyeliminować efekt ich aplikacji.

Zaburzenia w napięciu zasilającym mogą być przyczyną nie tylko dodatkowych kosztów, lecz także zagrożenia pożarowego, a więc stanowić zagrożenie dla zdrowia i życia użytkowników. Zależy to w dużym stopniu od czasu trwania zaburzeń i przyjmując to kryterium można mówić o zaburzeniach:

  • wywołujących skutki natychmiastowe związane z samym faktem wystąpienia zjawiska, a nie z czasem jego trwania, np. błędne działanie układów zabezpieczeń, urządzeń sterujących, telekomunikacyjnych itp.,
  • wywołujących skutki kumulujące się w czasie, np. przyspieszenie procesu starzenia izolacji maszyn elektrycznych i kabli, dodatkowe straty mocy w torach prądowych, przeciążenie elementów sieci elektroenergetycznej itp.

Jedne i drugie mogą, poprzez wyzwolenie dużych ilości energii – także w następstwie błędów sterowania, zaburzyć bilans cieplny urządzenia lub procesu technologicznego prowadząc do wzniecenia pożaru. Przykładów udawadniających tę tezę jest bardzo dużo i ich omówienie przekracza objętość niniejszego artykułu. Część z nich ma ogólny charakter ułatwiający uogólnienie zjawisk (np. wzrost temperatury urządzeń w następstwie dodatkowych strat energii wywołanych różnymi czynnikami) lub są to przypadki szczególne, wymagające indywidualnej analizy.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

zagrożenie pożarowe powodowane przez baterie kondensatorów

Na fotografii 1. przedstawiono przykładową instalację kondensatorową SN przed i po awarii. W wyniku zwarcia obudowa jednego z kondensatorów została rozerwana, a zawartość o wysokiej temperaturze wydostała się na podłogę wzniecając pożar. Łuk elektryczny zniszczył doprowadzenia elektryczne w górnej części baterii, a siły elektrodynamiczne rozerwały przekładnik prądowy. Gazy wydobywające się z płonącej baterii dostały się do szybu windy, stanowiąc realne zagrożenie dla ludzi. Przypadki takie nie należą do rzadkości. Należy więc postawić pytanie: co sprawia, że instalacje kondensatorów o mocach niekiedy wielu Mvar pracują nieprawidłowo, w krytycznych sytuacjach stanowiąc zagrożenie pożarowe i zagrożenie dla bezpieczeństwa ludzi?

Kondensatory należą do tej kategorii urządzeń, które w bardzo dużym stopniu doświadczają skutków pracy w środowisku elektromagnetycznym z przebiegami odkształconymi. Przeciążenia, którym podlegają, dotyczą napięcia, prądu i mocy. Większość międzynarodowych norm określa wartości graniczne napięć i prądów na bardzo małym poziomie w stosunku do wartości znamionowych. Przykładowo, według norm IEEE, stających się często wzorem dla innych dokumentów narodowych i międzynarodowych:
- maksymalna długotrwała wartość skuteczna napięcia kondensatora: 1,1·UN ,
- maksymalna długotrwała wartość szczytowa napięcia kondensatora: ,
- maksymalna wartość szczytowa napięcia podczas krótkotrwałych przepięć: ,
- maksymalna długotrwała wartość skuteczna prądu kondensatora: 1,35· IN,
- maksymalna wartość mocy biernej kondensatora: 1,35·QN

gdzie UN, IN, QN są wartościami znamionowymi odpowiednio: napięcia, prądu i mocy kondensatora. Zachowanie podanych wartości prądów i napięć nie powinno prowadzić ani do uszkodzenia kondensatora, ani skrócenia czasu jego użytkowania. Jednak podane zapasy prądowe i napięciowe są na tyle małe, że w praktyce dochodzi często do ich przekroczenia – na skutek błędów projektowych lub nieprawidłowej eksploatacji. Praca baterii w stanie długotrwałego przeciążenia znacząco skraca czas jej eksploatacji, a przekroczenie parametrów granicznych kondensatorów stanowi realne zagrożenie pożarowe. Przykładowo rezultatem odkształcenia napięcia, czyli obecności wyższych harmonicznych, jest wzrost wartości szczytowej napięcia – po przekroczeniu 120% wartości znamionowej stanowi to dodatkowe obciążenie dla izolacji.

W konsekwencji może dojść do częściowego wyładowania w dielektryku, zwarcia końców folii zwijek kondensatorowych i trwałego uszkodzenia kondensatora. Przepływ przez baterię prądu o zbyt dużej wartości powoduje wystąpienie w kondensatorach dodatkowych strat mocy. Wiąże się to ze zjawiskami, takimi jak: przepalenie bezpieczników, procesy fizykochemiczne dielektryków powodujące przyspieszony proces starzenia i skrócenie czasu eksploatacji, trwałe uszkodzenie kondensatora, a w granicznym przypadku rozerwanie kondensatora.

wpływ procesów łączeniowych

Wzrost wartości szczytowej napięcia kondensatora może nastąpić na skutek wzmocnienia oscylacji napięcia wywołanych procesem łączeniowym. Łączenie pojedynczej nienaładowanej baterii kondensatorów nie wiąże się – z wyjątkiem przypadków szczególnych – z zagrożeniem dla kondensatorów i środowiska zewnętrznego. Wartość szczytowa napięcia nie przekracza zwykle 1,1 UN do 1,6 UN, a czas trwania zjawiska zmienia się typowo od 0,5 do 3 okresów. Znacznie trudniejsze warunki napięciowe mogą wystąpić w przypadku:

  • dołączania kolejnej baterii do już pracującej – oscylacje łączeniowe na równolegle pracujących bateriach mogą mieć większą wartość, a czas ich trwania może być znacząco dłuższy, szczególnie w sieciach SN i WN,
  • łączenia baterii wstępnie naładowanej – dochodzi wtedy do znaczącego wzrostu prądu i napięcia kondensatora,
  • zapłon łuku podczas procesu wyłączania baterii. Różnica potencjałów między stykami wyłącznika może osiągnąć wartość równą podwójnej amplitudzie napięcia zasilającego. Jeżeli ta wartość przekroczy wytrzymałość przerwy między stykami, wyładowanie łukowe pomiędzy nimi spowoduje gwałtowny wzrost prądu źródła zasilania i napięcia kondensatora. Taki przypadek może wystąpić np. w wyniku nieprawidłowego doboru wyłącznika i grzania się jego styków.

W szczególnych przypadkach w sieci elektroenergetycznej mogą powstać oscylacje napięcia o znacznych wartościach szczytowych. W układzie przedstawionym na rysunku 1. stwierdzono duży poziom awarii baterii kondensatorów niskiego napięcia (nn) C2 na skutek wzmocnienia oscylacji zainicjowanych procesem łączenia baterii C1 (rys. 2.).

Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 12/2011

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Gdzie szukać pomocy przy doborze właściwego źródła zasilania »

Dobór źródła zasilania

Optymalne rozwiązania na każdym etapie, zarówno dystrybucji, jak i tworzenia dedykowanych pakietów zasilania. Wszystko po to, aby zapewnić jak najwyższą jakość ... czytam dalej »

 


Jak zmniejszyć swój rachunek za prąd »

koszt prądu

Oszczędzanie na rachunkach za prąd w domu lub firmie jest możliwe. Wystarczy dokładnie sprawdzić (...) zobacz ile możesz oszczędzić »

 


Jednoobwodowy licznik energii - jaki wybrać?»

Zobacz co nowego poznamy na targach Energetab 2019 »

Licznik energii jaki wybrać Energetab 2019 logo
Zasilacze awaryjne trzeciej generacji z bardzo wysoką sprawnością 96% w trybie On-Line oraz ze znakomitym współczynnikiem mocy 1(...) czytam więcej » ENERGETAB – największe w Polsce targi nowoczesnych urządzeń, aparatury i technologii dla przemysłu energetycznego, to miejsce jednych z najważniejszych spotkań czołowych przedstawicieli branży elektrotechnicznej w Polsce.(...) czytam dalej »

 


Łączniki i gniazda instalacyjne - jakie wybrać?

Kamery termowizyjne Perfekcyjne dopełnienie nowoczesnego wnętrza.
Prosta, ponadczasowa forma, jakość wykonania, niezawodny system, to tylko niektóre (...)
czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Przewodnik po złączach - znajdż idealne rozwiązanie dla siebie »

automatyka przemysłowa Przewodnik po złączach
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Oznaczniki mobilne na przewody i osprzęt - które wybrać »

Kamery termowizyjne Technika laminowania taśm, zapewnia trwałe nadruki poprzez całkowitą ochronę tekstu przed czynnikami niszczącymi, takimi jak: zdrapywanie, ścieranie, zmywanie, promieniowanie UV a nawet substancj (...) czytam dalej »

 


Dobór ograniczników przepięć typu 1 »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

ograniczniki bezpanelowa energia słoneczna
Kombinowane ograniczniki przepięć jako urządzenia do ograniczania przepięć mają za zadanie zmniejszenie do bezpiecznych poziomów napięcia w instalacji elektrycznej oraz na wejściu zasilanych urządzeń: podczas operacji łączeniowych ń (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Szybki i łatwy sposób na budowę Twojego indywidualnego systemu wizyjnego»

zasilanie gwarantowane Badania przeprowadzone przez Computer Business Review wykazały, że od 2013 roku mamy do czynienia z dynamicznym wzrostem przenoszenia przez przedsiębiorców zasobów danych do tzw. chmury obliczeniowej (cloud computing). W związku z tym stale wzrastają wydatki przeznaczan ... czytam dalej »


Bramka IoT chmury do integracji nowych i istniejących systemów bez konieczności programowania.»

Zobacz jak robot testuje bankomaty?

bramka iot Robot testuje bankomaty
Dzięki prostemu połączeniu z procesem za pomocą protokołów, np. Modbus/TCP, dane czujników i dane procesowe są zbierane, przetwarzane i monitorowane ... czytam więcej » Około 30 sekund zajmuje średnio wypłacenie pieniędzy z wielofunkcyjnego bankomatu ATM. Urządzenia, które są dostępne „za rogiem” w większości miast, zmieniły nasze podejście ... czytam dalej »

Jaką zastosować ochronę urządzeń elektrycznych i elektronicznych przed przepięciami »

ochrona przed przepięciami Każdy ogranicznik przepięć ma pewną określoną zdolność do przenoszenia przez siebie pewnej energii udaru. Jeśli po zadziałaniu ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Przewdonik "Eliminuj błędy
i usprawnij instalacje przewodów" »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - przewodnik
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Poznaj najskuteczniejsze sposoby oznaczania kabli i komponentów wykorzystywanych w branżach elektrycznych i telekomunikacyjnych... czytam dalej »


Transformatory oraz dławiki dostosowane do indywidualnych wymagań »

transformatory ei Mają zastosowanie w sieciach przesyłowych i rozdzielczych. Stosowane są do zasilania układów trakcyjnych w pojazdach szynowych, w instalacjach wykorzystujących napędy (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Switch zarządzalny – czy warto? Jaki wybrać?

Liczniki energii jakie wybrać Switche niezarządzalne
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Switch zarządzalny daje możliwość nie tylko stworzenia siecilokalnej, ale daje wiele innicf możliwości. Między innymi pozwala także dostosować porty, a więc i parametry sieci do... czytam dalej »

mgr inż. Krzysztof Chmielowiec
mgr inż. Krzysztof Chmielowiec
Mgr inż. Krzysztof Chmielowiec - absolwent Wydziału Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie na kierunku elektrotechnika, specjalność: automatyka ... więcej »
prof. dr hab. inż. Zbigniew  Hanzelka
prof. dr hab. inż. Zbigniew  Hanzelka
Prof. dr hab. inż. Zbigniew Hanzelka - profesor w Instytucie Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych AGH. Autor i współautor ponad 200 artykułów technicznych i naukowych. Redaktor czasopism: ... więcej »
dr inż. Krzysztof Piątek
dr inż. Krzysztof Piątek
Dr inż. Krzysztof Piątek - absolwent Wydziału Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Stopień doktora nauk technicznych uzyskał w roku 2010, te... więcej »
Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
9/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Metody badania funkcji zabezpieczeń nadprądowych przekaźników elektroenergetycznych
  • - Fotowoltaika szansą rozwoju dla komunikacji miejskiej
Zobacz szczegóły

SEP świętuje 100 lat!

Jak co roku targom ENERGETAB towarzyszą konferencje organizowane przez izby i stowarzyszenia patronujące. Z okazji obchodzonego w tym roku 100-lecia Stowarzyszenia Elektryków Polskich...

Przekaźnik instalacyjny o wysokiej odporności na prąd udarowy

RPI-1ZI-U24A firmy Relpol, to nowy przekaźnik instalacyjny, który wytrzymuje prąd załączania 120 A w czasie 20 ms. Przekaźnik ten przeznaczony jest do załączania obwodów o wysokim...
.steute Polska .steute Polska
steute jest międzynarodowym przedsiębiorstwem specjalizującym się w projektowaniu oraz produkcji bezpiecznej, niezawodnej aparatury...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl