System inspekcji przyrostu temperatury GIT

GIT, a temperature increase monitoring system
Artykuł przedstawia system GIT chroniący instalacje elektroenergetyczne przed skutkami wzrostu temperatury.
To rozwiązanie zostało zaprojektowane w celu zminimalizowania ryzyka związanego ze zwiększoną temperaturą roboczą tych instalacji.
Artykuł przedstawia system GIT chroniący instalacje elektroenergetyczne przed skutkami wzrostu temperatury. To rozwiązanie zostało zaprojektowane w celu zminimalizowania ryzyka związanego ze zwiększoną temperaturą roboczą tych instalacji.
Rys. redakcja EI

Rozdzielnice elektroenergetyczne są kluczowym elementem sieci elektroenergetycznej. Od ich poprawnego funkcjonowania zależy prawidłowy proces przesyłu energii elektrycznej, bezpieczeństwo samego obiektu, który prawie zawsze znajduje się w węźle sieci elektroenergetycznej, ale przede wszystkim bezpieczeństwo personelu – obsługi rozdzielnicy.

W artykule:

• Szkodliwe czynniki obecne w warunkach operacyjnych rozdzielnic elektroenergetycznych i potrzeba monitorowania temperatury ich pracy
• System GIT
• Implementacja

Podstawowym składnikiem rozdzielnic elektroenergetycznych są:

  • elementy sieci służące do transportu energii elektrycznej – kable, szyny, mosty, bezpieczniki, przyłącza;
  • aparaty łączeniowe;
  • zapasowe generatory energii elektrycznej;
  • odbiorniki energii elektrycznej;
  • inne konieczne wyposażenie rozdzielnicy – przepusty, izolatory.

streszczenie

Miejsca połączeń elektrycznych są potencjalnym źródłem zagrożenia, wynikającego z trudnych warunków operacyjnych, takich jak przepływ dużych prądów, warunki środowiskowe, narażenie na wibracje połączeń skręcanych, rosnąca z czasem rezystancja styku.
W artykule przedstawiono system GIT chroniący instalacje elektroenergetyczne przed skutkami wzrostu temperatury.
Zaprezentowane rozwiązanie zostało zaprojektowane w celu zminimalizowania ryzyka związanego ze zwiększoną temperaturą, która może pojawić się na mostach, szynach, kablach, przepustach, izolatorach i stykach aparatury łączeniowej, a także odbiornikach i generatorach energii elektrycznej.
System GIT ma na celu ciągłe monitorowanie temperatury w newralgicznych punktach instalacji elektroenergetycznej, włączając w to połączenia szyn z aparatami łączeniowymi znajdującymi się pod napięciem.
Opracowane sensory przewidują możliwość pomiaru temperatury nawet w przypadku, kiedy w szynach lub mostach nie płynie prąd.



abstract

Electrical connections are a potential source of hazards due to difficult operating conditions such as high currents, environmental conditions, vibration exposure to twisted connections, and contact resistance increasing over time.
The article presents the GIT system protecting electrical installations against the effects of temperature rise.
The presented solution is designed to minimize the risk of increased temperatures that may occur on bridges, rails, cables, culverts, insulators and contacts of the switching equipment, as well as the receivers and generators.
The GIT system is designed to continuously monitor the temperature in the critical points of the power system, including the connections of contactor or breaker unit.
Developed sensors can measure the temperature even in unconnected, unpowered rails or bridges.

 

Te elementy sieci często narażone są na pracę w trudnych warunkach eksploatacyjnych przy długotrwałym obciążeniu znamionowym, a niekiedy również w niekorzystnych warunkach środowiskowych – wilgotność, otoczenie sprzyjające korozji, podwyższona temperatura będąca wynikiem pracy na skraju dopuszczalnych parametrów części składowych rozdzielnicy.

Takie warunki operacyjne rozdzielnic są oczywiście dopuszczalne, jednak są również powodem wielu komplikacji podczas koniecznych przeglądów, takich jak np. konieczność okresowego sprawdzania wszystkich połączeń skręcanych narażonych na wibracje, które mogą być skutkiem przepływu prądu elektrycznego bądź pracy generatorów/odbiorników energii elektrycznej znajdujących się w pobliżu.

Ciągły postęp w dziedzinie elektrotechniki i elektroniki powoduje, że rośnie moc znamionowa rozdzielnic o tej samej kubaturze. W przypadku rozdzielnic niskiego napięcia powodem wzrostu temperatury jest zwykle przepływ dużego prądu (bliskiego prądowi znamionowemu dla wykorzystywanych szyn czy przewodów), straty mocy związane z odbiornikami zainstalowanymi wewnątrz rozdzielnic (aparatura zabezpieczeniowa i pomocnicza), a także straty związane z konstrukcją rozdzielnic (prądy wirowe w metalowych obudowach i metalowej konstrukcji nośnej szaf).

Postępująca miniaturyzacja rozwiązań i oddziaływanie czynników środowiskowych (temperatura, wibracje, korozyjność powietrza) na elementy rozdzielnic elektrycznych powodują degradację połączeń (postępującą w czasie) np. styków aparatów łączeniowych czy połączeń skręcanych, czego wynikiem jest lokalny wzrost temperatury i zwiększone straty mocy. Są one bezpośrednią przyczyną awarii, a więc również przestojów serwisowych związanych z przekroczeniem (dopuszczalnych w serii norm PN-EN 61439) przyrostów granicznych temperatury w rozdzielnicy.

W związku z wymienionymi wyżej problemami pojawia się zasadne pytanie o możliwość ciągłego monitorowania temperatury wewnątrz rozdzielnicy, najlepiej podczas normalnej pracy.

Na świecie znane są metody dokładnego pomiaru temperatury, a także jej rozkładu na powierzchniach – jednak ze względu na specyfikę pomiaru temperatury elementów znajdujących się na potencjale zasilania takich jak szyny, mosty, przewody, przyłącza, ich stosowanie jest znacząco utrudnione.

Rozwiązaniem wydaje się doskonale znana termograficzna metoda oceny rozkładu temperatury. Jednak ze względu na swoją specyfikę nastręcza wiele problemów.

Termografia może błędnie oceniać rozkład temperatur elementów metalowych (ze względu na niską emisyjność będącą funkcją temperatury) – podstawowego elementu konstrukcyjnego i elektrycznego rozdzielnic. Jedynie bardzo wprawny operator dysponujący zaawansowanymi technikami oceny jest w stanie bez dodatkowych zabiegów – związanych z konstrukcją rozdzielnicy, ocenić przybliżoną wartość temperatury newralgicznych elementów konstrukcyjnych i elektrycznych rozdzielnicy.

Ciężko również jednoznacznie ocenić rozkład temperatur w zamkniętej przestrzeni szaf rozdzielnicy. Po otwarciu drzwi lub osłon rozdzielnicy (dla celów wykonania inspekcji) natychmiast zmienia się cyrkulacja powietrza – a zatem również rozkład temperatur. Te dwa fakty w zasadzie wykluczają termografię do zastosowań w ciągłym monitorowaniu temperatur wewnątrz rozdzielnicy, ponadto wymagają dodatkowego personelu obsługującego.

Należy zaznaczyć, że na etapie konstruowania rozdzielnicy można przewidzieć z bardzo dużym prawdopodobieństwem, które elementy będą w przyszłości narażone najbardziej na zwiększoną temperaturę – zwykle są to połączenia skręcane, np. szyn i mostów, czy szyn i aparatów łączeniowych, właśnie w takich miejscach, co jest oczywiste, gęstość prądu jest bowiem największa – zwykle bliska gęstości dopuszczalnej w elementach przewodzących.

Postępująca w czasie degradacja jakości połączeń ma wpływ przede wszystkim na rezystancję pasożytniczą połączeń, której wartość z czasem rośnie, co skutkuje większymi stratami mocy w tych punktach – a zatem lokalnym wzrostem temperatury.

Obligatoryjne, wykonywane co określony czas przeglądy styków i połączeń w rozdzielnicy są wymuszone normami w zakresie bezpieczeństwa eksploatacji. Są to wymogi Ustawy Prawo budowlane, która w art. 62 narzuca na właściciela lub zarządcę obiektu wykonywanie co najmniej raz w roku okresowej kontroli, polegającej na sprawdzeniu stanu technicznego oraz co najmniej raz na pięć lat okresowej kontroli instalacji elektrycznej.

Bezpieczeństwo eksploatacji rozdzielnic można znacząco zwiększyć poprzez wprowadzenie do rozdzielnicy ciągłego monitorowania temperatury punktów najbardziej narażonych na usterki związane z pracą w podwyższonej temperaturze – w rozdzielnicy zwykle są to elementy, przez które przepływa prąd o znacznej wartości.

Monitoring umożliwia wczesne wykrywanie usterek – diagnostykę przedusterkową, która w dobie ery Industry 4.0 jest często standardem wymaganym przez klienta końcowego.

Wprowadzenie tego rodzaju systemów monitorujących temperaturę krytycznych punktów rozdzielnicy informuje o niebezpiecznym wzroście temperatur, który można ponadto skorelować (aby wykluczyć błędne wykrycie awarii w bardziej zaawansowanych konstrukcjach) z prądem przepływającym w monitorowanym medium przesyłowym, jak np. szyny, mosty.

Takie zastosowanie systemu znacząco przyczynia się do zmniejszenia awaryjności rozdzielnic i zwiększenia bezpieczeństwa dostaw energii, a przede wszystkim zwiększa bezpieczeństwo personelu obsługującego. Umożliwia również planowanie napraw połączeń lub wymiany pewnych elementów na nowe dzięki pełnionej przez system funkcji diagnostyki przedusterkowej.

Wprowadzenie do rozdzielnic systemów monitorujących wewnętrzną temperaturę elementów nie musi wiązać się z dużymi kosztami, można je ograniczyć poprzez instalowanie elementów systemu tylko w niezbędnych punktach – na przykład na przyłączach lub odpływach o największej mocy pobieranej. Najważniejszy jest jednak zysk polegający na niemal całkowitym wyeliminowaniu awarii krytycznych, najbardziej narażonych na awarię połączeń.

Dzięki ciągłej diagnostyce połączeń elektrycznych system może wskazywać nie tylko potencjalną awarię, ale również diagnozować potencjalne pogorszenie się warunków eksploatacyjnych – przez monitorowanie temperatury szyn, mostów czy innych elementów elektrycznych i konstrukcyjnych wybranych na etapie projektowania rozdzielnicy.

Literatura

PN-EN 61439-1:2011 Rozdzielnice i sterownice niskonapięciowe. Część 1: Postanowienia ogólne.

Czytaj też: Spadki napięć w instalacjach elektrycznych niskiego napięcia >>>

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

Ten artykuł jest PŁATNY. Aby go przeczytać, wykup dostęp.
DOSTĘP ABONAMENTOWY
DOSTĘP SMS
W celu uzyskania dostępu do pełnego tekstu
niniejszego artykułu wyślij SMS o treści:
AP.EL4ZL na nr 74068
Opłata za wysłanie SMS-a: 4 zł + VAT (4,92 zł brutto)
Serwis SMS obsługiwany przez Dotpay
Usługa dostępna jest w sieciach: T-mobile, Orange, Plus GSM, Play, Heyah, Sami Swoi. Usługę Premium SMS obsługuje Dotpay.
Właścicielem portalu jest Grupa MEDIUM Sp. z o.o. S.K.A., z siedzibą w Warszawie, przy ul. Karczewskiej 18.
Zwrotnym sms-em otrzymasz Kod Dostępu, który wpisz w poniższe okienko. Kod będzie aktywny przez 24 godziny od pierwszego zalogowania.
Reklamacje usługi prosimy zgłaszać przez formularz reklamacyjny
Masz już abonament - zaloguj się:
:
:
zapomniałem hasła
Nie posiadasz konta - kliknij i załóż »
Nie masz abonamentu - wykup dostęp:
Abonament umożliwia zalogowanym użytkownikom dostęp do wszystkich płatnych treści na naszym portalu.
Dostępne opcje abonamentowe:
Pakiet: dwuletnia prenumerata papierowa (20 numerów) + dwuletni dostęp do wszystkich treści portalu (730 dni) - 185,00 zł
Prenumerata + on-line w promocyjnej cenie. Zamów już dziś!
Pakiet: roczna prenumerata papierowa (10 numerów) + roczny dostęp do wszystkich treści portalu (365 dni) - 105,00 zł
Prenumerata + on-line w promocyjnej cenie. Zamów już dziś!
Prenumerata elektroniczna (365 dni) - 79,00 zł
Roczny dostęp do wszystkich płatnych treści naszego portalu.
Prenumerata elektroniczna (30 dni) - 15,00 zł
30 dniowy dostęp do wszystkich płatnych treści naszego portalu.
Roczny dostęp dla prenumeratorów w specjalnej cenie - 0,00 zł
Jeśli zakupiłeś roczną prenumeratę papierową, masz możliwość skorzystania z bezpłatnego dostępu do wszystkich treści elektronicznych. Po weryfikacji danych skontaktujemy się z Tobą). Dostęp na czas trwania prenumeraty papierowej!
Dwuletni dostęp dla prenumeratorów w specjalnej cenie! - 0,00 zł
Jeśli zakupiłeś dwuletnią prenumeratę papierową, masz możliwość skorzystania z bezpłatnego dostępu do wszystkich treści elektronicznych. Po weryfikacji danych skontaktujemy się z Tobą). Dostęp na czas trwania prenumeraty papierowej!
Regulamin korzystania z portalu elektro.info.pl - zobacz regulamin
Uwagi prosimy zgłaszać na adres:
Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 9/2017

Wybrane dla Ciebie


Kamery termowizyjne - zobacz jaką wybrać »

Termografia w wersji Smart dla profesjonalistów (...) czytaj dalej »


Zobacz inspirujące łączniki do nowoczesnych pomieszczeń »

Czym chronić dużą liczbę obwodów sygnałowych »

Jakie włączniki do nowoczesnych wnętrz Ochrona przed przepięciami dla wielkiej liczby sygnałów?
Zaproponuj projektantom wysmakowaną awangardę i nowoczesność charakteryzujące współczesne wnętrza... czytaj dalej » Dzięki nowym połączeniom Push-in oraz zastosowaniu szczególnych elementów składowych (...) czytaj dalej »

Sposoby oznaczania kabli i przewodów »

Sposoby oznaczania kabli i przewodów Zobacz w jaki sposób trwale opisywać kable i przewody w instalacjach  czytaj dalej »


Oto dlaczego warto korzystać z usług materiałowych dla instalatorów »
Usługi materiałowe dla instalatorów

Poznaj korzyści zintegrowanych usług materiałowych dla instalatorów, detalistów, przemysłu, instytucji publicznych w zakresie branży elektrotechnicznej, instalacyjno-sanitarnej, grzewczej, wentylacyjnej i klimatyzacyjnej(...) czytaj dalej »


Projekt systemu rejestracji zakłóceń elektrycznych - zobacz » Poznaj niezbędne elementy układów zasilania wrażliwych odbiorów »
Projekt systemu rejestracji zakłóceń elektrycznych nowa generacja urządzeń ups kompensacyjne
Pokazał się siwy dym i w powietrzu zawisł złowieszczy zapach spalenizny… No cóż – prototyp. Nerwowe przeglądanie schematów (…) czytaj dalej »
Środowisko techniczne, w jakim te urządzenia funkcjonują, opisują normy na urządzenia odbierające energię z sieci energetycznej oraz normy (...) czytaj dalej»

Jak projektować schematy elektryczne i jakiego używać oprogramowania wspomagającego »

Jak projektować schematy elektryczne i w jakim programie Niniejszy artykuł zawiera informacje o projektowaniu schematów elektrycznych i używaniu oprogramowania wspomagającego projektowanie w branży elektrycznej i automatyce(...) czytaj dalej »


   
Nowoczesne systemy napędowe
i pozycjonowania wymagają zastosowania rozwiązania zapewniającego
mgr inż. Jerzy Chudorliński
mgr inż. Jerzy Chudorliński
Absolwent Wydziału Elektroniki Politechniki Warszawskiej o specjalności aparatura elektroniczna. Zajmował się zagadnieniami związanymi z konstrukcją sprzętu powszechnego użytku oraz konstrukcją spr... więcej »
mgr inż. Karol Makowiecki
mgr inż. Karol Makowiecki
Instytut Tele- i Radiotechniczny więcej »
mgr inż. Maciej Rup
mgr inż. Maciej Rup
Brak informacji o autorze... więcej »
mgr inż. Paweł Michalski
mgr inż. Paweł Michalski
Brak informacji o autorze... więcej »
inż. Anna  Kołtun
inż. Anna  Kołtun
Centrum Teleinformatyki i Elektroniki ITR więcej »
Zapisz się na bezpłatny newsletter!
Najnowsze informacje na Twoją skrzynkę:
11/2017

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 11/2017
W miesięczniku m.in.:
  • - Dobór mocy źródeł zasilania awaryjnego i gwarantowanego
  • - Rozdzielnice elektryczne stosowane w budynkach mieszkalnych
Zobacz szczegóły
Cantoni Motor S.A. Cantoni Motor S.A.
Grupa Cantoni została pionierem w produkcji silników elektrycznych już w XIX wieku i od tego czasu kontynuuje misję wdrażania...
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