Что же случилось? По свидетельствам очевидцев пожара и результатам последующего расследования с высокой долей вероятности события развивались следующим образом. Склад древесины - это объект, существующий 20 лет, где грызуны не редкость. Распределительная сеть электроэнергии в одной части стала легкодоступной для них. И систематическая порча кабелей ими вызвала утончение кабелей, что привело к росту плотности тока в месте повреждения. При этом повышалась температура в данном месте кабеля, изоляция вокруг повреждения начала обугливаться и начали возникать электрически дуги. Практически были созданы идеальные условия для возникновения пламени – достаточная температура и обугленная оболочка, которая была способна поддерживать пламя. Так возникло пламя, которое подожгло склад. Ни температурные датчики, ни система пожаротушения не смогли предотвратить возникновение пожара.
Дополнительный автоматический выключатель и предохранитель не могли сработать просто потому, что на такую неисправность они не могут реагировать. Ток в контуре, который активизировал бы автоматический выключатель или предохранитель, был на стандартном рабочем уровне, так как ни перегрузки, ни короткого замыкания не произошло. На повышение плотности тока (с последующим возникновение дуг короткого замыкания) только на части питающего кабеля предохранитель и автоматический выключатель реагировать не могут. Они для этого не сконструированы. То есть практически защита отсутствовала. До сих пор! Теперь решение уже существует.
Этим новым решением является дуговая защита AFDD. Дуговая защита AFDD, в отличие от автоматических выключателей, предохранителей или устройств защитного отключения уже может определять такие неисправности, выключить и тем самым предотвратить возникновение пожара! Дуговая защита AFDD заполняет пробел в безопасности, который до сих пор существовал в электропроводке. При установке дуговой защиты AFDD вышеописанные события бы не произошли или вероятность их возникновения была бы практически исключена.
Указанный пример фирмы АО «TRXe a.s.» является фиктивным, на нем мы могли легко показать причины и результаты такой неисправности. Но указанная неисправность или подобный механизм повреждения кабеля являются абсолютно реальными.
Как работает дуговая защита AFDD?
Стандартно дуговая защита (AFDD - Arc Fault Detection Device) – это прибор, предназначенный для ослабления эффекта дуги короткого замыкания отсоединением контура, если обнаружена дуга короткого замыкания. Дуга короткого замыкания – это опасная неумышленная дуга между проводами, световой разряд электричества через изоляционную среду, сопровождаемый обычно частичным испарением материала проводника (электрод). Такое явление в проводнике может вызвать возгорание изоляции и последующий пожар объекта. А дуговая защита AFDD именно такие эффекты исключает. Примеры причин возникновения дуг короткого замыкания (а от этого возможных пожаров электропроводки) приведены в таблице 1.
Указанные повреждения проводов могут в принципе привести к 3 типам дуг короткого замыкания
- 1) Последовательные дуги короткого замыкания (L) возникают, прежде всего, в результате повреждения провода или потери контакта в последовательности с нагрузкой. В этих случаях ток меньше, чем рабочий ток, и автоматические выключатели или устройства защитного отключения не способны определить и выключить неисправность. И именно дуговая защита сконструирована так, чтобы определить дуги короткого замыкания – и прервать контур ещё перед тем, как энергия в месте неисправности достигнет значений, ведущих к возникновению пожара. Событие, описанное в начале статьи, соответствует этому типу неисправности.
- 2) Параллельные дуги короткого замыкания (L-N) возникают от электрической дуги, которая была вызвана повреждённой изоляцией, позволившей произойти соединению двух проводников. Размер тока определён полным сопротивлением контура. В зависимости от того, какой номинальный ток имеет защита (напр. автоматический выключатель), происходит выключение контура. Если полное сопротивление контура слишком высокое, и не достигнут отключающий ток защиты, выключение может не произойти. Дуговая защита выключит ток дуги короткого замыкания, имеющий значение больше 2,5 A, и предоставит так надёжную защиту.
- 3) Параллельные дуги короткого замыкания (L-PE). Дуги короткого замыкания относительно земли (PE) надёжно определены и выключены устройствами защитного отключения. Устройства защитного отключения с IΔn 300 mА обеспечивают защиту от пожара в течение многих лет. Дуговая защита также определяет эти типы дуг короткого замыкания и предоставляет защиту в местах, где устройства защитного отключения не установлены. Приборы максимальной токовой защиты (автоматический выключатель, предохранитель) не предоставляют в некоторых случаях никакой защиты, так как полное сопротивление неисправного контура может быть слишком высоким.
Резюме нам предоставит таблица № 2. Помните, что AFDD не заменяет защитных свойств автоматических выключателей или устройств защитного отключения в случае параллельной неисправности, а дополняет их!
Нормы
Органы стандартизации обратили внимание на преимущества дуговой защиты, прежде всего, в среде, где имеется повышенный риск пожара, где пожар может легко расшириться и где имеется повышенная опасность для людей или ценных вещей. С изданием международной нормы IEC 60364-4-42: 2010+A1:2014 и европейской нормы HD 60364-4-42:2011+A1:2015 настойчиво рекомендуется применение дуговой защиты, и она признана самым современным устройством в этом направлении.
Германия в своей национальной норме DIN VDE 0100-420:2016-02+ дополнение A1 ввела обязательное применение AFDD с датой 18.12.2017 г. Словакия в своей норме STN 33 2000-4-42/A1 (идентичная IEC 60364-42:2010/A1:2014), изданной в декабре 2015 г., в статье 421.7 в национальном примечании говорит, что … цитируем: „Применение приборов, определяющих неисправность дуги (AFDD), согласно положению этой нормы будет в Словацкой Республике обязательным по истечении переходного периода сроком три года от даты издания этой нормы...“.
Учитывая однозначные плюсы, установленная нормами обязанность установки AFDD будет возрастать, как по количеству стран, так и по количеству норм, в которых они будут упомянуты.
ДУГОВАЯ ЗАЩИТА OEZ
Предыдущие абзацы касались общих свойств дуговой защиты и её ключевых преимуществ, т.е. защиты от возникновения пожара, которая заполнила функциональный пробел современных типов защит - автоматических выключателей, устройств защитного отключения и предохранителей, и которая продвинула безопасность установки на более высокий уровень. Но какой конкретный прибор можно использовать из предложения OEZ? И каковы его преимущества …ну, кроме этого ключевого?
Модульная конструкция
Фирма OEZ предлагает дуговую защиту AFDD, которая разработана в виде модулей. В случае решения OEZ пользователь дуговую защиту составляет сам. В этом нет ничего сложного. Дуговую защиту Вы соберёте из
- - расцепителя дуговой защиты ARC (AFD unit) и
- - автоматического выключателя LTS/LTK (MCB) или устройства защитного отключения с максимальной токовой защитой OLE/ OLI (RCBO).
При сборке происходит механическое и электрическое соединение обеих частей. Соединением расцепителя дуговой защиты с автоматическим выключателем или устройством защитного отключения с максимальной токовой защитой возникает рабочее устройство – дуговая защита AFDD. Рисунок № 1 стоит нескольких предложений.
Figure 1: AFDD assembly. ARC 16 A arc fault detection unit and circuit breaker LTS, 16 A, char. B. The ARC arc fault detection unit is offered with In 16 A and 40 A. On sides, the ARC is equipped with a coding pins protruding from the base to disable, for example, installation of a circuit breaker 32 A on ARC with In 16 A in assembly.
Это позволяет создать сотни разных исполнений дуговой защиты AFDD (согласно номинальному или остаточному току, характеристике), причём с минимальными складскими запасами. В случае комплектации с устройством защитного отключения с максимальной токовой защитой OLI/OLE заказчик получает комплексную защиту - защиту от возникновения пожара, максимальную токовую защиту и защиту от остаточных токов.
Высокая устойчивость от случайных выключений
Дуговая защита AFDD должна не только предоставлять надёжную защиту от пожаров, возникших от электричества, но и реагировать только тогда, когда появится настоящая неисправность. Для дуговой защиты OEZ это означает, что нужно надёжно различать поверхностные дуги, для которых требуется выключение в рамках установленных пределов, и рабочие дуги (или прохождение токов) электрической нагрузки, при которой выключение произойти не должно. Выключение дуговой защиты не должно происходить ни в одном из следующих возникших при работе сигналов, ни в случае дуги короткого замыкания соседнего контура:
- - искрение на контактах выключателя, при включении освещения; дуга щёточных двигателей; контакт старых реле
- - высокочастотные (ВЧ) шумы - речь идёт о шумах, возникающих от регуляторов яркости, сетевых компьютерных карт LAN в розетки НН (power line) и т.п.
Тест надёжности работы
Дуговая защита OEZ оснащена автоматическим тестом, который автоматически запускается каждые 15 часов для тестирования контуров и алгоритма детекции. Расцепитель можно тестировать также и вручную, нажатием на кнопку тестирования с фронтальной стороны прибора (рисунок 2).
Наглядная информация о причинах выключения
Светодиодный указатель состояния с передней стороны дуговой защиты (которая выполняет также задачу кнопки тестирования) предоставляет простую и наглядную информацию о причинах выключения.
Защитa нагрузки от перенапряжения
Дуговая защита OEZ оснащена расцепителем перенапряжения, который в случае долго продолжающегося перенапряжения выше 275 V разъединит контур. Так защищёны потребители (ТВ, ПК и т.п.) в сети от безвозвратного повреждения
Лёгкое обслуживание
Дуговая защита OEZ отвечает норме EN 62606. Она предназначена таким образом для управления непрофессионалами и не требует обслуживания .
Принадлежности
Принадлежности устанавливаются на автоматические выключатели LTS/LTK и устройства защитного отключения с максимальной токовой защитой OLI/OLE
- - вспомогательные и сигнализационные выключатели PS-LT/SS-LT
- - независимые расцепители и расцепители минимального напряжения SV-LT/SS-LT
- - вставки для запирания OD-LT
ГДЕ И КАК ИСПОЛЬЗУЕТСЯ AFDD?
Об одной важной вещи забывать нельзя – как и где дуговую защиту использовать. Дуговая защита должна быть установлена в начале контура, который должен быть защищён. Если это возможно, на один вывод нужно использовать одну дуговую защиту, чтобы пользователь мог использовать выгоды, которые из этого исходят:
- - количество ненамеренно отсоединённых нагрузок и проводов минимизировано
- - более легко устанавливается место неисправности
- - снижено количество ненамеренных выключений из-за меньшего перекрывания помех
При помощи дуговых защит рекомендуем защищать, прежде всего, контуры розеток и освещения. В области гражданского строительства (коттеджи, дома престарелых) это, прежде всего, контуры спален и гостиных и контуры с высоким потреблением - контуры посудомоечных машин, сушилок, стиральных машин. Следующие помещения и объекты в таблице № 3.
