Autor: Marcin Ruta

Główny temat: Planowanie i zakres analizy Arc Flash

Wspomniane normy i standardy: IEEE 1584, EPRI, OSHA 1910.269

Czas czytania: 4 min

Określenie zakresu prac. Analiz Zwarć Łukowych

W pierwszej fazie ważne jest, aby określić zakres prac, czyli jaką cześć instalacji chcemy przeanalizować. Wpływ na zakres prac mają:

• Wymagania klienta (modernizacja, względy BHP itd.)
• Wielkość instalacji
• Zakres napięć w instalacji (np. 110 kV do 400 V)
• AC czy AC i DC
• Typ zakładu (koksownia, serwerownia, zakład produkcyjny itd.) 
• Aparatura na obiekcie (generatory, UPS-y, zestawy akumulatorowe, źródła OZE, silniki, rodzaje zabezpieczeń itd.)
• Konfiguracje pracy systemu (sprzęgła, systemy ATS, praca awaryjna itd.)
• Wymagania korporacyjne (BHP, wymagania z instrukcji eksploatacji itd.)
• Pozostałe

Gdzie znaleźć dane do analizy?

Najprościej jest to zrobić podczas spotkania wstępnego. Inżynier prowadzący projekt  po wstępnym obejrzeniu instalacji i/lub dokumentacji wskaże konkretne informacje potrzebne do przygotowania oferty. Do oszacowania zakresu prac przydatne są:

• Dokumentacja elektryczna (forma nie ma znaczenia)
• Schematy elektryczne sieci od punktu przyłączenia (jednokreskowe, poglądowe itd.)
• Listy aparatury, rozdzielnic, silników, itd.
• Procedury i instrukcje BHP
• Lokalne, dodatkowe informacje 

Zakres analizy zwarć łukowych: modele IEEE 1584, EPRI i OSHA 1910.269

 Model IEE 1584 pozwala na analizę sieci o parametrach:

• 208 V do 600 V: prądy zwarciowe 500 A do 106 000 A (AC)
• 601 V do 15 000 V: prądy zwarciowe 200 A do 65 000 A (AC)

Powyżej 15 kV  stosuje się  inne modele matematyczne EPRI  oraz  ArcPro (OSHA 1910.269) aż do 800 kV, aczkolwiek większość przemysłowych instalacji zasilana jest z sieci o napięciu do 20 kV.
W praktyce wymagania co do zakresu prac prościej jest określić poprzez dolny poziom zabezpieczeń nadprądowych na niskim napięciu 400 V: 

• Wyłącznik nadprądowy  ≥63A 3P (MCB, MCCB)
• Bezpiecznik  ≥ 100A
• Silniki elektryczne  ≥  50HP (37 kW)
• Sieć DC do  1000 V DC

Co zrobić kiedy nie mamy odpowiedniej dokumentacji technicznej?

Mamy dwie opcje:

1. Przygotować dokumentację (długi proces trwający miesiące).
2. Oszacować zakres podczas wizyty na obiekcie (szybki proces – kilka dni) 

Wizyta na obiekcie ma na celu oszacować:

• Wielkość instalacji elektrycznej
• Kondycję techniczną
• Typ aparatury i zabezpieczeń
• Ilość aparatury, rozdzielnic, złożoność sieci itd.

Brak dokumentacji technicznej jest problemem, ale doświadczony inżynier w takie wizyty jest w stanie  określić precyzyjnie zakres prac i kosztów z tym związanych. Oczywiście brak  dokumentacji nie jest komfortową sytuacją  dla klienta docelowego. Powyższe podejście jest sposobem, aby temu zaradzić i pomóc klientowi nawet w takiej sytuacji.

Mapowanie systemu jako alternatywa

Jeżeli na obiekcie brakuje jakichkolwiek schematów elektrycznych, dobrym pomysłem jest rozszerzyć zbieranie danych do analizy zwarć łukowych o tzw. mapowanie systemu. Mapowanie systemu jest procesem odtworzenia schematów elektrycznych dla danej instalacji. Ponieważ proces ten może być połączony ze zbieraniem danych do analizy zwarć łukowych, pozwala to na oszczędności czasu i pieniędzy.

How can MR Power Systems help?

At MR Power Systems, we perform comprehensive short-circuit studies and equipment evaluation for new and existing electrical installations. We verify the short-circuit withstand ratings of switchgear, panelboards, circuit breakers, cables, busbars, transformers and other electrical equipment against calculated fault-current values. Our engineers also review the quality of input data, operating scenarios, protection settings and contributions from local generation, UPS systems, renewable energy sources and battery energy storage systems.

The assessment can be combined with load-flow studies, protection coordination and arc-flash risk assessment. This provides the client with a consistent overview of the installation and clearly identifies equipment that may be underrated or require further verification. We prepare practical recommendations, support the selection of suitable equipment and help clients plan corrective actions or system upgrades.