Berechnung der Bogenflammengefahr in 9 Schritten mit IEEE 1584

Arc Flash Hazard - Sichere Vorgehensweisen

Das Institut für Elektro- und Elektronikingenieure (IEEE) veröffentlichte die IEEE 1584 "Anleitung zur Durchführung von Arc Flash-Gefahrenberechnungen". Es enthält detaillierte Methoden und Daten, mit denen die Gefahr von Lichtbogenblitzen für einfachste bis komplexeste Systeme berechnet werden kann.

Berechnung der Bogenflammengefahr in 9 Schritten mit IEEE 1584 (Bildnachweis: complises.com)

IEEE hat viele Jahre mit der Entwicklung dieser Methoden gearbeitet. Sie basieren auf empirischen Tests der Sicherungen der Klassen RK1 und L, der Niederspannungs-Kompaktleistungsschalter (MCCB), der isolierten Gehäuseschutzschalter und der Niederspannungsleistungsschalter sowie der theoretischen Modellierung.

In IEEE 1584 sind Tabellenkalkulationsprogramme enthalten, die die Berechnung der einfallenden Energie und der Flash-Schutzgrenzen vereinfachen.

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IEEE 1584 behandelt die sicherheitsbezogenen Arbeitspraktiken nicht auf dieselbe Weise wie NFPA 70E. Es handelt sich in erster Linie um Durchführung der Berechnungen, die zur Ermittlung sicherer Praktiken erforderlich sein können. Die Berechnungsmethoden in Anhang D von NFPA 70E basieren auf IEEE 1584, enthalten jedoch nicht alle Daten oder Beschreibungen, wie diese Methoden entwickelt wurden.

IEEE 1584 skizziert 9 Schritte, um eine Arc Flash-Gefahrenberechnung ordnungsgemäß durchzuführen //

Schritt 1

Sammeln Sie die System- und Installationsdaten.

Abhängig davon, ob Sie einen kompletten Vorgang ausführenBei der Standortanalyse oder beim Betrachten einer einzelnen Portion kann dieser Schritt einige Minuten oder mehrere Wochen dauern. Beginnen Sie mit der Überprüfung der aktuellsten einzeiligen Diagramme der Geräte oder des Systems, die Sie analysieren. Wenn keine Liniendiagramme verfügbar sind, Sie müssen sie schaffen! Das Versorgungsunternehmen kann Ihnen das verfügbare Fehler-MVA- und X / R-Verhältnis am Eingang Ihrer Einrichtung zur Verfügung stellen.

Wenn Sie Ihren eigenen Strom erzeugen oder Notstromgeneratoren und große Motoren haben Eine detailliertere Analyse muss durchgeführt werden.

Um das zu berechnen verschraubter Fehlerstrom an der Stelle Ihrer Bewerbung verfügbarSie müssen in Ihrem Einleitungsplan alle Transformatoren und deren Nennwerte, Trennschalter oder Sicherungsverteilungskreise sowie deren Nennwerte, MCCs und alle anderen Geräte zwischen der Stromquelle und dem betroffenen Bereich aufzeichnen.

Als Nächstes müssen Sie Größe, Typ, Länge und angebenAnzahl der Kabel oder Sammelschienen usw., die zwischen dem zu analysierenden Versorgungs- und Verteilungs- und Steuergerät verwendet werden. Die Art des Kanals oder der Laufbahn muss ebenfalls aufgezeichnet werden.

Alle Daten des Transformators müssen inklusive aufgezeichnet werden MVA-Nennwerte und Impedanz, und alles Überstromschutzeinrichtungen müssen mit ihren spezifischen Merkmalen oder aufgezeichneten Fahrtbewertungen identifiziert werden.

Schritt 2

Bestimmen Sie die Betriebsmodi des Systems.

Die meisten Installationen haben nur einen ModusBetrieb mit einem Versorgungsanschluss. Größere industrielle oder gewerbliche Gebäude oder Produktionsanlagen können jedoch zwei oder mehr Versorgungsabzweige aufweisen, bei denen zwei oder mehr Transformatoren geschaltet werden oder Parallelgeneratoren (Beispiel unten).

Jeder Modus kann sehr komplex sein und erfordern eine detaillierte Gefahrenanalyse.

Konfigurationsbeispiel für Co-Generation

Beispiel für die Co-Generierungskonfiguration (Schema Credit: GE)

Schritt 3

Bestimmen Sie die verschraubten Fehlerströme.

Sie können Handberechnungen durchführen oder im Handel erhältliche Softwareprogramme verwenden um die verschraubten Fehlerströme zu berechnen an allen Punkten zwischen dem Versorger und der Verteilungs- oder Steuerungsausrüstung, die Sie analysieren.

Es ist notwendig, alle Daten anzuschließenSie haben über die Transformatoren, Kabelgrößen und -längen, den Leitungstyp usw., die in jeder Installation verwendet werden, aufgezeichnet, um die verschraubten Fehlerströme zu bestimmen.

Schritt 4

Bestimmen Sie die Lichtbogenfehlerströme.

Nach der Bestimmung der verschraubten Fehlerströme stellt IEEE 1584 eine Berechnungsformel bereit der vorhergesagte Lichtbogenfehlerstrom aufgrund der typischen Lichtbogenimpedanz und anderer Faktoren.

Der vorhergesagte Lichtbogenfehlerstrom für das SystemSpannungen unter 1 kV hängen vom verschraubten Fehlerstrom, der Systemspannung und dem Lichtbogenabstand ab und davon, ob der Lichtbogen höchstwahrscheinlich unter freiem Himmel oder in einem geschlossenen Gehäuse auftritt.

Schritt # 5

Ermitteln Sie die Eigenschaften der Schutzvorrichtung und die Dauer der Bögen.

Aus den in Schritt 1 erfassten Daten und demWenn Sie den in Schritt 4 ermittelten Bogenfehlerstrom vorhergesagt haben, ist der nächste Schritt die Ermittlung der Gesamtreinigungszeit der Überstromschutzeinrichtung unmittelbar auf der LINIE-Seite des zu analysierenden Geräts.

Wenn der Sicherungshersteller oder der Hersteller des Sicherungsautomaten maximale und minimale Löschzeiten veröffentlicht, ist es wichtig, dass Sie die maximale Löschzeit für den vorhergesagten Lichtbogenfehlerstrom möglich.

HINWEIS // Dieser Schritt kann weggelassen werden, wenn die Überstromschutzeinrichtungen bereits im IEEE 1584-Dokument geprüft und aufgeführt sind.

Schritt # 6

Dokumentieren Sie die Systemspannungen und Geräteklassen.

Stellen Sie sicher, dass Sie die Systemspannungen und dokumentierenGeräteklasse wie 15-kV-Schaltgeräte, 5-kV-Schaltgeräte, Niederspannungsschaltgeräte, Niederspannungs-Motorsteuerzentralen (MCC) und Schalttafeln oder Kabelführungen.

Schritt # 7

Wählen Sie die Arbeitsabstände.

IEEE 1584 hat sich etabliert drei typische Arbeitsabstände für verschiedene Ausrüstungsklassen. Wie bereits erwähnt, hängen die Berechnungen der Energieaufnahme und die Gefahrenkategorien von der Energieeffizienz ab Arbeitsabstände ausgewählt.

Schritt 8

Bestimmen Sie die Einfallsenergie für alle Geräte

Sie können die im IEEE 1584-Dokument oder in einer im Handel erhältlichen Software enthaltenen Formeln verwenden, um die mögliche Einfallsenergie in cal / cm zu berechnen² im ausgewählten Arbeitsabstand.

Schritt 9

Bestimmen Sie die Blitzschutzgrenze für alle Geräte

Die in IEEE 1584 angegebenen Formeln können verwendet werdenum den Abstand vom Bogen zu bestimmen, bei dem der Beginn einer Verbrennung zweiten Grades bei ungeschützter Haut auftritt. Dieser Abstand muss festgelegt werden und hängt von den Systemparametern ab.

Softwareprogramme berechnen Sie die Entfernung automatisch basierend auf dem Lichtbogenfehlerstrom, der Systemspannung, der Lichtbogenlücke und der Lichtblitzdauer.

Wenn die Überstromschutzeinrichtungen (OCPD) sindetwas anderes als diejenigen, die von IEEE 1584 abgedeckt werden, oder wenn die Spannungspegel und Kurzschlussströme die IEEE 1584-Beschränkungen überschreiten, müssen die Öffnungszeiten der Überstromschutzeinrichtungen analysiert und die entsprechende Blitzschutzgrenz- und Einfallsenergie von einem anderen berechnet werden Methode.

Referenz // Handbuch zu elektrischen Sicherheitsgefahren - Littelfuse