OEZ MINIA elektrikaare tuvastusseadmed – AFDD

Mis juhtus? Tulekahju otseste tunnistajate ütluste ja järgnenud uurimise põhjal oli sündmuste järjestus tõenäoliselt alljärgnev. Puidu ladustamiseks kasutatakse 20 aasta vanust hoonet, kus näriliste kohtamine pole mingi haruldane sündmus. Hoone ühes osas muutus juhtmestik neile kergesti ligipääsetavaks. Kaablite pidev kahjustamine viis nende peenemaks muutumiseni, mis omakorda põhjustas voolutiheduse tõusu kahjustatud kohas. See tõstis kaabli kahjustatud osa temperatuuri, kahjustust ümbritsev isolatsioon hakkas söestuma ning ilmuma hakkasid elektrikaared. Õigupoolest loodi tulekahju jaoks täiuslikud tingimused: piisav temperatuur ja tuld toitev söestunud plast. Ja nii võttiski ladu tuld. Temperatuuriandurid ja tulekustutussüsteem ei suutnud tulekahju ära hoida.

Esmane kaitselüliti ja sulavkaitse ei saanud vooluahelat välja lülitada, kuna need pole suutelised sellisele rikkele reageerima. Vooluahelas olev vool, mis oleks aktiveerinud kas kaitselüliti või sulavkaitsme, püsis tavapärase talitluse tasemel, kuna puudusid nii lühis kui ülekoormus. Ei kaitselüliti ega sulavkaitse saa reageerida, kui suurenenud voolutihedus (koos sellele järgnevate sädelahendustega) esineb vaid ühes toitekaabli osas. Nad ei ole mõeldud seda tegema. Tõtt-öelda ei olnudki sellise olukorra vastu mingit kaitset. Kuid seda vaid senini! Nüüd on leitud lahendus.

Selleks uueks lahenduseks on elektrikaare tuvastusseade – AFDD. Erinevalt kaitselülititest, sulavkaitsmetest või rikkevoolu kaitselülititest suudab AFDD selliseid voole tuvastada ja välja lülitada ning seega ka tulekahjusid ennetada! AFDD täidab turvaaugu, mis siiani juhtmestike ohutuses haigutas. Juhul, kui AFDD oleks olnud paigaldatud, poleks ülalkirjeldatud sündmust toimunud, või vähemalt oleks selle tõenäosus olnud oluliselt väiksem.

Ettevõttel TRXe a.s. põhinenud ülaltoodud näide oli fiktiivne, loodud eesmärgiga näidata lihtsalt ja arusaadavalt, millised võivad olla selliste rikete põhjused ja tagajärjed. Sellest hoolimata on mainitud rike või sellesarnased kaablikahjustused täiesti realistlikud.

Kuidas AFDD toimib?

Üldjoontes on AFDD (lühend inglisekeelsest väljendist arc fault detection device ehk elektrikaare tuvastusseade) seade, mis on loodud sädelahenduse tuvastuse korral vooluahela katkestamisega sädelahenduse mõju leevendama. Sädelahendus on ohtlik juhtide vahel juhuslikult tekkiv kaar – üle isolatsioonikeskkonna tekkiv kerge elektrilahendus, millega käib tavaliselt kaasas juhi (elektroodi) materjali osaline aurustumine. Selline mõju juhtide vahel võib põhjustada isolatsiooni süttimist ja seetõttu hoones tulekahju tekitada. Seega ongi AFDD ülesandeks sellised mõjud ära hoida. Sädelahenduste (ja seega võimalike juhtmestikust alguse saanud tulekahjude) põhjuste näited on esitatud tabelis 1.

table1-en.jpg

  1. Põhimõtteliselt võivad elektrijuhi kahjustused lõppeda kolme liiki sädelahendusega: 1) jadade sädelahendused (L) on tavaliselt põhjustatud juhi purunemisest või koormusega jadade kontaktikaost. Sellistel juhtudel on vool talitlusvoolust väiksem ja kaitselülitid ning rikkevoolu kaitselülitid pole suutelised viga tuvastama ja välja lülitama. Seetõttu ongi elektrikaare tuvastusseadmed loodud sädelahendusi tuvastama ja vooluringi katkestama, enne kui veakohas olev energia jõuab väärtusteni, mis toovad endaga kaasa tulekahju. Artikli algul kirjeldatud sündmus käib kokku just sellist liiki veaga.
  2. Rööpsed sädelahendused (L-N) on põhjustatud elektrikaarte poolt olukorras, kus isolatsioon on olnud kahjustatud ja võimaldanud kahe juhi vahelist ühendust. Voolu väärtuse määrab vooluahela näivtakistus. Vooluahela väljalülitamise määrab selle kaitseseadme (nt kaitselüliti) nimivool. Kui vooluahela näivtakistus on liiga kõrge ja kaitseseadme väljalülitusvoolu ei saavutata, ei pruugi toimuda ka väljalülitust. AFDD lülitab välja sädelahenduse voolu, mis on suurem kui 2,5 A, pakkudes nii kindlat kaitset.
  3. Rööpsed sädelahendused (L-PE). Faas-maa sädelahendusi tuvastavad ja lülitavad töökindlalt välja rikkevoolu kaitselülitid. IΔn 300 mA rikkevoolu kaitselülitid kindlustavad mitmeaastase kaitse tulekahjude vastu. AFDD tuvastab ka sellist liiki sädelahendused, pakkudes nii kaitset ka kohtades, kuhu rikkevoolu kaitselüliteid paigaldatud ei ole. Mõnikord võib vigase vooluahela näivtakistus olla nii kõrge, et liigvoolu kaitseseadmed (kaitselülitid, sulavkaitsmed) ei pakugi mingit kaitset.

Ülevaate saamiseks vaadake tabelit 2. Pange tähele, et rööpse sädelahenduse korral ei asenda AFDD kaitselülitite ega rikkevoolu kaitselülitite kaitseomadusi, vaid täiendab neid!

Standardid

Standardiorganisatsioonid pöörasid tähelepanu eelistele, mida AFDD pakub, eriti suurema tuleohuga keskkondades, kus tulel on võimalus kiiresti levida ja oht elusolenditele või vääriskaupadele on tavapärasest suurem. Rahvusvaheline standard IEC 60364-4-42:2010+A1:2014 ja Euroopa standard HD 60364-4-42:2011+A1:2015 soovitavad tungivalt elektrikaare tuvastusseadmete kasutamist ning peavad neid oma ala tippsaavutuseks.

Saksamaal on riikliku standardiga DIN VDE 0100-420:2016-02 ja selle muudatusega A1 tehtud AFDD kasutamine alates 18.detsembrist 2017 kohustuslikuks. Slovakkias 2015. aasta detsembris avaldatud standardi STN 33 2000-4-42/A1 (mis on identne standardiga IEC 60364-42:2010/A1:2014) punkt 421.7 ütleb riigipõhises märkuses, et (tsiteerime): „Slovakkia Vabariigis on selle standardi tähenduses elektrikaare tuvastusseadmete (AFDD) kasutamine pärast selle standardi väljaandmise kuupäevast algava kolmeaastase üleminekuperioodi lõppu kohustuslik …“

AFDD eelistest ja headest külgedest tulenevalt muutub selle paigaldamine kohustuslikuks üha rohkemates riikides üha rohkemate standardite alusel, kus seda kaitseseadet mainitakse.

OEZ elektrikaare tuvastusseadmed

Eelnevad lõigud keskendusid elektrikaare tuvastusseadme üldistele omadustele ning selle põhieelisele ehk tulekahjuvastase kaitse funktsioonile, mis täitsid juba olemasolevate kaitseseadmete (kaitselülitite, rikkevoolu kaitselülitite ja sulavkaitsmete) poolt pakutavate võimaluste seas olevat tühikut ja tõstsid seadmeohutuse kõrgemale tasemele. Kuid millist konkreetset OEZ toodet saaks kasutada? Ja millised on selle eelised … lisaks kõige põhilisemale?

Mooduldisain

OEZ pakub komplektidena loodud AFDD-sid. Ettevõtte OEZ lahenduse puhul paneb kasutaja elektrikaarevastase kaitseseadme ise kokku. See on imelihtne. Te võite AFDD kokku panna:

  • elektrikaare tuvastusüksusest (AFD üksusest) ja
  • LTS/LTK kaitselülitist (minikaitselülitist) või liigvoolukaitsmega rikkevoolu kaitselülititest OLE/OLI (liigvoolukaitsega rikkevoolu kaitselülitist).

Paigaldus tagab mõlema osa mehhaanilise ja elektrilise ühenduse. Elektrikaare tuvastusüksuse ühendamisel kaitselüliti või liigvoolukaitsmega rikkevoolu kaitselülitiga loote funktsionaalse üksuse – AFDD. Joonis 1 selgitab kõike palju paremini kui mitu lauset kokku.

03-obloukova-ochrana-afdd.jpg

Joonis 1: AFDD kokkupanek. ARC 16 A elektrikaare tuvastusüksus ja kaitselüliti LTS, 16 A, tunnus B. Elektrikaare tuvastusüksust ARC pakutakse koos In 16 A ja 40 A-ga. Külgedel on ARC varustatud alusest esileulatuvate juhtpulkadega, et muuta kokkupanekul võimatuks näiteks 32 A kaitselüliti installeerimine In 16 A-ga ARC-i.

See muudab ka minimaalsete laovarude korral võimalikuks sadade erinevate AFDD versioonide (vastavalt nimi- või rikkevoolule, tunnussuurustele, …) loomise. Kui kokkupanekul kasutatakse liigvoolukaitsmega rikkevoolu kaitselülitit OLI/OLE, on kliendi kaitse täielik – ta on kaitstud nii tulekahju, liigvoolu kui rikkevoolu eest.

Tõhus kaitse juhusliku väljalülitamise eest

AFDD ei pea pakkuma mitte üksnes usaldusväärset kaitset elektri põhjustatud tulekahjude vastu, vaid see peab aktiveeruma üksnes siis, kui on tegemist tegeliku rikkega. OEZ AFDD jaoks tähendab see, et seade peab suutma usaldusväärselt otsustada, kas tegemist on sädelahendusega, mille jaoks on sätestatud piiride raames vajalik väljalülitamine, või on tegemist elektrikoormuse talitleva kaarega (või voolukäitumisega), mille puhul väljalülitamist ei tohiks toimuda. AFDD ei tohiks vabastada, kui ükski neist signaalidest peaks tekkima või kui külgnevas vooluahelas on sädelahendus:

  • valgustite sisse-/väljalülitamisel kaare teke lüliti kontaktidel; harimootorite kaared; vanemate releede kontakt
  • kõrgsagedusmüra – helid, mida tekitavad valgusregulaatorid, arvutite kohtvõrgukaardid madalpinge pistikupesades (toiteahelas) jne.

Usaldusväärse talitluse test

Ettevõtte OEZ AFDD on varustatud talitlustestiga, mida seade ise läbi viib ja mida alustatakse automaatselt iga 15 tunni möödumisel, et kontrollida vooluahelaid ja tuvastusalgoritmi. Elektrikaare tuvastusüksust on võimalik kontrollida ka käsitsi, selleks tuleb vajutada seadme esipaneelil olevat testimisnuppu (joonis 2).

table2-en.jpg

Selge info väljalülitamise põhjuste kohta

Seadme esipaneelil olev LED-seisundiindikaator (mis toimib ka testimisnupuna) annab teile väljalülitamise põhjuste kohta lihtsalt mõistetava ja selge teabe.

picture-2-en.jpg

Koormuste ülepingekaitse

OEZ AFDD on varustatud ülepingevabastiga, mis juhul, kui kõrgem kui 275 V ülepinge püsib pikemat aega, katkestab vooluahela. Sel viisil kaitseb see seadmeid (näiteks telereid, arvuteid ja muud) hävingu eest.

Kerge hooldus

Ettevõtte OEZ AFDD vastab standardile EN 62606. See tähendab, et AFDD-ga tuleb toime igaüks, mitte ainult spetsialist, ja see ei vaja mingit erihooldust.

Tarvikud

Tarvikud on paigaldatud LTS/LTK kaitselülititele ja OLI/OLE liigvoolukaitsega rikkevoolu kaitselülititele:

  • PS-LT/SS-LT abi- ja signaallülitid;
  • SV-LT/SS-LT šuntvabastid ja alapingevabastid;
  • OD-LT lukustussisendid.

Kus ja kuidas AFDD – d kasutada?

Unustada ei tohiks üht olulist aspekti – kuidas ja kus AFDD-d kasutama peaks. AFDD tuleb paigaldada kaitstava vooluahela algusesse. Kui vähegi võimalik, tuleks kasutada ühe pistikupesa kohta ühte AFDD-d, et oleks võimalik kasutada sellega kaasnevaid eeliseid:

  • eksikombel katkestatud koormuste ja juhtide arv on viidud miinimumini;
  • viga on lihtsam leida;
  • tänu väiksemale häirete kattumisele on soovimatu väljalülitamine vähenenud.

Eelkõige soovitame AFDD abil kaitsta pistikupesasid kasutavaid ja valgustusseadmeid. Erinevates elamutes (kodudes, hooldekodudes) on sellisteks seadmeteks peamiselt magamis- ja elutubade elektripaigaldised ja suure voolutarbega paigaldised – näiteks nõudepesumasinate, kuivatite ja pesumasinate vooluahelad. Lähemat teavet teiste alade ja hoonetüüpide kohta vaadake tabelist 3.