Hogyan használjunk feszültségmentesség-ellenőrzőket karbantartás során, hogy megvédjük a kezelőket a nagyfeszültségektől

Az ipari létesítményekben általánosan használt elektromos szekrényekben a 110 vagy 220 V-os hálózati feszültségtől a több száz voltig terjedő nagyfeszültségek fordulhatnak elő. Az ilyen szekrényekre vonatkozó rendelkezések – beleértve az Underwriter's Laboratories (UL) és a National Fire Protection Association (NFPA) előírásait is – kötelezővé teszik, hogy bármilyen korszerűsítési, javítási vagy karbantartási munka megkezdése előtt ellenőrizni kell a szekrényeken belüli nagyfeszültség-mentességet.

Ehhez a berendezéskezelő személyeknek kötelezően ormótlan személyi védőfelszerelést kell felvenniük a szekrény áramellátásának kikapcsolása és az ajtó kinyitása előtt. A kezelőszemélynek ezután kézzel kell elvégeznie a belső feszültségekre vonatkozó tesztelést. A tesztberendezésnek öntesztet kell végeznie a feszültségmentesség ellenőrzése előtt és után. A kezelő csak ezután kezdheti meg a szekrényen belüli karbantartási munkát. Ez egy időigényes eljárás, amely hibalehetőségeket rejtő magában, és amelyet minden egyes szekrénynél meg kell ismételni.

Ez a cikk bemutatja a feszültségmentesség-ellenőrzőket (AVT-ket) és elmagyarázza, hogyan lehet velük automatizálni a szekrényen belüli feszültségmentesség ellenőrzésének folyamatát. Megvizsgálja az AVT-k előnyeit a nagyfeszültségű ipari elektronikai szekrények esetében, és bemutatja, hogyan tartják ezek az készülékek biztonságban a berendezéskezelő személyeket, akik időt is megtakaríthatnak a karbantartás során. Ezután bemutat három AVT-t a Panduit Corporation-tól, amelyek automatizálják ezt az ellenőrzési folyamatot.

Az emberi kezelőszemélyzet védelme az elektromos veszélyektől

Az ipari automatizálási létesítményeknek meg kell felelniük a munkahelyi környezetre vonatkozó összes NFPA szabványnak. Konkrétan, az NFPA-70E, „A munkahelyi elektromos biztonságra vonatkozó szabvány” biztonságos munkavégzési gyakorlatot ír elő az emberi kezelőszemélyzet főbb elektromos veszélyektől való megvédése érdekében. Ez a szabvány tartalmazza a munkahelyi eljárásokat a feszültség alatt álló elektromos vezetékek által okozott sérülések, köztük az áramütés, ívvillanás és ívrobbanás elleni védelem érdekében.

Az NFPA-70E szabvány előírásai szerint az elektromos szekrények karbantartásakor a szakembernek először biztonságosan meg kell győződnie arról, hogy a szekrényen belül nincs feszültség. A feszültségmentesség vizsgálata általában kézi eljárással történik (1. ábra). A szekrény felnyitása előtt a mérnöknek vagy karbantartó technikusnak személyi védőfelszerelést kell felvennie, amely magába foglalja az arcot is lefedő teljes testre kiterjedő szigetelő öltözetet, sisakot és egy kesztyűt.

1. ábra: Egy szekrényen (itt nyitott ajtval) belüli karbantartási tevékenység megkezdése előtt az elektronikát biztonságosan tesztelni kell a feszültségmentesség ellenőrzése céljából. (Kép: Panduit Corporation)

Egyes szekrényekben több száz V-os feszültség is előfordulhat és a technikust megfelelően védeni kell, arra az esetre, ha még van feszültség valahol az áramkörökben, mert előfordulhat például, hogy meghibásodott és a „BE” állásban ragadt a hálózati kapcsoló, vagy helytelen módon vezettek be külső tápellátást, amely nem kapcsolódott ki megfelelően.

Ezután a mérnöknek vagy technikusnak egy vagy több külső kapcsolóval ki kell kapcsolnia a szekrény elektronikai elemeinek minden tápellátását. A belső feszültségek teszteléséhez kézi feszültségmérő műszert, például szondát vagy feszültségmérőt használnak, amelyet használat előtt ugyancsak tesztelni kell a mérőeszköz megfelelő működésének ellenőrzése érdekében. Ez magába foglalja annak leellenőrzését is, hogy a műszer kijelzője világít-e, illetve hogy nincs-e alacsony akkumulátor-töltöttségi szintjére utaló jelzés.

A technikus, ha megfelelően védve van és a feszültségszonda készen áll a használatra, biztonságosan kinyithatja a szekrényt, amint az az 1. ábrán látható. A mérnökök vagy technikusok a feszültségmérő műszerrel ellenőrzik, hogy a szekrényen belüli tápellátási tesztpontokon és csatlakozókon nincs-e feszültség, valamint hogy a kondenzátorok biztonságosan kisültek-e. Ehhez gondosan a megfelelő helyekre kell tenniük a két feszültségszondát: egyiket arra a pontra, amelynek feszültségmentességét vizsgálni kell, a másikat pedig a hozzá tartozó földelőkapocsra. Ezt a szekrényben lévő elektromos alkatrészek zavarása és a vezetékek elmozdítása nélkül kell végrehajtani. A szondák helytelen elhelyezése a feszültségmentesség téves leolvasását eredményezheti, illetve bizonyos esetekben károsíthatja a belső alkatrészeket. A szekrényen belüli elektromos ventilátorok álló, vagy forgó állapotát vizuálisan ellenőrizni kell, annak megállapítására, hogy nem maradt-e töltés valamely áramkörben.

Végezetül ismét meg kell vizsgálniuk a feszültségmérő műszer megfelelő működését, hogy meggyőződjenek arról, hogy helyesen olvasták-e le feszültségmentességi állapotot, és nem egy meghibásodott mérőeszközt használtak erre. Csak ezután végezhetik el a szükséges karbantartást a szekrényen belül.

Ez egy összetett és időigényes folyamat, amelyben számos tényező, például figyelemelterelés, fáradtság vagy külső beavatkozás emberi hibát okozhat. Ez késleltetheti a karbantartást, és meghibásodás esetén veszélyes feszültségnek teheti ki a technikust, vagy akár a szekrény mellett elhaladó védtelen technikust is.

Automatizált feszültségmentesség-ellenőrzők

Erre a manuális folyamatra megoldás egy olyan automatizált rendszer, amely az ajtó kinyitása előtt ellenőrizni képes, hogy nincs-e jelen feszültség a szekrényen belül. A Panduit Corporation által kínált VeriSafe AVT erre a célra megfelel. A Panduit AVT-k automatizálják a szekrényen belüli feszültségmentesség ellenőrzésének teljes folyamatát, beleértve az AVT feszültségvizsgálat előtti és utáni öntesztjét is.

Az AVT a szekrény belsejébe szerelt leválasztó modult használ, amely a redundáns jelvezetékeket csatlakoztatja a nagyfeszültségű területekhez, valamint a nulla és földelő vezetékekhez. A leválasztó modul biztonságosan csatlakozik egy akkumulátoros táplálású jelzőmodulhoz, amely a szekrény ajtajának panelkivágásába szerelve található. A tesztgomb megnyomásakor az AVT először elvégzi saját rendszerének öntesztjét. Ha az AVT öntesztje sikertelen, akkor ezt a gombon lévő piros LED-ek jelzik, és az ellenőrzési folyamat leáll. Ha az önteszt sikeres, akkor a leválasztó modul elvégzi az esetleges feszültségek, valamint a földelési hibák vizsgálatát.

Ezt követően az AVT egy utolsó öntesztet végez. A sikert vagy hibákat a tesztgombon lévő LED-ek jelzik. A technikus csak a sikeres teszt befejezése, és a feszültségmentesség igazolása után nyithatja ki biztonságosan a szekrény ajtaját. Ez időmegtakarítást jelent, és biztonságot nyújt a mérnökök, a technikusok és a kezelőszemélyzet számára, miközben növeli az üzemidőt és javítja a termelékenységet.

Egy ipari szekrényekhez tervezett AVT a Panduit VS-AVT-C08-L10 VeriSafe AVT jelű gyártmánya (2. ábra). A leválasztó modul DIN-sínre, vagy csavarok segítségével közvetlenül a szekrényre szerelhető. Ez rugalmasságot biztosít a meglévő rendszerekbe történő beépítést tekintve. Három pár kb. 3 méter (10 láb) hosszú jelvezetékkel rendelkezik a feszültségkapcsokhoz való csatlakoztatáshoz, és akár 600 V-os, váltakozó vagy egyenáramú rendszerekhez használható biztonságosan.

2. ábra: A Panduit VS-AVT-C08-L10 egy automatizált AVT, kb. 3 m (10 láb) hosszú jelvezetékekkel, és 2,43 m (8 láb) hosszú rendszerkábellel. Váltakozó vagy egyenfeszültségű rendszerekhez használható. (Kép: Panduit Corporation)

Rendszerkábele 2,43 m (8 láb) hosszú, amely biztonságosan csatlakoztatja a leválasztó dobozt a jelzőmodulhoz. Az élénksárga jelzőmodulon (3. ábra) a Panduit logó felett egy kis nyomógomb található. Ezt a gombot kell megnyomni a teszt megkezdéséhez. Ha mind az önteszt, mind a feszültségvizsgálat sikeresen befejeződött, azt a jelzőmodulon az L1, L2 és L3 feszültségjelző LED-ek zöld színnel jelzik. Veszélyes feszültség észlelésekor, egy vagy több feszültségjelző pirosan világít. Ez egy biztonságos és megbízható vizsgálati módszer, amely a szekrény ajtajának kinyitása előtt szavatolja, hogy a szekrény belsejében nincs jelen veszélyes feszültség.

3. ábra: A Panduit AVT rendszerek jelzőmodulja egy nyomógombbal rendelkezik, amely elindítja a tesztet. Az önteszt és a feszültségvizsgálat eredményeit a jelzőmodulban található különböző, zöld, sárga és piros színű LED-ek jelzik. (Kép: Panduit Corporation)

A külső jelzőmodul 48,6 mm átmérőjű, élénksárga színe jól látható a szekrény ajtaján. Szerelési átmérője 30 mm, felső hornyos, így könnyen felszerelhető az ipari szekrények ajtaján található szabványos 30 mm-es hornyos panelnyílásba.

Az AVT tápellátását a kijelzőmodulba szerelt 3,6 voltos ipari lítium akkumulátor biztosítja. Az akkumulátor a kijelzőmodul kicsavarásával cserélhető. Ez további biztonságot jelent, mivel a szekrény ajtaja biztonságosan zárva maradhat az akkumulátor cseréje során.

A még nagyobb megbízhatóság érdekében mindhárom feszültségérintkezőhöz két jelvezeték tartozik, ami redundancia arra az esetre, ha az egyik vezeték véletlenül lecsatlakozódna. A VS-AVT-C08-L10 három pár 3 m (10 láb) hosszú jelvezetéke a váltakozó feszültségű rendszer fázis, nulla és földvezetékeihez csatlakoztatható. Egyenfeszültségű rendszerben ezek a kettős vezetékek a plusz, a mínusz és a földelő vezetékekhez csatlakoznak. Ezenkívül van egy negyedik pár jelvezeték is, amely a fizikai földeléshez való csatlakoztatásra szolgál. Amikor az AVT nem üzemel, mindegyik érzékelő jelvezeték szakadás, azaz nagy impedanciájú állapotban van, hogy ne zavarja a szekrény elektronikájának működését.

Minden pár redundáns vezeték esetében fontos, hogy a redundáns vezeték ne az elsődleges vezeték érintkezési pontjához csatlakozzon, különben a kettős vezeték adta biztonság és redundancia megszűnik. Minden vezetékpárt ugyanarra a kábelre kell csatlakoztatni, egymástól bizonyos távolságra, így biztosítva a redundanciát és kiküszöbölve az egyetlen érintkezési pont miatti meghibásodást.

A Panduit AVT növeli a kezelő biztonságát és csökkentheti annak szükségességét, hogy a kezelőnek személyi védőfelszerelést kelljen viselnie a szekrény kinyitásakor. Fontos azonban megjegyezni, hogy az ilyen védőfelszerelés viselésére az AVT által biztosított képességeken túlmutató okokból is szükség lehet, és olyan tényezőktől is függhet, mint a közelben lévő berendezések, a területen végzett egyéb tevékenységek és a kezelőszemély képzése. Ezért a létesítmény biztonsági vezetőinek kell eldönteniük, hogy a Panduit AVT használata csökkenti-e az egyéni védőfelszerelés szükségességének mértékét a szekrények karbantartása során.

Feszültségmentesség jelzése gyúlékony gázok jelenlétében

Ha a szekrény olyan ipari környezetben található, ahol gyúlékony gázok fordulhatnak elő, ezen veszélyes helyekre a Panduit kínálatában a VS-AVT2-C02L03 jelű AVT szerepel (4. ábra). Működése és megjelenése megegyezik a VS-AVT-C08-L10 feszültségmentesség ellenőrzőjével, azzal a különbséggel, hogy olyan, az OSHA I. osztályú, 2. divízió szerinti besorolású veszélyes helyeken való működésre alkalmas, amelyeken gyúlékony folyadékokat használnak és tárolnak, de gyúlékony gázok is jelen lehetnek a légkörben.

4. ábra: A VS-AVT2-CO2L03 megjelenésében és működésében hasonlít a VS-AVT-CO8-L10 feszültségmentesség ellenőrzőhöz, de az OSHA I. osztályú, 2. divízió szerinti besorolású veszélyes helyeken történő használatra tervezték. (Kép: Panduit Corp.)

A VS-AVT2-C02L03 0,914 m (3 láb) hosszú jelvezetékkel és 0,6096 m (2 láb) hosszú rendszerkábellel rendelkezik, biztonságosan jelzi a feszültségmentességet, így a nagyfeszültségek nem kerülnek kapcsolatba éghető gázokkal a szekrény ajtajának kinyitásakor.

Utólagos beszerelés meglévő rendszerekbe

A már meglévő, de beépített érzékelőpontokkal nem rendelkező elektromos szekrényekhez, illetve az érzékelő pontok felszereléséhez hosszabb időre ki nem kapcsolható szekrényekhez a Panduit a VS-AVT-RKP1 jelű utólag beszerelhető AVT-jét kínálja. Ugyanazokkal a komponensekkel rendelkezik, mint a Panduit VS-AVT-C08-L10 AVT, beleértve a 3,048 m (10 láb) hosszú jelvezetékeket és a 2,4384 m (8 láb) hosszú rendszerkábelt, de tartalmaz egy VeriSafe szigetelésátszúró csatlakozókészletet is (5. ábra).

5. ábra: A VS-AVT-RKP1 jelű utólag beszerelhető AVT-hez tartozik egy szigetelésátszúró csatlakozókészlet olyan szekrényekhez, amelyek nem kapcsolhatók ki az érzékelőérintkezők telepítéséhez. (Kép: Panduit Corp.)

Helytakarékos módot biztosít arra, hogy a szekrényre utólagosan egy AVT-t szereljenek fel a meglévő vezetékek integritásának veszélyeztetése nélkül. Alkalmas az AWG 6 - 14 közötti méretű vezetékek gyors, elvágás vagy csupaszítás nélküli elágaztatására. Ez időmegtakarítást jelent és lehetővé teszi a Panduit AVT gyors és biztonságos beszerelését - jelentős állásidő nélkül. Tizenkét kábelkötegelőt és hat kábelkötegelő-tartót is tartalmaz, hogy a jelvezetékeket biztonságosan távol lehessen tartani a meglévő elektronikától.

Összegzés

Az ipari létesítményekben elsődeges fontosságú megvédeni a mérnököket, a technikusokat és a berendezéskezelő személyeket a veszélyes feszültségekkel szemben. Az elektromos szekrényekben több száz V-os feszültségek fordulhatnak elő, ezért a szekrény karbantartás céljából történő kinyitása előtt ellenőrizni kell, hogy nincs-e benne feszültség. Az AVT-k biztonságos, egyszerű és hatékony módszert biztosítanak a szekrényen belüli feszültségmentesség automatizált ellenőrzésére az ajtó kinyitása nélkül. Ez szavatolja a biztonságot, ugyanakkor időt takarít meg és javítja a termelékenységet.