Як забезпечити безпечну експлуатацію комутаційного обладнання на підстанціях?

Протоколи безпеки перед експлуатацією комутаційного обладнання

Перевірка ізоляції, заземлення та відсутності напруги перед доступом

Під час роботи з комутаційним обладнанням техніки повинні спочатку виконати три основні заходи щодо безпеки: переконатися, що все відключено від джерел живлення, забезпечити належне заземлення та підтвердити відсутність напруги в системі. Для ізоляції необхідно фізично від’єднати компоненти й встановити пристрої блокування/позначки (lockout/tagout), щоб ніхто випадково не увімкнув обладнання під час виконання робіт. Заземлення також має важливе значення, оскільки воно забезпечує безпечний шлях для будь-якого залишкового струму. Згідно з керівництвом IEEE 80, це допомагає зберегти напругу дотику на рівні нижче 50 В, що є безпечнішим для всіх учасників процесу. Після цього настає етап перевірки. Техніки повинні використовувати калібровані вольтметри для перевірки напруги на всіх провідниках, не забуваючи про конденсатори, які іноді зберігають заряд навіть після відключення від мережі. Дотримання цих кроків дійсно значно зменшує кількість нещасних випадків. Дослідження, наведені в стандарті NFPA 70E-2021, показують, що дотримання цього протоколу може знизити кількість електричних інцидентів приблизно на 90 %. Пам’ятайте, колеги: ніколи не вважайте систему безживною лише на підставі її зовнішнього вигляду. Завжди виконуйте перевірку перед тим, як торкатися будь-яких елементів системи.

Перевірка послідовностей перемикання та функціональності блокувань

Експлуатація комутаційного обладнання вимагає суворого дотримання послідовностей, визначених виробником, із попередньою перевіркою за допомогою моделювання перед введенням у роботу під напругою. Системи блокування — механічні, електричні або програмні — мають бути протестовані для забезпечення того, щоб вони:

• Запобігали доступу до піднапругових відсіків
• Забезпечували правильний порядок операцій (наприклад, заземлення перед відкриттям панелі)
• Блокували несумісні дії, такі як замикання ланцюга при відкритих дверцятах технічного обслуговування

Дослідження Інституту енергетики 2022 року показало, що підприємства, які щокварталу перевіряють системи блокування, скоротили кількість інцидентів з дуговим розрядом на 78%. Під час введення в експлуатацію техніки повинні тестувати блокування за допомогою затверджених процедур обходу — негайно відновлюючи засоби захисту після завершення. Будь-яка відмова вимагає зупинки обладнання до усунення причини.

Стратегії мінімізації небезпек для високовольтного комутаційного обладнання

Оцінка ризику дугового розряду за стандартами IEEE 1584–2018

Робота з високовольтним комутаційним устаткуванням вимагає ретельного аналізу ризиків дугового пробою, якщо ми хочемо уникнути серйозних аварій. Стандарт IEEE 1584-2018 надає нам надійний спосіб визначення кількості енергії, яка може виділитися під час інциденту, та встановлення реальних небезпечних зон. Дотримання цього керівництва передбачає виконання кількох важливих дій: проведення випробувань на коротке замикання, перевірку узгодженості роботи різних захисних пристроїв та моделювання тривалості дуги. Ці кроки — не просто формальність; вони безпосередньо впливають на те, які засоби індивідуального захисту потрібні працівникам та на те, наскільки безпечно вони можуть виконувати свої завдання. Математичні розрахунки допомагають встановити безпечні відстані від устаткування залежно від сили струму та швидкості усунення пошкоджень, що значно зменшує ризик ураження електричним струмом. Однак найважливішим є врахування конкретних деталей кожного окремого устаткування, таких як розмір і конфігурація оболонок. Помилки в цих параметрах можуть призвести до того, що розрахунки небезпеки будуть неточними приблизно на 40% — згідно з останнім виданням NFPA 70E.

Контроль крокової та дотикової напруги за допомогою проектування системи заземлення

Системи заземлення комутаційного обладнання зменшують крокову та дотикову напруги — смертельно небезпечні градієнти напруги під час замикань на землю. Проекти, що відповідають стандарту IEEE 80, передбачають:

• Конфігурації заземлювальної сітки : Закопані провідники, що створюють зони рівного потенціалу для обмеження різниці потенціалів
• Поверхневі матеріали : Шари з високим опором (наприклад, дроблений камінь), що зменшують струм, який проходить через персонал
• Заземлюючі електроди : Глибоко забиті заземлювальні стрижні, що знижують загальний імпеданс

Добре спроектовані електричні системи забезпечують потенціали дотику на рівні або нижче 650 вольт для людини масою близько 50 кілограмів. Це абсолютно необхідно для безпеки на будь-якій підстанції, де напруга перевищує 36 кіловольт. Під час перевірки таких систем у реальних умовах інженери зазвичай складають карти розподілу питомого опору ґрунту та проводять випробування методом падіння потенціалу. Ці методи допомагають забезпечити, щоб опір заземлення залишався нижчим за п’ять омів у зонах із особливо високими струмами короткого замикання. Згідно з даними EPRI Transmission за 2022 рік, така багаторівнева стратегія захисту запобігає приблизно 89 відсоткам усіх інцидентів з електротравмами через замикання на землю на об’єктах, які регулярно обслуговуються та відповідають стандартам.

Дотримання процедури блокування-пломбування (LOTO) для безпеки комутаційного обладнання

Потрібно суворо дотримуватися процедур блокування-пломбування (LOTO) під час роботи з комутаційним обладнанням, щоб забезпечити безпеку. Суть цих процедур полягає в тому, щоб фізично ізолювати небезпечні джерела енергії за допомогою замків та попереджувальних ярликів, щоб устаткування випадково не було ввімкнено, коли хтось проводить його технічне обслуговування. Згідно з вимогами OSHA, потрібно виконати шість основних кроків: повідомити всіх, кого це може стосуватися, про виконувані роботи, повністю вимкнути устаткування, знайти всі джерела енергії та від'єднати їх, встановити замки та ярлики, щоб запобігти несанкціонованому втручанню, вивільнити будь-яку накопичену енергію, яка може залишатися, і, нарешті, перевірити все, щоб переконатися, що абсолютно не залишилося жодної напруги. У деяких місцях цей останній крок називають LOTOTO замість просто LOTO, оскільки там фактично тестують системи керування за допомогою мультиметрів, щоб подвійно перевірити наявність залишкової напруги. Недотримання правил LOTO постійно фігурує у звітах OSHA про порушення та призводило до численних серйозних електротравм протягом років. У особливо небезпечних зонах, таких як електричні підстанції, поєднання стандартних практик LOTO з ретельними оцінками ризику дугового розряду та належними методами заземлення забезпечує кілька рівнів захисту від потенційно смертельних випадків електричного удару та руйнівних спалахів електричної дуги.

Обслуговування на основі стану для підтримки надійності комутаційного обладнання

Інфрачервона термографія та випробування на частковий розряд для проактивного виявлення несправностей

Обслуговування на основі стану (CBM) підвищує надійність комутаційного обладнання, замінюючи перевірки за графіком на моніторинг поточного стану в реальному часі. Інфрачервона термографія виявляє ділянки перегріву, спричинені ненадійними з’єднаннями або перевантаженням, тоді як випробування на частковий розряд (PD) виявляють початкові стадії деградації ізоляції. Такий двокомпонентний підхід дозволяє точно визначити приховані несправності перед перш ніж вони загостряться:

• Теплові аномалії >100 °C сигналізують про негайну небезпеку (згідно з IEEE 3007.2)
• Імпульси часткового розряду (PD) >10 пК вказують на поступове руйнування ізоляції

Застосовуючи ці неінвазивні методи в комплексі, об’єкти зменшують кількість незапланованих простоїв на 85 % порівняно з моделями реагуючого технічного обслуговування. Неперервні дані з датчиків живлять системи прогнозної аналітики, що дозволяє точно планувати втручання — таким чином збільшується термін служби обладнання та уникнуто небезпеки дугового розряду. Проактивна діагностика скорочує витрати на технічне обслуговування на 30 %, одночасно забезпечуючи постійне дотримання вимог стандарту NFPA 70E щодо безпеки.

ЧаП

Яке значення мають протоколи безпеки перед пуском у експлуатацію для комутаційного обладнання?

Протоколи безпеки перед пуском у експлуатацію для комутаційного обладнання є критично важливими, оскільки вони забезпечують повне знеструмлення системи, знижують ризик електричних інцидентів та підвищують безпеку персоналу.

Як перевірка послідовності перемикання та функціонування блокувальних пристроїв сприяє забезпеченню безпеки?

Перевірка послідовності перемикання та функціонування блокувальних пристроїв запобігає випадковому доступу до підключених до мережі відсіків і забезпечує правильний порядок виконання операцій, що суттєво зменшує кількість інцидентів дугового розряду.

Що таке потенціали кроку та дотику в розподільних пристроях і як їх контролюють?

Потенціали кроку та дотику — це напругові градієнти, які можуть виникати під час замикань на землю. Їх контролюють шляхом проектування системи заземлення, у тому числі конфігурацій сітки та застосування поверхневих матеріалів з високим питомим опором, щоб забезпечити відповідність стандартам безпеки.

Чому процедура блокування та позначки (LOTO) є критично важливою для безпеки розподільних пристроїв?

Процедури LOTO є критично важливими, оскільки вони фізично ізолюють джерела енергії, запобігаючи навмисному повторному підключенню обладнання до мережі під час технічного обслуговування, що зменшує ризик електротравм.

Як технічне обслуговування на основі стану підвищує надійність розподільних пристроїв?

Технічне обслуговування на основі стану підвищує надійність розподільних пристроїв за рахунок використання методів реального часу, таких як інфрачервона термографія та випробування на часткові розряди, щоб передчасно виявити й усунути потенційні несправності, зменшуючи кількість аварійних відключень і витрат на технічне обслуговування.