16
4. SLOVENSKA KONFERENCA O VZDRŽEVANJU V ELEKTROENERGETIKI 4 th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power sector Nova Gorica 2018 CIGRE SK 1-3 1 VAROVANJE ELEKTRIČARJEV PRED ELEKTRIČNIM OBLOKOM OBVEZNOST DELODAJALCEV dr. Viktor Lovrenčič 1 , Gregor Štern 2 , dr. Thomas Jordan 3 , Primož Vintar 4 , Ana Lovrenčič 5 1 C&G d. o. o. Ljubljana, Riharjeva 38, 1000 Ljubljana [email protected] 2 Elektro Gorenjska d.d., Ul. Mirka Vadnova 3a, 4000 Kranj [email protected] 3 BSD GmbH, Lutherstraße 33, 01900 Großröhrsdorf, Nemčija [email protected] 4 SIPRO INŽENIRING d.o.o., Cesta krških žrtev 135c, 8270 Krško [email protected] 5 Fakulteta za elektrotehniko, Univerza v Ljubljani, Tržaška 25, 1000 Ljubljana [email protected] Povzetek Osebe, električarji ki izvajajo dela v bližini električnih postrojev, so običajno izpostavljene nevarnostim, ki jih lahko povzroča električni oblok. Električni oblok je sicer redek pojav, vendar je vseeno potrebno zagotoviti zanesljivo varovanje električarjev, saj pojava ni mogoče izključiti, še posebej, ker lahko nastane med izvajanjem dela oziroma pri stikalnih manevri h. Električni oblok je možen pri vklopih ali izklopih opreme pod napetostjo (vodi, kabelski priključki, stikalne naprave, varovalke in drugo). Varovanje električarjev pred oblokom je aktualna problematika, predvsem zaradi izbire osebne varovalne opreme za varovanje pred električnim oblokom. V letu 2013 je bil razglašen standard SIST EN 50110 -1:2013 Obratovanje električnih postrojev, ki je tudi preveden. Nove usmeritve na področju varovanja od električnega obloka so vplivale na dopolnitev standarda SIST EN 50110:2013 z dodatkom ravnanja v izrednih razmerah ter nevarnosti obloka. Pri vsakem delu v bližini električnega postroja ali pod napetostjo je potrebno opraviti oceno tveganja, da se oceni nevarnost obloka, da se izvedejo ukrepi za povečanje varnosti električarjev ter da se izbere ustrezna osebna varovalna oprema. Prispevek predstavlja primerjavo standardov za izbiro osebne varovalne opreme (OVO) električarjev v distribuciji med ZDA in državami EU, zlasti v Nemčiji. Obstajajo razlike pri opredelitvi izbir e primerne OVO od obloka (klasifikacija opreme, velikost kratkostičnega toka in trajanje obloka). Na konkretnem primeru distribucijskega objekta, kjer je prišlo do obloka je izračunana energija obloka, označevanje tveganja zaradi električnega obloka ter izbira ustrezne OVO in potrebni preventivni ukrepi. Ključne besede: varno delo, ocena tveganja, električni oblok, stikalne manipulacije, osebna varovalna oprema, obratovanje, standard SIST EN 50110-1:2013.

9$529$1-((/(.75,ý$5-(935('(/(.75,ý1,02%/2.20 OBVEZNOST ... · 4. SLOVENSKA KONFERENCA 29='5ä(9$1-89 ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power

  • Upload
    others

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 9$529$1-((/(.75,ý$5-(935('(/(.75,ý1,02%/2.20 OBVEZNOST ... · 4. SLOVENSKA KONFERENCA 29='5ä(9$1-89 ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power

4. SLOVENSKA KONFERENCA O VZDRŽEVANJU V ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power sector

Nova Gorica 2018

CIGRE SK 1-3

1

VAROVANJE ELEKTRIČARJEV PRED ELEKTRIČNIM OBLOKOM

OBVEZNOST DELODAJALCEV

dr. Viktor Lovrenčič1, Gregor Štern2

, dr. Thomas Jordan3, Primož Vintar4, Ana Lovrenčič5

1 – C&G d. o. o. Ljubljana, Riharjeva 38, 1000 Ljubljana

[email protected]

2 – Elektro Gorenjska d.d., Ul. Mirka Vadnova 3a, 4000 Kranj

[email protected]

3 – BSD GmbH, Lutherstraße 33, 01900 Großröhrsdorf, Nemčija

[email protected]

4 – SIPRO INŽENIRING d.o.o., Cesta krških žrtev 135c, 8270 Krško

[email protected]

5 – Fakulteta za elektrotehniko, Univerza v Ljubljani, Tržaška 25, 1000 Ljubljana

[email protected]

Povzetek – Osebe, električarji ki izvajajo dela v bližini električnih postrojev, so običajno izpostavljene nevarnostim, ki jih lahko povzroča električni oblok. Električni oblok je sicer redek pojav, vendar je vseeno potrebno zagotoviti zanesljivo varovanje električarjev, saj pojava ni mogoče izključiti, še posebej, ker lahko nastane med izvajanjem dela oziroma pri stikalnih manevrih. Električni oblok je možen pri vklopih ali izklopih opreme pod napetostjo (vodi, kabelski priključki, stikalne naprave, varovalke in drugo).

Varovanje električarjev pred oblokom je aktualna problematika, predvsem zaradi izbire osebne varovalne opreme za varovanje pred električnim oblokom. V letu 2013 je bil razglašen standard SIST EN 50110-1:2013

Obratovanje električnih postrojev, ki je tudi preveden. Nove usmeritve na področju varovanja od električnega obloka so vplivale na dopolnitev standarda SIST EN 50110:2013 z dodatkom ravnanja v izrednih razmerah ter

nevarnosti obloka. Pri vsakem delu v bližini električnega postroja ali pod napetostjo je potrebno opraviti oceno tveganja, da se oceni nevarnost obloka, da se izvedejo ukrepi za povečanje varnosti električarjev ter da se izbere ustrezna osebna varovalna oprema.

Prispevek predstavlja primerjavo standardov za izbiro osebne varovalne opreme (OVO) električarjev v distribuciji med ZDA in državami EU, zlasti v Nemčiji. Obstajajo razlike pri opredelitvi izbire primerne OVO

od obloka (klasifikacija opreme, velikost kratkostičnega toka in trajanje obloka). Na konkretnem primeru distribucijskega objekta, kjer je prišlo do obloka je izračunana energija obloka, označevanje tveganja zaradi električnega obloka ter izbira ustrezne OVO in potrebni preventivni ukrepi.

Ključne besede: varno delo, ocena tveganja, električni oblok, stikalne manipulacije, osebna varovalna oprema, obratovanje, standard SIST EN 50110-1:2013.

Page 2: 9$529$1-((/(.75,ý$5-(935('(/(.75,ý1,02%/2.20 OBVEZNOST ... · 4. SLOVENSKA KONFERENCA 29='5ä(9$1-89 ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power

4. SLOVENSKA KONFERENCA O VZDRŽEVANJU V ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power sector

Nova Gorica 2018

CIGRE SK 1-3

2

PROTECTION OF ELECTRICANS AGAINST ARC FLASH

IS OBLIGATION OF EMPLOYEES

Abstract - Electricians carrying out work near electrical installations are usually exposed to the dangers that can

be caused by an arc flash. The arc flash is a rare phenomenon, but it is nevertheless necessary to ensure reliable

protection of electricians. Since it can not be excluded, especially because it can occur during work execution or

in switching maneuvers. An arc flash is possible when switched on or off of equipment under voltage (lines,

cable connections, switchgears, fuses and other).

The protection of electricians from the arc flash is a current problem, mainly because of the choice of personal

protective equipment (PPE) for protection against an electric arc. In 2013, the standard SIST EN 50110-1:2013

was declared, Operation of electrical installations, which is also translated. New guidelines in the field of arc

flash protection have influenced the completion of the SIST EN 50110: 2013 standard with the addition of

emergency handling and hazards of the arc flash. A risk assessment must be carried out in any work activity on,

with, or near electrical installations, to assess the risk of the arc flash in order to take measures to increase the

safety of electricians and to select appropriate PPE.

The paper presents a comparison of standards for the choice of PPE in distribution between the US and EU

countries, especially in Germany. There are differences in defining the choice of an appropriate PPE from an arc

flash (equipment classification, short-circuit current and arc duration). On the concrete case of the distribution

facility where the arc flash occurred, the energy of the arc flash was calculated, marking of the risk arising from

the arc flash, the choice of appropriate PPE and the necessary preventive measures.

Keywords: safe work, risk assessment, arc flash, switching manipulations, personal protective equipment,

operation, standard EN 50110-1: 2013.

Page 3: 9$529$1-((/(.75,ý$5-(935('(/(.75,ý1,02%/2.20 OBVEZNOST ... · 4. SLOVENSKA KONFERENCA 29='5ä(9$1-89 ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power

4. SLOVENSKA KONFERENCA O VZDRŽEVANJU V ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power sector

Nova Gorica 2018

CIGRÉ SK 1-3

3

I. UVOD

Področje varnosti in zdravja pri delu (VZD) ter zahteve za varno delo električarjev pri delu je podrobno regulirano s predpisi v EU [1-3] in v Sloveniji [4,5] (EU direktive in uredbe [1-3], zakon [4], pravilniki [5,6]),

standardi [7,8] in [9-18] ter s specializiranimi priročniki [19-22]).

Varovanje električarjev pred oblokom je v zadnjem času vse bolj aktualna problematika v svetu in EU [23-38],

predvsem zaradi izbire osebne varovalne opreme za varovanje pred električnim oblokom. Na osnovi teh pobud smo avtorji predstavitve [39-52] odprli v lastnem okolju strokovno razpravo, ki naj bi pospešila razmislek o nujnosti ocen tveganja za varno delo električarjev od obloka ob pravilni izbiri osebne varovalne opreme (OVO). Nove usmeritve na tem področju so vplivale na dopolnitev standarda SIST EN 50110:2013. Dodatek B daje

dodatna obvestila v zvezi z varnostjo pri delu. Podani so poudarki pogojev varnega dela, ravni odgovornosti za

različne velikosti podjetij, delo pod napetostjo, vremenske razmere (padavine, gosta megla, nevihta, silovit veter,

slane nevihte, ekstremno nizke temperature), požarna varnost – gašenje požarov, eksplozijsko okolje, nevarnost

obloka in ukrepanje v nuji (prva pomoč). Osebe, ki izvajajo dela v bližini električnih postrojev, so običajno izpostavljene nevarnostim, ki jih povzroča električni oblok, ki je sicer redek pojav, vendar je vseeno potrebno zagotoviti zanesljivo varovanje. Pojava ni

mogoče izključiti, še posebej, ker lahko nastane zaradi ravnanja med izvajanjem posameznih del.

Pri vsakem delu v bližini električnega postroja ali pod napetostjo je potrebno opraviti oceno tveganja, da se oceni nevarnost obloka, da se izvedejo ukrepi za povečanje varnosti električarjev, ter da se izbere ustrezna osebna

varovalna oprema.

Slovenski inštitut za standardizacijo (SIST), kot nacionalni organ spremlja razvoj v mednarodni in evropski

standardizaciji in sodeluje pri nastanku posameznih dokumentov z delom nacionalnih tehničnih odborov, ki združujejo deležnike s posameznih področij. SIST/TC DPN (Tehnični odbor DELO POD NAPETOSTJO) je bil

ustanovljen v letu 2007, katerega pomembnejša naloga je vzpostavljanje ter vzdrževanje nacionalne terminologije na področju dela pod napetostjo. Prevod SIST EN 50110-1:2013 prinaša vsebinske in terminološke dopolnitve glede na predhodni SIST EN 50110-1:2007, in sicer:

• izboljšanje opredelitev odgovornih oseb in ravni odgovornosti, • dodatek določbe o ravnanju v sili, • dodatek primera ravni odgovornosti v Dodatku B,

• dodatek določbe o ogroženosti zaradi obloka v Dodatku B, • dodatek določbe o ravnanju v sili v Dodatku B, • posodobitev sklicevanj na standarde in bibliografijo.

Standard SIST EN 50110-1:2013 narekuje dopolnitev in spremembe več kot dvajset let starega Pravilnika o varstvu pri delu pred nevarnostjo električnega toka, Ur. l. RS, št. 29/92 [5].

II. DOLOČBE STANDARDOV IN PRIROČNIKOV O OGROŽENOSTI ZARADI OBLOKA

II.I. PRIROČNIKI IN PODROČJE UPORABE STANDARDA SIST EN 50110-1:2013

Strokovnjaki elektrotehnike ter varnosti in zdravja pri delu aktivno spremljajo in analizirajo delovne nezgode

zaradi električnega obloka.

Osebe, ki delajo v bližini električnih postrojev ali izvajajo delo pod napetostjo (DPN), so načelno izpostavljene nevarnostim, ki jih povzroča električni oblok (Slika 1). Električni oblok je redek pojav. In vendar je potrebna

zanesljiva zaščita, saj pojava ni mogoče izključiti, še posebej, ker lahko nastane zaradi ravnanja med izvajanem dela. Električni obloki niso samo posledica kratkega stika, pač pa tudi ločevanja obremenjenih delov pod napetostjo brez posebnih ukrepov (vodi, kabelski konektorji, stikalne naprave, varovalke, itd.).

Toplotni učinek električnega obloka je odvisen od trenutne električne energije (zmogljivost kratkega stika), ki določa energijo, ki se pretvori v oblok (odvisno od napetosti obloka, toka obloka in trajanja obloka), in pogojev

za prenos toplotnega toka vključno s pogoji izpostavljenosti in razdaljo do obloka. Način in silovitost prenosa toplote v bistvu nista specifična za določene napetostne nivoje (nizka ali visoka napetost). Poleg toplotnega vpliva je treba oceniti še druge nevarnosti:

• udarni val in odletele delce, ki se sproščajo ob eksplozivnem širjenju električnega obloka,visoka jakost

elektromagnetnega sevanja, še posebej v območju ultravioličnega (UV) in infrardečega (IR) sevanja, vendar pa tudi v območju vidne svetlobe, kar lahko vodi do nepopravljivih poškodb kože in oči,

• zvočni udar, • strupeni plini in delci, ki nastanejo pri taljenju in izhlapevanju materialov v električnem obloku ali v

njegovi okolici.

Page 4: 9$529$1-((/(.75,ý$5-(935('(/(.75,ý1,02%/2.20 OBVEZNOST ... · 4. SLOVENSKA KONFERENCA 29='5ä(9$1-89 ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power

4. SLOVENSKA KONFERENCA O VZDRŽEVANJU V ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power sector

Nova Gorica 2018

CIGRÉ SK 1-3

4

Slika 1: Varno izvajanje dela (v bližini ali DPN) v distribuciji [20].

Ustrezna OVO zmanjšuje grožnjo toplotnega učinka električnega obloka in prispeva k varovanju osebja.

Opozoriti je treba, da ne obstaja OVO, ki bi zagotavljal 100 % varovanje pred električnim oblokom. Vsekakor pa je mogoče bistveno zmanjšati nevarnosti električnega obloka in jih pogosto tudi odpraviti (Slika 1).

Po tem ko so bile zabeležene prve delovne nezgode, tudi s smrtnimi izidi, se je pričelo z ocenami tveganja in

ukrepi za povečanje varnosti električarjev. S temi aktivnostmi so prvi začeli v ZDA in so se preko priporočil in

standardov (IEC, IEEE) razširile v Evropo (EN, DIN, ISSA). Pomembno je spremljati tudi aktivnosti Mednarodne agencije za socialo in varnost ISSA (International Social

Security Association), ki je vodilna svetovna organizacija tudi na področju varnosti in zdravja pri delu na

električnih postrojih. Na razpolago so številne izdaje strokovnih brošur pri katerih so sodelovali številni vrhunski evropski in svetovni

specialisti s posameznih področij. Izpostavimo brošuro ISSA [19], ki je ob izdaji leta 2011, odprla razpravo o

izboru OVO za varovanje pred električnim oblokom (Slika 2).

Slika 2: Priročniki ISSA in BGI/GUV-I 5188 E 1 [19,20].

Page 5: 9$529$1-((/(.75,ý$5-(935('(/(.75,ý1,02%/2.20 OBVEZNOST ... · 4. SLOVENSKA KONFERENCA 29='5ä(9$1-89 ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power

4. SLOVENSKA KONFERENCA O VZDRŽEVANJU V ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power sector

Nova Gorica 2018

CIGRÉ SK 1-3

5

Strokovnjakom je v veliko pomoč tudi delo nemških strokovnjakov. Tehnični priročnik BGI/GUV-I 5188 E [20],

ki ga je izdala nemška zavarovalnica DGUV (German Social Accident Insurance e.V.) predstavlja termične nevarnosti obloka in je s primeri izračunov odličen pripomoček za primerno izbiro OVO pri posameznih aktivnostih električarjev (Slika 1 in 2).

Ne bo zmotno sklepanje, da so tudi te usmeritve vplivale na dopolnitev standarda SIST EN 50110:2013.

Aktualnost standarda EN 50110-1 je razvidna iz pogostih sprememb, saj so bile tri razvojne spremembe, in sicer:

EN 50110-1:1996, EN 50110-1:2004, EN 50110-1:2013.

Standard SIST EN 50110:2013 velja za celotno obratovanje električnih postrojev in se uporablja za električne postroje vseh napetostnih nivojev ter določa zahteve za varno obratovanje električnih postrojev in delo v njih ali z njimi ali v njihovi bližini. Zahteve veljajo za vse obratovalne, delovne in vzdrževalne postopke ter se uporabljajo za vsa dela, ki niso povezana z elektrotehniko (npr. gradbena dela v bližini nadzemnih vodov ali podzemnih kablov), ter za elektrotehnična dela, pri katerih obstaja nevarnost udara električnega toka. Pri kakršnemkoli potrebnem delu v bližini električnega postroja ali pod napetostjo je treba oceniti tveganje

(SIST EN 50110:2013). Za izvajanje načrtovanega dela je treba splošno, tehnično in preventivno ukrepati, saj

ogroženosti zaradi električnega obloka ni mogoče v celoti odpraviti in je zato treba uvesti ustrezne ukrepe.

II.II. IZBOR OSEBNE VAROVALNE OPREME ZA VAROVANJE OD ELEKTRIČNEGA OBLOKA

Ob pregledu mednarodnih standardov najdemo številne pomembne standarde, ki dajejo pravila, navodila ali

značilnosti na področju varnosti pred električnim oblokom. Našteti so najpomembnejši standardi [9-18],

povezani s testiranjem in izbiro OVO. Standardi določajo številno OVO od oblačil, rokavic in čelad z vizirjem, vendar so v središče pozornosti postavljena zaščitna oblačila, ki varujejo pred električnim oblokom. Obstajata dve različni metodi, ki sta normirani za preverjanje tekstilnega materiala, oblačil, zaščitnih očal in rokavic, ki izpolnjujejo zgoraj navedene zahteve [19]. In sicer določitev razreda električnega obloka (angl. Arc

Thermal Performance Value (ATPV) ali Break Open Energy - EBT50), določanje ognjevarnih materialov za

oblačila (za tekstilni material po IEC ali EN 61482-1-1 [9]) in določanje razreda zaščite pred električnim oblokom za materiale in oblačila z uporabo omejenega in usmerjenega električnega obloka - testiranje v omarici

(angl. Box test) (za tekstilne materiale po IEC ali EN 61482-1-2 [10]).

Obe metodi uporabljata različne koncepte testiranja, konfiguracije in tipe oblokov, parametrov in testnih postopkov ter končnih rezultatov. Rezultatov ni mogoče fizično primerjati med seboj in matematično pretvarjati.

OVO je potrebno preizkusiti in ovrednotiti z eno ali drugo metodo. Pomembno je, da so rezultati preizkusov

obeh metod energetske ravni ali ravni incidentne energije, za katere OVO izkazuje odpornost in varovanje pred

oblokom (slika 3).

Slika 3: Primeri različne OVO, ki varuje električarja pred električnim oblokom [19,20].

Standard IEC 61482-1-1 (Metoda A in B) in ASTM [12-16] določata preskusne metode za določitev razreda električnega obloka v ognjevzdržnih ali toplotno odpornih materialih, namenjenih za uporabo osebja, ki so

izpostavljeni toplotnim efektom električnega obloka (the Arc Thermal Performance Value (ATPV), the Break Open Energy (EBT50)). Te metode se uporabljajo za merjenje in opis lastnosti materialov, izdelkov, sklopov ali

oblačil v zvezi z energijo, ki nastaja pri električnem obloku na prostem pod nadzorovanimi laboratorijskimi pogoji. Materiali, uporabljeni za te metode, so v obliki vzorcev za metodo A in oblačil za metodo B (npr. IEEE 1584-2002 ali NFPA 70E) [30].

Page 6: 9$529$1-((/(.75,ý$5-(935('(/(.75,ý1,02%/2.20 OBVEZNOST ... · 4. SLOVENSKA KONFERENCA 29='5ä(9$1-89 ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power

4. SLOVENSKA KONFERENCA O VZDRŽEVANJU V ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power sector

Nova Gorica 2018

CIGRÉ SK 1-3

6

Preskusna metoda v omarici, opisani v EN 61482-1-2, je bila razvita v Evropi in pokriva vse praktične zahteve za nizkonapetostna omrežja in distribucijo. Statistično je to področje uporabe, kjer so nesreče najpogosteje povezane z oblokom. Ta metoda potrjuje odpornost pred oblokom in tudi zaščito pred električnimi napakami. Kot rezultat tega, sta definirana dva razreda zaščite od obloka, podana v tabeli 2 [10]:

• razred 1: 146 kJ/m²,

• razred 2: 427 kJ/m².

V drugem koraku preskusne metode v omarici se upoštevajo preskusne zahteve. Z uporabo električnih podatkov iz standarda lahko električno energijo Wobloka, določimo za preskusne zahteve, z uporabo dveh razredov, prikazanih v tabeli 2 [10]:

• razred 1: 168 kJ,

• razred 2: 320 kJ.

Tabela 1: Kategorije OVO in izbira OVO za varovanje od električnega obloka - NFPA 70E [17].

Kategorija OVO Opis OVO

Minimalna vrednost

ATPV ali prag EBT50

(cal/cm2)

KATEGORIJA 1

Zaščitna oblačila za zaščito pred termičnimi

4

nevarnostmi električnega obloka

Zaščitna majica z dolgimi rokavi in hlače ali kombinezon

Zaščita obraza z zaščitno masko ali skafandrom

Opcijsko - Zaščitna jakna, pelerina ali podloga za čelado

Zaščitna oprema Zaščitna čelada

Zaščitna očala Zaščita sluha (ušesni čepki)

Visoko vzdržljive usnjene rokavice

Usnjeni čevlji (opcijsko)

KATEGORIJA 2

Zaščitna oblačila za zaščito pred termičnimi

8

nevarnostmi električnega obloka

Zaščitna majica z dolgimi rokavi in hlače ali kombinezon

Zaščita obraza z zaščitno masko in podkapo ali skafandrom

Opcijsko - Zaščitna jakna, pelerina ali podloga za čelado

Zaščitna oprema Zaščitna čelada

Zaščitna očala Zaščita sluha (ušesni čepki)

Visoko vzdržljive usnjene rokavice

Usnjeni čevlji

KATEGORIJA 3

Zaščitna oblačila za zaščito pred termičnimi

25

nevarnostmi električnega obloka

Zaščitna majica z dolgimi rokavi ( kot zahtevano) Zaščitne hlače (kot zahtevano)

Zaščitni kombinezon (kot zahtevano) "Arc flash" zaščitna jakna (kot zahtevano) "Arc flash" zaščitne hlače (kot zahtevano)

"Arc flash" skafander

Zaščitne rokavice

Opcijsko - Zaščitna jakna, pelerina ali podloga za čelado

Zaščitna oprema Zaščitna čelada

Zaščitna očala Zaščita sluha (ušesni čepki)

Usnjeni čevlji

Page 7: 9$529$1-((/(.75,ý$5-(935('(/(.75,ý1,02%/2.20 OBVEZNOST ... · 4. SLOVENSKA KONFERENCA 29='5ä(9$1-89 ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power

4. SLOVENSKA KONFERENCA O VZDRŽEVANJU V ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power sector

Nova Gorica 2018

CIGRÉ SK 1-3

7

KATEGORIJA 4

Zaščitna oblačila za zaščito pred termičnimi

40

nevarnostmi električnega obloka

Zaščitna majica z dolgimi rokavi (zahtevano) Zaščitne hlače (kot zahtevano)

Zaščitni kombinezon (kot zahtevano) "Arc flash" zaščitna jakna (kot zahtevano) "Arc flash" zaščitne hlače (kot zahtevano)

"Arc flash" skafander

Zaščitne rokavice

Opcijsko - Zaščitna jakna, pelerina ali podloga za čelado

Zaščitna oprema Zaščitna čelada

Zaščitna očala Zaščita sluha (ušesni čepki)

Usnjeni čevlji

Tabela 2: Testni razred varovanja od obloka [44].

Testni razred varovanja od

obloka

a tobloka Iklasa

obloka Eio Wobloka

(mm) (ms) (kA) (kJ/m²) (kJ)

Razred 1 300 500 4 146 168

Razred 2 300 500 7 427 320

Razširjen razred varovanja I 300 500 8,4 850 395

Razširjen razred varovanja II 300 500 9,1 1350 550

Razširjen razred varovanja III 300 500 12,5 1600 630

Opomba: Nivo varovanja OVO podana v kJ ali kWs. Incidentna energija podana v kJ/m2 ali kWs/m2 (cal/cm2).

Korelacija: 1 cal/cm2 = 41,868 kJ/m2, 1 kJ/m2 = 0,023 885 cal/cm2.

Medtem je bila ta ocena tveganja in postopek izbire OVO objavljena tudi kot tehnično priporočilo nemške zveze za socialno varnost (DGUV) pod številko 203-077 (prej BGI 5188) [20] in je na voljo v angleškem jeziku. Razred 1 OVO je osnovna raven zaščite. Osnovna zaščita pred oblokom je splošno potrebna in jo je treba

zagotoviti v skladu z zahtevano OVO, ko obstaja tveganje za električno napako in oblok v vseh delovnih okoljih.

V primeru, da delo, ki je zaradi obloka bolj tvegano in/ali se pogosto izvaja na energetski opremi višje napetostne ravni, je potrebno povečati zaščito pred oblokom (razred 2 OVO). Odločitev za eno ali drugo stopnjo zaščite mora temeljiti na primerjavi energije obloka [31].

Ko pričakovana energija na delovnem mestu presega raven zaščite OVO, je za zaščito delavcev mogoče upoštevati več ukrepov. Če je mogoče, je treba izbrati višjo raven zaščite OVO. Uporaba hitrih (včasih posebnih ali dodatnih) električnih zaščitnih naprav je bolj praktična in učinkovita rešitev.

Drugi ukrep je lahko določanje minimalnih delovnih razdalj. Samo v primeru, da se ne more uporabiti noben od

teh ukrepov, delovna aktivnost ni dovoljena in je pred začetkom dela potrebno opremo izklopiti [31].

Razredi 1 in 2 sta stopnji zaščite OVO za uporabo pri splošnem elektrotehničnem delu. Za posebne, običajno časovno omejene delovne aktivnosti z visoko verjetnostjo obloka (npr. stikala ali druge stikalne naprave) se

lahko uporabi OVO z višjo stopnjo zaščite (posebna OVO), ter je treba OVO testirati skladno s temi zahtevami.

To pomeni, da je treba višjo raven zaščite potrditi s preskušanjem z višjo stopnjo preskusne energije [32] in [44]. Zahtevani razred OVO je potrebno izbrati na podlagi analize tveganja. Uporabiti je potrebno tudi druge metode,

kot je navedeno zgoraj, saj je potrebno določiti ustrezne ravni energije. Pred več kot 15 leti je Oddelek za električno energijo mednarodnega združenja za socialno varnost (ISSA) objavil prvo izdajo smernic za izbor OVO proti toplotnim nevarnostim električnega obloka [19]. Standardi v

proizvodnji OVO določajo tudi varnost ustreznih splošnih lastnosti tekstila, zaščite obraza in zaščitnih rokavic, kot so vnetljivost, odpornost na plamen, širjenje plamena, odpornost proti strižni trdnosti, natezna trdnost, odpornost na trganje (za pleten material) in dimenzijske spremembe ter priporočila za izbiro materiala, prenašanje in čiščenje ter zagotavljanje kakovosti. Te zahteve in pomembni zaključki za uporabnike so podrobno razloženi v Priročniku ISSA [19]. Navedeno je, da se ZDA (IEEE) in evropski še posebej nemški pristop razlikuje v izračunu vrednosti električnega obloka in v izboru OVO za zaščito od obloka, kot je prikazano v nadaljevanju.

Evropski in zato tudi slovenski standardi preskušanja (EN 61482-1-1 [9], EN 61482-1-2 [10]) zaščitne obleke delavca pred toplotnimi učinki električnega obloka obstajajo že več kot 10 let. Za zaščito obraza in rokavic

Page 8: 9$529$1-((/(.75,ý$5-(935('(/(.75,ý1,02%/2.20 OBVEZNOST ... · 4. SLOVENSKA KONFERENCA 29='5ä(9$1-89 ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power

4. SLOVENSKA KONFERENCA O VZDRŽEVANJU V ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power sector

Nova Gorica 2018

CIGRÉ SK 1-3

8

obstajajo nacionalni standardi in standardi podjetja/proizvajalca za oceno vplivov obloka na OVO. Na koncu ima

uporabnik možno izbiro med številnimi izdelki z različnimi razredi OVO, zaščite pred vplivom obloka. V skladu

z evropskimi predpisi o varnosti pri delu je potrebno izbrati ustrezno OVO na podlagi stopnje tveganja na

delovnem mestu [45].

Po eni strani je možno, da uporabnik izbere primerno zaščito pred oblokom, OVO razreda 1 ali 2. Po drugi strani

pa v Evropi ni standarda ali algoritma, ki bi uporabniku omogočala, da izbere ustrezno zaščitno opremo za zaščito pred oblokom [45]. Zahvaljujoč nemškemu nacionalnemu priporočilu BGI 5188 [22] (objavljeno s strani nemškega združenja električarjev - BG ETEM), obstajajo prvi praktični nasveti za uporabnika OVO pri izbiri zaščitne opreme za zaščito pred oblokom. To priporočilo velja le v Nemčiji, vendar pa lahko uporabniki in odgovorne osebe

izračunajo energijo obloka in izberejo osnovno raven zaščite OVO [45]. V obdobju 15 let sta bili ustvarjena dva osnovna standarda za izbiro vrednosti ATPV za OVO za zaščito pred

oblokom:

• NFPA 70E [17],

• IEEE 1584 [20].

Uporabljajo se ne le v Združenih državah, ampak tudi v številnih drugih državah sveta. Na tej podlagi je mogoče izpolniti zahteve predpisov o varnosti pri delu in jih uporabiti v praksi. Pri tem je

potrebno odgovoriti na naslednja vprašanja [45]: 1. Kdo potrebuje oceno tveganja pri uporabi OVO za zaščito pred oblokom?

2. Katere operacije in vrste električnih del zahtevajo OVO za zaščito pred oblokom?

3. Kakšno vrsto in raven OVO za zaščito pred oblokom potrebujejo električarji?

4. Kako se lahko raven varstva pred oblokom izračuna v praksi?

Na podlagi primerov iz realnega omrežja bo v nadaljevanju predstavljeno. Rezultati so pridobljeni z uporabo

dveh različnih metod ocene tveganja pred oblokom.

III. IZRAČUN PRIMERA – DOLOČITEV KLASE OSEBNE VAROVALNE OPREME

III.I. DVE METODI IZRAČUNA – IEEE IN DGUV (BSD)

Na začetku velja omeniti, da sta si metodi IEEE in DGUV (BSD) v principu zelo podobni, saj jima je skupno to,

da kot rezultat podajata vrednost povezano s sproščeno energijo obloka, ki se lahko prenese na obraz in telo

osebe, ki se nahaja pred električno opremo. Cilj obeh metod je podati kredibilno vrednost na osnovi katere se

izbere ukrepe za zmanjšanje tveganja poškodb zaradi električnega obloka na določenem delovnem mestu. Med

temi ukrepi je tudi izbira OVO.

Neodvisno od metode, se le ta izvede skupaj s kratkostični analizo in analizo koordinacije zaščite. Rezultati obeh

analiz so namreč vhodni podatki »arc flash« analize.

Dejstvo je, da se tako NFPA 70E kot IEEE 1584 v letošnjem letu posodabljata. Predvsem IEEE 1584 doživlja korenite spremembe, ki so posledica 16 let novih izkušenj na področju raziskovanja vpliva obloka na delavca. Nemški strokovnjaki so se pridružili tej iniciativi, saj so že pripravili spremembe DGUV in je za pričakovati, da bi leta 2019 dobili novo verzijo, ki naj bi poenostavila izračune.

IEEE metoda izračuna

Analiza IEEE 1584 temelji na empirično pridobljenem modelu in kot rezultat podaja vrednost incidentne

energije Ei (v J/cm2 ali cal/cm²) oziroma količino energije, ki se prenese na obraz in telo osebe, ki je pred

električno opremo. Empirično pridobljen model IEEE 1584 je omejen na napetostni nivo med 208 V in 15 kV in

na največji tok kratkega stika med 0,7 kA in 106 kA, zato za primere, ko je napetostni nivo sistema višji od 15 kV standard IEEE 1584 predlaga uporabo Lee-jeve metode za izračun incidentne energije. Lee-jeva metoda je

teoretično osnovana in zahteva manj vhodnih podatkov kot IEEE 1584 metoda. Glavna slabost Lee-jeve metode

je v tem, da ne podaja postopka za določitev toka obloka.

Osnova za izračun incidentne energije, po metodi IEEE 1584 je vrednost maksimalnega toka trifaznega kratkega

stika na vsakem delovnem mestu. Standard IEEE 1584 v osnovi predlaga izračun kratkostičnega toka po metodi IEEE, vendar pa se v Evropi kratkostična analiza izvaja po metodi IEC. Tok obloka se izračuna za vsako

lokacijo in je nižji od maksimalnega kratkostičnega toka zaradi impedance obloka. Standard podaja ločeni enačbi preračuna toka obloka za NN (< 1 kV) sisteme in SN sisteme od 1 – 15 kV. Glede na podani enačbi je impedanca obloka višja v NN sistemih. Za izračunano vrednost toka obloka se iz časovne karakteristike zaščitne naprave razbere čas trajanja obloka. Te zaščitne naprave so lahko varovalke, NN ali SN stikala. Pri pregledu

časovnih karakteristik uporabljenih zaščitnih naprav se lahko izkaže, da s ponastavitvijo oziroma zamenjavo

zaščitne naprave dosežemo hitrejši izklop obloka ter s tem zmanjšamo količino sproščene energije, vendar pa je

pomembno, da s spremembami časovnih karakteristik zaščitnih naprav ne vplivamo negativno na selektivno

Page 9: 9$529$1-((/(.75,ý$5-(935('(/(.75,ý1,02%/2.20 OBVEZNOST ... · 4. SLOVENSKA KONFERENCA 29='5ä(9$1-89 ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power

4. SLOVENSKA KONFERENCA O VZDRŽEVANJU V ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power sector

Nova Gorica 2018

CIGRÉ SK 1-3

9

delovanja zaščite. Po določitvi časa trajanja obloka se določi razdalja delavca od točke pojava električnega obloka na delovnem mestu ter se poračuna incidentna energija Ei, ki je, glede na objavljeni algoritem za vsako

lokacijo, odvisna od:

• napetostnega nivoja,

• razdalje med prevodnima deloma,

• toka obloka,

• geometrije opreme, ki določa smer in razpoložljiv prostor širjenja energije,

• tipa ozemljitve sistema,

• časovne karakteristike zaščitne opreme,

• oddaljenosti delavca od točke pojava električnega obloka. Ker je količina sproščene energije odvisna od časa trajanja obloka, ki je enak izklopnemu času zaščitne naprave,

IEEE metoda določa, da se incidentna energija izračuna tudi za primer 85 % vrednosti izračunanega toka obloka.

Čas trajanja obloka se namreč lahko v odvisnosti od zaščitne naprave in njenih nastavitev podaljša toliko, da je

sproščena energija, navkljub manjšem toku obloka, večja kot pri 100 % vrednosti izračunanega toka obloka.

Zaradi večje količine podatkov je IEEE metoda bolj kompleksna od na primer tablične metode, ki jo podaja

standard NFPA 70E. Tablična metoda namreč predlaga nabor in nivo potrebne OVO za nekaj tipičnih situacij predstavljenih v tabeli. Z uporabo metode IEEE je odgovorna oseba, zaradi manjših omejitev in večje

natančnosti izračuna ATPV bolj fleksibilna pri izbiri OVO. Za IEEE metodo na trgu obstaja veliko različnih programskih rešitev.

DGUV (BSD) metoda izračuna

Algoritem, objavljen v BGI/GUV-I 5188 E, se načeloma lahko primerja z algoritmom podanim v IEEE 1584.

Obema je namreč skupno, da se tok obloka izračuna na podlagi maksimalnega toka trifaznega kratkega stika na

vsakem delovnem mestu, vendar pa se nadalje razlikujeta v metodi izračuna toka obloka. Tako kot pri IEEE

metodi, bo za NN sistem tok obloka nižji od največjega kratkostičnega toka zaradi impedance obloka, vendar se

bo zaradi druge metode izračuna razlikoval od rezultata po IEEE metodi. Nadalje je enako kot pri metodi IEEE

tok obloka osnova za določitev časa izklopa zaščitne naprave (varovalke ali stikala). Ker je pri DGUV metodi

rezultat izračuna energija obloka WLB, se postopek do končnega rezultata razlikuje od postopka IEEE metode, vendar pa v osnovi upošteva enake vhodne podatke ter pogoje kot IEEE metoda. Zaradi metode izračuna toka obloka in energije obloka, je poleg podatkov naštetih v opisu IEEE metode potreben zgolj še podatek o razmerju R/X v točki pojava obloka. Energija obloka WLB je predvsem toplotno aktivna energija električnega obloka.

Za vsak razred zaščite pred oblokom (razred 1 in 2) je mogoče določiti stopnjo zaščite OVO (WLBa), pri čemer upoštevamo dejansko razdaljo med obrazom oziroma telesom delavca, točko pojava obloka in geometrijo

opreme za ustrezno delovno mesto. Nazadnje mora odgovorna oseba primerjati vrednosti energije obloka (WLB)

in energije, ki jo na danem delovnem mestu za določeno delovno razdaljo še zdrži OVO (WLBa). Če je

WLB < WLBa, potem OVO delavcu zagotavlja zadostno zaščito pred oblokom.

Energija obloka, ki temelji na DGUV I 203-077, nima nobene omejitve glede napetosti ali toka okvare. Vendar

ni dovolj jasnih smernic, kako se spoprijeti s situacijo v primeru ko je:

WLB > WLBä (razred 2).

Dokument DGUV ponuja dva načina izračuna energije obloka WLB:

• natančen izračun preko algoritma, ki temelji na priporočilu [52],

• izračun s konzervativno izbranimi faktorji.

Izračun v najslabšem primeru je poenostavljena metoda in omogoča uporabo preglednic (npr. Excel). Natančen izračun je bolj kompleksen, ki ima za posledico nižje vrednosti energije obloka. Za uporabo te metode je potrebno delati s posebnimi programskimi orodji (npr. BSD Arc Calculator (Slika 4)).

Preskušanje v omari je v osnovi NN preskus v oddaljenosti 300 mm in s preskusno napetostjo 400 V. Zato je

treba domnevati, da se ta način preskusa osredotoča predvsem na NN opremo.

Slika 4: Softwer BSD Arc Calculator [44].

Page 10: 9$529$1-((/(.75,ý$5-(935('(/(.75,ý1,02%/2.20 OBVEZNOST ... · 4. SLOVENSKA KONFERENCA 29='5ä(9$1-89 ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power

4. SLOVENSKA KONFERENCA O VZDRŽEVANJU V ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power sector

Nova Gorica 2018

CIGRÉ SK 1-3

10

III.II. IZRAČUN PRIMERA - TP PRIMSKOVO RUTA

Kot konkreten primer izračuna vrednosti kratkostičnih razmer je izbrana transformatorska postaja TP Primskovo

Rutar v Kranju, ki se napaja iz RTP 110/20 kV Primskovo. V RTP sta vgrajena dva energetska transformatorja

110/20 kV, moči 31,5 MVA. Do TP Primskovo Rutar je v kabelski kanalizaciji položen 20 kV kabel 150 mm2 v

dolžini 175 m. Izračunani so trije možni scenariji, glede na obratovanje transformatorjev v RTP in TP (ločeno oz. vzporedno). Na sliki 5 so prikazani izračuni vrednosti KS za različne konfiguracije (programski paket GREDOS).

Slika 5: Konfiguracija omrežja – mesto priključka TP PRIMSKOVO RUTAR [Vir EG].

Gre za dejanski primer, kjer se je v letu 2015 zgodila nezgoda s posledicami poškodbe zaradi električnega obloka. V TP Primskovo Rutar sta vgrajena dva transformatorja 20/0,4 kV moči 630 kVA (Slika 5).

Poškodovana sta bila dva monterja (opekline po obrazu in rokah). Predvsem so zanimive vrednosti KS na NN v

TP Primskovo Rutar (od 22,9 kA do 45,4 kA).

Podatki o zaščiti: RTP: SN odklopnik z numerično zaščito in nastavljenimi parametri In = 300 A, Ik = 4 x In, t = 0,1 s

TP: Na SN nivoju so edina kratkostična zaščita varovalke (50 A), ki ščitijo tudi dovod na NN strani.

Izračun energije električnega obloka za direktne trifazne kratke stike je prikazan na primeru distribucijskega

omrežja z uporabo standarda IEEE 1584 in NFPA 70E s programskim paketom ETAP [17,18], ter z uporabo

metode DGUV s programsko opremo BSD Arc Calculator [44].

Page 11: 9$529$1-((/(.75,ý$5-(935('(/(.75,ý1,02%/2.20 OBVEZNOST ... · 4. SLOVENSKA KONFERENCA 29='5ä(9$1-89 ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power

4. SLOVENSKA KONFERENCA O VZDRŽEVANJU V ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power sector

Nova Gorica 2018

CIGRÉ SK 1-3

11

Izračun incidentne energije oziroma energije obloka po obeh metodah (IEEE in DGUV) je izveden za dve mesti

kratkega stika, kot to prikazuje slika 6. Izračuni so izvedeni za primer, ko v RTP in v TP energetska transformatorja obratujeta paralelno. To je namreč primer, ko je na NN zbirlakah prisoten največji kratkostični tok.

Slika 6: Enočrtna shema modela TP Primskovo Rutar 20/0,4 kV v programskem paketu ETAP.

Izračun po obeh metodah je izveden na dveh setih podatkov saj se podane priporočene oziroma standardne

vrednosti delvone razdalje ter razdalje med prevodnima deloma v IEEE 1584 in DGUV I 203-077 nekoliko

razlikujejo. Podatki za posamezne izračune in rezultati po IEEE in DGUV so prikazani v tabelah 3-6.

Ker je napetost na VN strani transformatorja 20 kV, metoda IEEE ni več uporabna, saj je le-ta navzgor omejena

z napetostnim nivojem 15 kV.

Namesto IEEE je izračun izveden po Lee-jevi metodi, ki lahko vrne konservativne rezultate. Rezultati Lee-jeve

metode so namreč zelo odvisni od višine napetosti in velikosti maksimalne vrednosti toka kratkega stika. Vendar

pa po drugi strani Lee-jeva metoda ne upošteva geometrije opreme, ter posledično usmeritve in ojačitve energije, ko pride do obloka v omejenem prostoru kot je stikališče. Prevelika posplošenost Lee-jeve metode ima lahko za

posledico, da se na določenem delovnem mestu za delavca določi prenizek oziroma previsok razred OVO. Tudi

previsok razred OVO pomeni povečanje tveganja za nastanek obloka in poškodb. Algoritmi, kot je DGUV, ki niso omejeni z napetostnim nivojem in velikostjo kratkostičnega toka, zato v

takšnem primeru ponujajo bolj verodostojno informacijo odgovorni osebi, ki izbira OVO.

Page 12: 9$529$1-((/(.75,ý$5-(935('(/(.75,ý1,02%/2.20 OBVEZNOST ... · 4. SLOVENSKA KONFERENCA 29='5ä(9$1-89 ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power

4. SLOVENSKA KONFERENCA O VZDRŽEVANJU V ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power sector

Nova Gorica 2018

CIGRÉ SK 1-3

12

Tabela 3: Rezultati za primer, ko pride do obloka v SN stikališču za primer podatkov po IEEE

Pojav obloka na zbiralki "TP Primskovo Rutar 20 kV" - izračun na podatkih IEEE

Razdalja med prevodnima deloma d* = 240 mm; Delovna razdalja a = 910 mm (d = DGUV vrednost; a = IEEE vrednost)

* IEEE metoda ni uporabna za napetosti >15 kV, uporabljena je Leejeva metoda, ki ne potrebuje podatka o razdalji med prevodnima deloma.

Tip

analize

Napetostni

nivo

zbiralke

ID

zgoraj

ležeče zaščitne naprave

Razdalja

med

prevodnima

deloma

Tok

kratkega

stika

Tok

obloka

Čas trajanja

obloka

Ocenjena

mejna

oddaljenost

od obloka

(AFB)

Delovna

razdalja Incidentna energija Nivo OVO

(kV) (mm) (kA) (kA) (s) (mm) (mm) (J/cm²) (cal/cm²)

Lee

metoda* 20 S1357 / 13,6 13,6 0,16 4318 910 112,571 27,014 Kategorija 3

kt - faktor Energija obloka (kJ)

DGUV 20 S1357 240 13,6 13,6 0,16 1,9 910 2595 Razred 1

Tabela 4: Rezultati za primer, ko pride do obloka v SN stikališču za primer podatkov po DGUV

Pojav obloka na zbiralki "TP Primskovo Rutar 20 kV" - izračun na podatkih DGUV

Razdalja med prevodnima deloma d = 240 mm; Delovna razdalja a = 825 mm

* IEEE metoda ni uporabna za napetosti >15 kV, uporabljena je Leejeva metoda, ki ne potrebuje podatka o razdalji med prevodnima deloma.

Tip

analize

Napetostni

nivo

zbiralke

ID

zgoraj

ležeče zaščitne naprave

Razdalja

med

prevodnima

deloma

Tok

kratkega

stika

Tok

obloka

Čas trajanja

obloka

Ocenjena

mejna

oddaljenost

od obloka

(AFB)

Delovna

razdalja Incidentna energija Nivo OVO

(kV) (mm) (kA) (kA) (s) (mm) (mm) (J/cm²) (cal/cm²)

Lee

metoda* 20 S1357 / 13,6 13,6 0,16 4318 825 136,962 32,867 Kategorija 3

kt - faktor Energija obloka (kJ)

DGUV 20 S1357 240 13,6 13,6 0,16 1,9 825 2595 Razred 2

Tabela 5: Rezultati za primer, ko pride do obloka v NN stikališču za primer podatkov po IEEE

Pojav obloka na zbiralki "TP Primskovo Rutar 0,4 kV (2)" - izračun na podatkih IEEE

Razdalja med prevodnima deloma d = 32 mm; Delovna razdalja a = 455 mm

Tip

analize

Napetostni

nivo

zbiralke

ID

zgoraj

ležeče zaščitne naprave

Razdalja

med

prevodnima

deloma

Tok

kratkega

stika

Tok

obloka

Čas trajanja

obloka

Ocenjena

mejna

oddaljenost

od obloka

(AFB)

Delovna

razdalja Incidentna energija Nivo OVO

(kV) (mm) (kA) (kA) (s) (mm) (mm) (J/cm²) (cal/cm²)

IEEE 0,4 F-TR1 &

F-TR2 32 42,454 17,445 2 12291 455 642,19 154,12 > Kategorija 4

kt - faktor Energija obloka (kJ)

DGUV 0,4 F-TR1 &

F-TR2 32 42,454 35,4 0,194 1,7 455 1375

> Razred 2

WLBP = 352 kJ

Tabela 6: Rezultati za primer, ko pride do obloka v NN stikališču za primer podatkov po DGUV

Pojav obloka na zbiralki "TP Primskovo Rutar 0,4 kV (2)" - izračun na podatkih DGUV

Razdalja med prevodnima deloma d = 30 mm; Delovna razdalja a = 300 mm

Tip

analize

Napetostni

nivo

zbiralke

ID

zgoraj

ležeče zaščitne naprave

Razdalja

med

prevodnima

deloma

Tok

kratkega

stika

Tok

obloka

Čas trajanja

obloka

Ocenjena

mejna

oddaljenost

od obloka

(AFB)

Delovna

razdalja Incidentna energija Nivo OVO

(kV) (mm) (kA) (kA) (s) (mm) (mm) (J/cm²) (cal/cm²)

IEEE 0,4 F-TR1 &

F-TR2 30 42,454 17,804 1 12433 300 603,18 144,76 > Kategorija 4

kt - faktor Energija obloka (kJ)

DGUV 0,4 F-TR1 &

F-TR2 30 42,454 35,9 0,181 1,7 300 1251

> Razred 2

WLBP = 736 kJ

Rezultati izračuna na NN strani transformatorja kažejo, da DGUV metoda za obravnavan primer vrne občutno višje vrednosti toka obloka kot IEEE metoda. Ker so NN zbiralke zaščitene preko SN varovalk je zaradi izklopne

karakteristike varovalk čas trajanja obloka določen po DGUV metodi krajši od časa trajanja obloka po IEEE

Page 13: 9$529$1-((/(.75,ý$5-(935('(/(.75,ý1,02%/2.20 OBVEZNOST ... · 4. SLOVENSKA KONFERENCA 29='5ä(9$1-89 ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power

4. SLOVENSKA KONFERENCA O VZDRŽEVANJU V ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power sector

Nova Gorica 2018

CIGRÉ SK 1-3

13

metodi. Ker časovno-tokovna karakteristika varovalk ni linearna je izračunana sproščena energija manjša. Odvisno od izklopnih karakteristik zaščitnih naprav se lahko zgodi, da izračun po obeh metodah vrne zelo dolge izklopne čase obloka. V takšnem primeru in ob predpostavki, da ima delavec dovolj prostora, da se lahko odmakne od točke nastanka obloka, standard IEEE predpisuje, da se upošteva maksimalni čas trajanja 2 s, smernica DGUV pa čas trajanja 1 s. NFPA 70E podaja obliko nalepk, s katerimi se opremi električno opremo za katero analiza pokaže nevarnost poškodb delavca zaradi učinka električnega obloka. Nalepka je opremljena s podatki o mejni oddaljenosti,

energiji električnega obloka in nivoju OVO.

III.III. ODLOČITEV O IZBIRI PRIMERNE OVO – OCENA TVEGANJA

Delodajalec je v skladu z zahtevami zakonodaje dolžan izvesti oceno tveganja za vsako posamezno delovno

mesto. Ob tem upoštevamo, da je tveganje stanje, v katerem tisti, ki sprejemajo odločitve, poznajo vsako možno alternativo, glede možnih izidov in njihovih rezultatov oziroma posledic pa poznajo samo ustrezno stopnjo

subjektivno in/ali objektivno določene verjetnosti, s katero se bodo ti izidi ter njihovi rezultati oziroma posledice

lahko pojavile. Proces ocene tveganja zahteva poznavanje naslednjih funkcij (f):

• tveganja = f (verjetnost, resnost), • verjetnost = f (pogostost, čas trajanja), • pogostost = f (dogodek, enota časa), • resnost = f (izid, posledice),

oziroma izračunamo po formuli: ocena tveganja = ocena verjetnosti x ocena resnosti.

Delodajalec pri dokončni izbiri razreda OVO za varovanje pred oblokom še posebej, ko izračuni energije

presegajo omejitev razredov OVO lahko posežejo po dodatnih razmislekih ob upoštevanju usmeritev, in sicer: • resnost (energija obloka ali incidentna energija) se izračuna z različnimi metodami (DGUV in IEEE), • verjetnost je običajno brez vrednosti in se večinoma lahko vrednoti samo na kvalitativen način (zahtevna

kvantitativna opredelitev) - za ovrednotenje verjetnosti nevarnosti obloka je potrebno ovrednotiti

naslednja vprašanja povezana s: o tehnično zasnovo in trenutnim stanjem opreme,

o organizacijo vzdrževalnih del, o osebno usposobljenostjo vzdrževalnega osebja.

Tehnični ukrepi za vrednotenje verjetnosti: • zasnova opreme (zaščita pred oblokom, naprava za zaščito pred oblokom, zaščita pred dotikom IP 2x,

zaščita med stikalno manipulacijo, ...),

• redno čiščenje in vzdrževanje opreme, • redno preizkušanje zaščitnih naprav (odklopnik), • nadzor dostopa do električne opreme (ključi), • uporaba ustrezne varnostne opreme (merilne naprave, kratkostična oprema, zasloni, …), • dokumentacija o trenutnem stanju opreme.

Organizacijski ukrepi za vrednotenje verjetnosti:

• usposobljenost zaposlenih, ki delajo z opremo (specifično za posamezna dela in opremo, pooblaščen stikalničar, pooblastilo za izvajanje testiranje in meritve, certifikat za delo pod napetostjo,),

• določena odgovorna oseba za postroj, • dokumentirana navodila,

• sodelovanje z zunanjim osebjem,

• redna navodila za varno delo,

• pravilno izvajanje stikalnih operacij (kompetentnost, dokumentacija).

Ukrepi na področju izvajalcev - osebja za vrednotenje verjetnosti:

• imenovanje pooblaščene osebe, odgovorne za delovno mesto, • uporaba in sprejemanje predpisane OVO,

• pogostost delovnih aktivnosti,

• redno usposabljanje osebja za delo in opremo.

Ob upoštevanju teh ukrepov oziroma usmeritev je verjetnost za nevarnost obloka nižja. Ob tem je možno

dovoliti delo na postroju s primernim razredom OVO, ki je lahko nižjega razreda kot izračunano. To pomeni, da se delo lahko izvaja z vsakodnevno delovno obleko npr. OVO razreda 2, tudi če je izračun izkazal

višjo energijo obloka. Pomembno je, da po oceni tveganja ni dovoljeno izvajati delo brez predpisane OVO.

OVO je potrebno uporabljati z najvišjo stopnjo zaščite, ki je še ergonomična smiselna za posamezno vrsto aktivnosti (Slika 7).

Page 14: 9$529$1-((/(.75,ý$5-(935('(/(.75,ý1,02%/2.20 OBVEZNOST ... · 4. SLOVENSKA KONFERENCA 29='5ä(9$1-89 ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power

4. SLOVENSKA KONFERENCA O VZDRŽEVANJU V ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power sector

Nova Gorica 2018

CIGRÉ SK 1-3

14

Slika 7: Kolekcija OVO za varovanje od električnega obloka [44]

IV. ZAKLJUČKI

Varovanju delavcev pred oblokom je potrebno posvetiti posebno pozornost, na kar opozarjajo tudi smernice

razvoja na tem področju. Nove usmeritve so vplivale tudi na dopolnitev standarda SIST EN 50110:2013.

S pravilnimi postopki dela ter z uporabo ustrezne osebne varovalne opreme (OVO) je mogoče bistveno zmanjšati nevarnosti električnega obloka in jih pogosto tudi odpraviti. Pred izvedbo del v bližini električnega postroja ali pod napetostjo, je potrebno opraviti oceno tveganja, s čimer se oceni nevarnost obloka in se ob tem izvedejo ukrepi povečane varnosti električarjev. Delodajalec ima več možnosti pri izbiri razreda varovanja pred oblokom oziroma pri izbiri razreda OVO (npr.

razred 1 ali 2). Pri tem se lahko delodajalec poslužuje različnih metod izračuna (npr. IEEE ali DGUV) in na trgu

dostopne programske opreme, ki omogočajo izračun (npr. ETAP, BSD Arc Calculator, EasyPower Arc Flash,

RENblad 1710).

Potrebno je poudariti, da delo na posodobitvi standardov redno poteka. Tako se standardi v ZDA, NFPA 70E in

IEEE 1584, v letošnjem letu posodabljata. Predvsem IEEE 1584 doživlja korenite spremembe, ki so posledica 16 let novih izkušenj na področju raziskovanja vpliva obloka na delavca. Nemški strokovnjaki so se pridružili tej iniciativi, saj so že pripravili spremembe DGUV in je za pričakovati, da bi leta 2019 dobili novo verzijo, ki naj bi

poenostavila izračune. Ob tem je dovoljeno pri izbiri razreda OVO upoštevati tudi mehke metode izbire primerne OVO upoštevajoč kvalitativne komponente (stanje tehnike, organizacijo vzdrževanja in kompetentnost osebja) ter zahteve

ergonomije delovnih aktivnosti ter tako določiti tudi nižji razred OVO kot je to izračun določil. Zelo pomembno je, da osebje redno uporablja predpisano OVO pri izvajanju posameznih aktivnosti.

Stroka mora nadaljevati s promocijo pomembnosti varovanja električarjev oziroma delavcev pred oblokom, kar

je predpisana obveznost delodajalcev.

Sodobnost SIST EN 50110-1:2013 narekuje dopolnitev in spremembe več kot dvajset let starega Pravilnika o

varstvu pri delu pred nevarnostjo električnega toka, Ur. l. RS, št. 29/1992 (PVDNET). Najnovejša pobuda in koordinirana akcija strokovnjakov v IRSD, EZS in MDDSZ ter Projektne skupine DPN pri GIZ DEE in C&G

d.o.o. Ljubljana ter drugih zainteresiranih opredeljuje okvire in usmeritve dela delovne skupine za spremembo in

dopolnitev oziroma obnovo starega PVDNET. Trenutno je nov pravilnik v obliki osnutka, ki je v fazi

usklajevanja posameznih členov in je za pričakovati, da bo tudi sprejet.

REFERENCE

[1] Direktiva Sveta 89/391/EGS. z dne 12. junija 1989. o uvajanju ukrepov za spodbujanje izboljšav varnosti in zdravja delavcev pri delu (UL L, št. 183 z dne 29. 6. 1989).

[2] Direktiva 2007/30/ES Evropskega parlamenta in Sveta z dne 20. junija 2007 o spremembah Direktive

Sveta 89/391/EGS, njenih posebnih direktiv in direktiv Sveta 83/477/EGS, 91/383/EGS, 92/29/EGS in

94/33/ES za poenostavitev in racionalizacijo poročil v zvezi s praktičnim izvajanjem (UL L, št. 165 z dne 27. 6. 2007).

Page 15: 9$529$1-((/(.75,ý$5-(935('(/(.75,ý1,02%/2.20 OBVEZNOST ... · 4. SLOVENSKA KONFERENCA 29='5ä(9$1-89 ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power

4. SLOVENSKA KONFERENCA O VZDRŽEVANJU V ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power sector

Nova Gorica 2018

CIGRÉ SK 1-3

15

[3] Uredba (EU) 2016/425 Evropskega parlamenta in Sveta z dne 9. marca 2016 o osebni varovalni opremi

in razveljavitvi Direktive Sveta 89/686/EGS (UL L, št. 81 z dne 31. 3. 2016). [4] Zakon o varnosti in zdravju pri delu (ZVZD-1), Ur. l. RS, št. 43/2011. [5] Pravilnik o varstvu pri delu pred nevarnostjo električnega toka, Ur. l. RS, št. 29/1992. [6] Pravilnik o osebni varovalni opremi, ki jo delavci uporabljajo pri delu (Ur. l. RS, št. 89/99, 39/05 in

43/11 – ZVZD-1).

[7] SIST EN 50110-1:2013 Obratovanje električnih postrojev - 1. del: Splošne zahteve. [8] SIST EN 50110-2:2010 Obratovanje električnih postrojev - 2. del: Nacionalni dodatki.

[9] IEC 61482-1-1:2009: Live working – Protective clothing against the thermal hazards of an electric arc –

Part 1 Test methods, Part 1-1 Determination of the arc rating (ATPV or EBT50) of flame-resistant

textile materials. (published also as EN 61482-1-1:2009 and VDE 0682-306-1-1).

[10] IEC 61482-1-2:2014 Live working – Protective clothing against the thermal hazards of an electric arc –

Part 1 Test methods, Part 1-2 Determination of the arc protection class of textile material and clothing

by using a directed and constrained arc (box test). (published also as EN 61482-1-2:2014 and VDE

0682-306-1-2).IEC 61482-2:2009: Live working – Protective clothing against the thermal hazards of an

electric arc – Part 2 Requirements.

[11] GS-ET-29:2011-05 Test Principles - Face shields for electrical works - Supplementary requirements for

the testing and certification of face shields for electrical works, issued by DGUV Test Cologne 2008-02

and 2010-02.

[12] ASTM F1506 - 2017a Standard Performance Specification for Flame Resistant and Electric Arc Rated

Protective Clothing Worn by Workers Exposed to Flames and Electric Arcs.

[13] ASTM F1959/F1959M - 2014e1 Standard Test Method for Determining the Arc Rating of Materials for

Clothing.

[14] ASTM F2178 - 2017b Standard Test Method for Determining the Arc Rating and Standard

Specification for Eye or Face Protective Products.

[15] ASTM F2675 / F2675M - 2013 Standard Test Method for Determining Arc Ratings of Hand Protective

Products Developed and Used for Electrical Arc Flash Protection.

[16] ASTM F2676 – 2016 Standard Test Method for Determining the Protective Performance of an Arc

Protective Blanket for Electric Arc Hazards.

[17] NFPA 70E: Standard for Electrical Safety in the Workplace, National Fire Protection Association,

Edition 2018.

[18] IEEE 1584-2002: Guide for Performing Arc-Flash Hazard Calculations.

[19] ISSA, Guideline for the selection of personal protective equipment when exposed to the thermal effects

of an electric fault arc (2nd Edition 2011). Koln: International Section of the ISSA for Electricity, Gas

and Water, 2011.

[20] DGUV Information 203-077: Thermische Gefährdung durch Störlichtbögen – Hilfe bei der Auswahl

der persönlichen Schutzausrüstung., Edition October 2012, Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung

e.V. (DGUV) BGI/GUV-I 5188: Thermal hazards from electric fault arc - Guide to the selection of

personal protective equipment).

[21] EasyPower User’s Manual, EasyPower LLC, version 9.7. Mohawk St, Tualatin, Oregon, 2016.

[22] Arc Flash - A Guide to standards and requierements for ptotective clothing.

http://www.arcflashprotection.co.uk/ assessed on 11th Dec 2016.

[23] L. Ralph, ”Pressure Developed by Arcs”, IEEE Transactions on Industry Applications IA-23. No. 4

july/August 1987, pp 760-764.

[24] C. Inshaw, R. A. Wilson, “Arc flash hazard analysis and mitigation”, 58th Annual Conference for

Protective Relay Engineers, 2005

[25] S. Swencki, J. Smith, D. Roybal, D. Burns, G. Wetzel, D. Mohla, Electrical Safety, Arc Flash Hazards,

and ‘The Standards’ A Comprehensive Overview. IEEE PCIC Conference Record, 2005, pp 343-357.

[26] A. M. Graham, M. Hodder, G. Gates, Current Methods for Conducting An Arc-Flash Hazard Analysis.

IEEE Transactions on Industry Applications, Volume: 44, Issue: 6: 2008.

[27] T. A. Short, Arc-Flash Analysis Approaches for Medium-Voltage Distribution. IEEE Transactions on

Industry Applications, Volume: 47, Issue: 4, 2011.

[28] J. C. Das, Arc flash hazard analysis and mitigation. IEEE Press, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken,

New Jersey, 2012.

[29] C. L. Brooks, Integrating Arc-Flash Analysis: A Look at Protective Device Coordination. IEEE Industry

Applications Magazine, Volume: 20, Issue: 3., 2014.

[30] H. Schau, The New ISSA Guideline for the Selection of Personal Protective Equipment When Exposed

to the Thermal Effects of an Electric Fault Arc. ICOLIM 2014, 11th International Conference on Live

Maintenance, Budapest, Hungary, 21.-23.5.2014.

Page 16: 9$529$1-((/(.75,ý$5-(935('(/(.75,ý1,02%/2.20 OBVEZNOST ... · 4. SLOVENSKA KONFERENCA 29='5ä(9$1-89 ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power

4. SLOVENSKA KONFERENCA O VZDRŽEVANJU V ELEKTROENERGETIKI 4th Slovenian Conference on Maintenance in Electric Power sector

Nova Gorica 2018

CIGRÉ SK 1-3

16

[31] M. Mehlem, Guide to the selection of personal protective equipment against the thermal hazards from

electric fault arc according to BGI/GUV-I 5188: Method and first experiences in use. ICOLIM 2014,

11th International Conference on Live Maintenance, Budapest, Hungary, 21.-23.5.2014.

[32] T. Kerschensteiner, PPE – Arc-fault-tested protective clothing with increased protective effect. ICOLIM

2014, 11th International Conference on Live Maintenance, Budapest, Hungary, 21.-23.5.2014.

[33] J. Nowikow, H. Nowikow, G. Matusiak, B. Dudek, Polish electricians individual 2nd grade equipment

to protect against the thermal hazards of electric arc according to PN-EN 61482. ICOLIM 2014, 11th

International Conference on Live Maintenance, Budapest, Hungary, 21.-23.5.2014.

[34] R. Mahayni, J. Bugshan, R. Pragale, Arc flash mitigation for 1500 substations: A corporate approach.

Proc. IEEE Petroleum Chemical Industry Conf., 2015, pp. 1–7.

[35] C. S. Pierre, S. Shrestha, A. Majd, D. Castor, C. Davis, R. Luo, M. Koch, Practical Solution Guide To

Arc Flash Hazards. Second edition, EasyPower, LLC, 2015.

[36] J. Lagree, Arc Flash Mitigation Techniques for Considerations for System Design. EasyPower LCC

webinar,www.easy/power.com, 2016.

[37] R. Catlett, M. Lang, S. Scala, Novel Approach to Arc Flash Mitigation for Low-Voltage Equipment.

IEEE Transaction on Industry Applicarion, Vol. 52, No. 6, Nov/Dec. 2016.

[38] K. Dütsch, Organisation of Live Working in Germany Rules, Risk Boundaries, Safety Principles,

Examples (LV). 5th International Conference on Live Working, Sokolnice, 18. –19. September 2018.

[39] S. Nikolovski, P. Marić, Lj. Majdandžić, Integration of Solar Power Plant in Distribution Network. International Journal of Electrical and Computer Engineering (IJECE), Vol. 5, No. 4, August 2015, pp.

656-668.

[40] S. Nikolovski, P. Marić G. Knežević, Computer modeling and simulation of overcurrent relay settings

of solar power plant. Journal of Basic and Applied Research, International Knowledge Press, Vol.: 11,

Issue.1, 2015.

[41] S. Nikolovski, D. Mlakić, E. Alibašić, Arc Flash Analysis and Techniques for Hazard Reduction Using

Smart Protective Devices. Journal of Industrial Electronic, Volume 1, Issue 1, page 1-12, 2017.

[42] S. Nikolovski, D. Mlakić. E. Alibašić, Thermal and Arc Flash Analysis in Distribution Networks. International Journal of Electrical and Computer Engineering Systems (IJECES), Volume 8, Issue 2,

2017.

[43] T. Jordan, H. Tänzer, Class 2 Arc Protection of Electricians Face Shields – BSD ErgoS. ICOLIM 2011,

10th International Conference on Live Maintenance, Zagreb, Croatia, 31.5.-02.6.2011.

[44] T. Jordan, R. Dolata, Electric Arc Protection – PPE, Selection of PPE, High Performance PPE beyond

Class 2. ICOLIM 2014, 11th International Conference on Live Maintenance, Budapest, Hungary, 21.-

23.5.2014.

[45] T. Jordan, M. Kauschke, Selection of PPE – Practical experience of different arc assessment methods

and their comparison. ICOLIM 2017, 12th International Conference on Live Maintenance, Strasbourg,

France, 26.-28.4.2017.

[46] M. Engebrethsen, Calculation of energy from an arc flash. REN Temadager AUS (Norwegian live work

conference), Thon Hotel Rosenkrantz, Bergen, 10.-11.04.2018.

[47] T. Jordan, Arc protection. REN Temadager AUS (Norwegian live work conference), Thon Hotel

Rosenkrantz, Bergen, 10.-11.04.2018.

[48] V. Lovrenčić, G. Opaškar, SIST EN 50110-1:2013 Obratovanje električnih postrojev - 1. del: Splošne zahteve. 36. Posvetovanje o močnostni elektrotehniki in sodobnih inštalacijah, Kotnikovi dnevi, Radenci, 26.-27.3.2015.

[49] V. Lovrenčić, M. Lušin, Varovanje električarjev pred oblokom v skladu s priporočili SIST EN 50110-

1:2013 Obratovanje električnih postrojev. 12. konferenca slovenskih elektroenergetikov (CIGRE-

CIRED), 25.-27.5.2015, Portorož. [50] V. Lovrenčić, T. Jordan, S. Nikolovski, A. Lovrenčič, Izbor osobne zaštitne opreme i izračun energije

električnog luka prilikom kratkih spojeva u distribucijskim električnim postrojenjima. 6. (12.) savjetovanje hrvatskog ogranka međunarodne elektrodistribucijske konferencije (HO CIRED), Opatija, Hrvaška, 13.-16.05.2018.

[51] V. Lovrenčić, S. Nikolovski, T. Jordan, M. Engebrethsen, A. Lovrenčič, Computer Aided Arc Flash

Risk Assessment According to IEEE and DGUV Standards. International Conference on Smart Systems

and Technologies 2018 (SST 2018), Osijek, Hrvaška, 10.-12. 10. 2018.

[52] H. Schau, A. Halinka, W. Winkler, Elektrische Schutzeinrichtungen in Industrienetzen und –anlagen,

Hüthig, 2008.