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ARCON® Störlichtbogenschutzsystem
Merkmale:
Mit den Lichtsensoren (ARC-SL), auf der Basis von Lichtwellenleitern, lassen sich Hauptsammelschienen und Verteilschienen sowie alle Schienenverbindungen und Anschlusssysteme über ihre gesamte Länge überwachen. Die vom Störlichtbogen emittierte Strahlung wird über die Mantelfläche in den Sensor eingekoppelt. Es wird lediglich ein Lichtsensor pro Hauptsammelschienensystem und Schaltanlagenfeld benötigt.
Wahlweise mit Stromwandler für Sekundärströme von 1 A oder 5 A erfolgt die Erfassung des Lichtbogenstromes, die vor jedem einspeisenden Leistungsschalter positioniert sind. Im Falle eines Störlichtbogens wird das vom Lichtbogen emittierte Licht und der Lichtbogenstrom von den Sensoren erfasst und in der Zentraleinheit (ARC-EM) ausgewertet. Die Zentraleinheit gibt den Auslösebefehl an das Löschgerät (ARC-AT). Das Löschgerät erzeugt einen dreipoligen metallischen Kurzschluss parallel zur Fehlerstelle. Durch den eingeleiteten Kurzschluss bricht die Spannung zusammen. Die für den Lichtbogen erforderliche Spannung wird unterschritten und der Störlichtbogen erlischt in weniger als 2 ms nach seiner Zündung – weit vor Erreichen seiner zerstörenden Maximalwerte.
Der vom Löschgerät erzeugte 3-phasige Kurzschluss wird vom einspeisenden Leistungsschalter abgeschaltet. Zusätzlich erhält dieser von der Zentraleinheit als Back-up einen Ausschaltbefehl auf den Arbeitsstromauslöser. Die Überwachung und Auswertung der Sensorsignale erfolgt durch Slave-Einheiten, die im Störlichtbogenfall die Signale über Busleitung zur Zentraleinheit (Master) weiterleiten. Die Zentraleinheit kann maximal zwei separate Sammelschienenabschnitte überwachen und entsprechend die den Sammelschienenabschnitten zugeordneten Löschgeräte getrennt voneinander ansteuern. Falls es erforderlich sein sollte, können mehrere Zentraleinheiten in einer Anlage eingesetzt werden. Sie werden über eine Kommunikationsleitung miteinander verbunden und tauschen im Störlichtbogenfall Überstrominformationen untereinander aus.
Das ARCON® Störlichtbogenschutzsystem wird immer dann angewendet, wenn erhöhte Anforderungen an den Personenschutz oder an eine unterbrechungsfreie Energieversorgung gestellt werden.
Ursachen und Grundlagen von Störlichtbögen:
Häufigste Ursachen eines Störlichtbogens sind:
- Menschliches Versagen beim Arbeiten an der Schaltanlage
- Überbrückung der Isolationsstrecken durch leitende Fremdkörper wie Werkzeuge, Kleinteile oder Tiere
- Verschmutzung oder Betauung
- Überspannungen
- Falsch dimensionierte Schaltgeräte
Die Auswirkungen von Störlichtbögen sind gravierend und reichen von Personenschäden über massive Schaltanlagenschäden bis hin zum wochenlangen Stillstand oder sogar zum Austausch der beschädigten Schaltanlage. Der Faktor 'hohe Verfügbarkeit' darf dabei nicht ausser Acht gelassen werden. Er ist im Wettbewerb ein nicht zu unterschätzender Vorteil.
Für den Menschen kritische Faktoren sind der bei einem Störlichtbogen entstehende Schall, der Wärmestrom sowie die optische Strahlung. Diese Gefährdung tritt bei Inspektions- und Wartungsarbeiten an geöffneten Schaltanlagen und bei Arbeiten unter Spannung auf. Normativ wird die Störlichtbogenfestigkeit von Schaltanlagen ausschliesslich im geschlossenen Zustand geprüft. Unsere Forschungsergebnisse zeigen, dass durch den Einsatz von ARCON® das Verletzungsrisiko für Personen entscheidend minimiert wird.