Ja. MRCD410R-2 er en MRCD® (type A) fejlstrømsafbryder iht. IEC/EN 60947-2, anneks M. Den måler reststrøm og udløser en ekstern afbryder via underspændingsudløser (UVR); selve afbrydelsen sker i den tilsluttede maksimalafbryder/minikredsafbryder.
Beskyttelsesudstyret er egnet- og beregnet til fejlbeskyttelse i TN-System og TT-system; indstilling kan foretages både ved brug af værktøj eller via NFC og/eller RS-485/Modbus RTU, hvorved indstillingsdata kan overføres og aktuel værdi af lækstrøm og/eller fejlstrøm kan udlæses/overvåges.
TN-System og TT-system iht. IEC/HD 60364-5-53 / DIN VDE 0100-530.
Via T/R-knappen (BCD-visning i LED) eller via Modbus RTU; NFC kan overføre forkonfiguration fra app.
Ja. MRCD410R-24 er en MRCD® (type A) fejlstrømsafbryder iht. IEC/EN 60947-2, anneks M. Den måler reststrøm og udløser en ekstern afbryder via underspændingsudløser (UVR); selve afbrydelsen sker i den tilsluttede maksimalafbryder/minikredsafbryder.
Beskyttelsesudstyret er egnet- og beregnet til fejlbeskyttelse i TN-System og TT-system; indstilling kan foretages både ved brug af værktøj eller via NFC og/eller RS-485/Modbus RTU, hvorved indstillingsdata kan overføres og aktuel værdi af lækstrøm og/eller fejlstrøm kan udlæses/overvåges.
TN-System og TT-system iht. IEC/HD 60364-5-53 / DIN VDE 0100-530.
Via T/R-knappen (BCD-visning i LED) eller via Modbus RTU; NFC kan overføre forkonfiguration fra app.
Ja. MRCDB425-D er en modulær fejlstrømsafbryder (MRCD®) type B iht. IEC/EN 60947-2 anneks M.
Beskyttelsesudstyret måler fejlstrøm/reststrøm og udløser ekstern afbryder via UVR; afbrydelsen udføres af tilsluttet maksimalafbryder/minikredsafbryder.
Bussen termineres i begge ender med 120 Ω. Den indbyggede terminering i MRCDB425-D kan aktiveres via DIP-omskifter. Anbefaling: brug tvistet, skærmet kabel; før skærmen til PE i én ende.
Ja. NFC-parameterisering via Bender Connect kan udføres uden forsyning. Ved forsyning er NFC aktiv i op til ca. 5 min efter aktivering med T/R-tasten.
Ja. MRCDB425-L er en MRCD® (type B) fejlstrømsafbryder iht. IEC/EN 60947-2 anneks M. Udstyret måler reststrøm og udløser en ekstern afbryder via underspændingsudløser (UVR); selve afbrydelsen sker i den tilsluttede maksimalafbryder/minikredsafbryder. Beskyttelsesudstyret er egnet- og beregnet til fejlbeskyttelse i TN-System og TT-system; indstilling kan foretages både ved brug af værktøj eller via NFC og/eller RS-485/Modbus RTU, hvorved indstillingsdata kan overføres og aktuel værdi af lækstrøm og/eller fejlstrøm kan udlæses/overvåges og forenkler parametrering og integration.
TN-System (TN-S system, TN-C-S system) og TT-system som beskrevet i standardsamling til installationsbekendtgørelsen DS/HD 60364-5-53.
I TN-systemer er et punkt direkte forbundet til jord ved strømkilden. Alle udsatte ledende dele og fremmede ledende dele i installationen er via beskyttelsesledere, forbundet til dette punkt.
Der findes tre typer af TN-systemer: TN-C, TN-C-S og TN-S. De adskiller sig fra hinanden – som nedenfor vist – alt afhængigt af hvordan fremføring af nulleder og beskyttelsesleder udføres.
Af standarden DS/HD 60364-4-41 fremgår det, at i TN-systemer kan følgende beskyttelsesudstyr anvendes til fejlbeskyttelse (beskyttelse mod indirekte berøring):
Når en RCD anvendes til fejlbeskyttelse, skal strømkredsen også være beskyttet ved hjælp af overstrømsbeskyttelsesudstyr iht. IEC 60364-4-43.
I et TT system er kun et enkelt punkt direkte forbundet til jord. Alle udsatte dele og fremmede ledende dele i installationen er forbundet til jord via en lokal beskyttende elektrode (jordelektroder), som er elektrisk uafhængig af forsyningssystemets driftsmæssige jordelektrode.
Tilladt beskyttelsesudstyr:
I IT-systemer er alle spændingsførende dele isoleret fra jord, eller ét punkt er forbundet til jord over en tilstrækkelig stor impedans. I tilfælde af en enkelt fejl – isolationsfejl – til en udsat del eller til jord, vil fejlstrømmen (Id) være så lille, at automatisk afbrydelse ikke er nødvendig.
En foran siddende sikring vil af samme grund heller ikke bevirke automatisk afbrydelse af forsyningen, i tilfælde af en første fejl. Således vil spændingsforsyning kunne opretholdes, selv i tilfælde af en enpolet kortslutning til jord.
I elektriske installationer skal udsatte dele enten
Følgende overvågningsudstyr og beskyttelsesudstyr kan anvendes i IT-systemer
Karakteristika i tilfælde af en første fejl i et IT-system:
I et TN-C-system er beskyttelsesleder (PE) og nulleder (N) kombineret i én enkelt leder (PEN-leder), som er fremført gennem hele systemet.
TN-C-System
Det bemærkes at i § 28 i Bekendtgørelse om sikkerhed for udførelse og drift af elektriske installationer (BEK nr 1082 af 12/07/2016) fremgår det, at:
”I bygninger er det ikke tilladt at have TN-C-system efter første tavle eller fordelingspunkt. Efter første tavle eller fordelingspunkt skal der altid anvendes adskilte beskyttelsesledere og nulledere”.
I et TN-C-S-system er beskyttelsesleder (PE) og nulleder (N) kombineret i én enkelt leder (PEN-leder) i en del af installationen – normalt kun frem til første tavle eller fordelingspunkt i installationen. Efter første tavle eller fordelingspunkt, anvendes adskilt beskyttelsesledere (PE-ledere) og nulledere (N-ledere).
TN-C-S-SystemI et TN-S-system er beskyttelseslederen (PE) og nullederen (N) fremført separat gennem hele systemet.
I praksis er IT-systemet ofte kendt som et ’svævende net’ eller som et ’isoleret net’.
Ordet ’Isoleret’ refererer i denne sammenhæng kun til selve forbindelsen mellem de spændingsførende ledere, og jordingsanlægget.
I overensstemmelse med DS/HD 60364-4-41 punkt 411.3.1.1 “Beskyttelsesjording“, skal udsatte ledende dele være forbundet til en beskyttelsesleder efter de særlige betingelser for hver type systemjording som angivet i 411.
Samtidig tilgængelige udsatte ledende dele skal være forbundet til det samme jordingssystem enkeltvis, i grupper eller samlet.
Det betyder for IT-systemet i henhold til 411.6.2, at udsatte ledende dele skal jordes enkeltvis, i grupper eller samlet.
I standarden DS/HD 60364-1 beskrives blandt andet Egenskaber for en eller flere tilgængelige strømforsyninger i elektriske installationer. Her differentieres mellem:
Det fremgår også, at typen af systemjording nøje skal overvejes og udvælges. Dette fordi systemjordingen i meget væsentlig grad er bestemmende for forsyningssystemets driftsmæssige egenskaber. Dette både under normal drift, såvel som i tilfælde af fejl.
Systemjordingen er samtidig en medvirkende faktor i forbindelse med brugen af den elektriske installation, fx i forbindelse med:
Den modulære fejlstrømsafbryder MRCD® tilhører produktgruppen af RCD’ere. Det fremgår bl.a. af pkt. 530.3.18 i standarden DS/HD 60364-5-53 og standardens Tabel 536.1:
Kilde: DS/HD 60364-5-53:2015+A11:2017.
| Produkt | OCPD | SCPD | RCD | Standard | Overbelastningsbeskyttelse | Kortslutningsbeskyttelse | Reststrømsbeskyttelse | Kun afbrydelse |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Maksimal afbryder / Automatsikring | x | – | – | EN 60947-2 EN 60898-1 EN 60898-2 | x | x | – | – |
| RCCB Reststrømsmaksimalaafbrydere | – | – | x | EN 61008-2-1 EN 62423 | – | – | x | – |
| RCCO Reststrømsmaksimalaafbrydere | x | x | x | EN 61009-2-1 EN 62423 | x | x | x | – |
| CBR Maksimalaafbrydere | x | x | x | EN 60947-2: 2006, anneks B | x | x | x | – |
| MRCD Modulær RCD (fejlstrømsafbryder) | x | – | x | EN 60947-2: 2006, anneks M | x | x | x | – |
| ICB Maksimalaafbrydere | x | – | – | EN 60947-2: 2006, anneks O | – | x | – | – |
| Smeltesikring fuldt dækkende (fx gG, gM) | x | x | – | EN 60269-serie | x | x | – | – |
| Smeltesikring delvist dækkende (fx aM) | x | x | – | EN 60269-serie | – | x | – | – |
| CPS Afbryderudstyr til styring og beskyttelse | x | x | – | EN 60947-6-2 | x | x | – | – |
Som det fremgår ovenfor af definitionen på en RCD (Residual Current Device), er en RCD (fejlstrømsafbryder) et helt ’overordnet begreb’ der dækker over flere forskellige typer af fejlstrømsafbrydere fx:
Typer af fejlstrømsafbrydere
Betegnelsen RCD er – som det fremgår ovenfor – en overordnet begrebsforkortelse. Et begreb der er forkortet, kaldes i standardiseringsmæssig sammenhæng for ”generisk akronymer’’. Dette fordi første led ’generisk’ kommer af det latinske ’genus’ – som betyder ’slægt’ eller ’art’. Andet led ’akronymer’ betyder ’ord dannet af begyndelsesbogstaver i flere ord’. Således kan man sige, at når der er talte om generisk akronymer, er der derfor tale om artsbeslægtede ord, dannet af begyndelsesbogstaver i flere ord.
En fejlstrømsafbryder (RCD) er nøje defineret i §2 nr. 15 i Erhvervsministeriets udstedte Bekendtgørelse om sikkerhed for udførelse og drift af elektriske installationer (BEK nr 1082 af 12/07/2016) hvor det fremgår, at:
”RCD: Residual current device, mekanisk koblingsudstyr eller en sammenbygning af udstyr konstrueret til at slutte, bære og bryde strømme under normale driftsforhold og foranledige åbning af kontakterne, når reststrømmen når en given værdi under specificerede forhold.”
Herudover er termen for RCD’ere (fejlstrømsafbrydere) yderligere defineret i flere vigtige sikkerhedsstandarder, der indgår som reference i installationsbekendtgørelsen.
Eksempelvis kan der i denne forbindelse nævnes gældende udgave af standarden DS/HD 60364-5-53 ’Valg og installation af elektrisk materiel – Koblingsudstyr’.
Af standardens punkt 530.3.18 fremgår det, at en RCD (fejlstrømsafbryder) er defineret således:
”RCD (fejlstrømsafbryder): mekanisk afbryderanordning, der er dimensioneret til at slutte, føre eller bryde strømme under normale driftsbetingelser og at foranledige åbning af kontakterne, når reststrømmen opnår en given værdi under specificerede betingelser
Note 1 til term: En RCD (fejlstrømsafbryder) kan være en kombination af flere særskilte elementer, der er dimensioneret til at detektere og måle reststrømme og at slutte og bryde strøm.
Note 2 til term: En RCD (fejlstrømsafbryder) omfatter udstyr som fx RCCB, RCBO, CBR og MRCD. Tabel 536.2 indeholder oplysninger om de forskellige udstyrsenheder, som passer til den generiske hovedfunktion.
Det bemærkes i denne forbindelse, at i 2019 har Dansk Standard og Sikkerhedsstyrelsen i fællesskab begået en ny oversættelse af begrebet ’circuit-breaker’ – tidligere kaldet en ’maksimalafbryder’. En ’circuit-breaker’ er nu oversat til det nye begreb ’kredsbryder’ i stedet for ’maksimalafbryder / automatsikring’.
Dette fordi, en ’kredsbryder’ – ifølge myndigheden – er en oversættelse der er mere direkte af det engelske ’circuit-breaker’, og som samtidig gør op med, at vi har to danske ord for det samme engelske ord.
Det nye begreb ’kredsbryder’ introduceres til fordel for det velkendte begreb ’maksimalafbryder’, i forbindelse med udgivelsen af 4. udgave af DS-håndbog 183 ’Standardsamling til installationsbekendtgørelsen – DS/HD 60364-serien (2 bind)’.
Produktstandarden EN 60947-2 omhandler ’Koblingsudstyr til lavspænding – Maksimalafbrydere’(Effektbrydere).
I standardenindgår der flere normative annekser. Eksempelvis omfatter standarden EN60947-2 anneks M, der beskriver en modulær fejlstrømsafbryder – forkortet MRCD. Ligeså findes også et anneks B (EN60947-2 anneks B), der beskriver udstyr til reststrømsbeskyttelse – forkortet CBR.
Den årvågne læser af standarden EN 60947-2 vil øjeblikkelig bemærke, at det alene er i standardens anneks M der beskrives en (RCD) fejlstrømsafbryder type B. I standardens indledning til anneks M er følgende da således også formuleret:
”This annex contains also additional definitions and characteristics not contained in Annex B, e.g. “type B” (in the context of d.c. residual current), with consequent requirements and tests.”
En maksimalafbryder med reststrømsbeskyttelse (CBR) findes derfor iht. standarden kun i en type AC, og i en type A udgave. En CBR kan derfor ikke anvendes som et RCD type B iht. den europæisk harmoniserede standard EN 60947-2:2006 (der også har gyldighed så sent som i år 2019). Modsætningsvis et CBR, som jf. standarden ikke findes i type B udgave, kan en MRCD anvendes som et RCD type B.
I henhold til EN60947-2 anneks M, defineres en MRCD i pkt. M.2.2.1 således:
”Modulær fejlstrømsafbryder (MRCD)
Udstyr eller en sammenbygning af udstyr omfattende en målestrømstransformer og et procesudstyr konstrueret til måling og evaluering af reststrømmen og til at foranledige åbning af kontakterne på en maksimalafbryder/automatsikring (kredsbryder).”
Ovenstående kan eksempelvis illustreres på følgende måde:
Uforudsete afbrydelser i dele af anlægget, fører til produktionstab og beskadigelse af udstyr. Det bringer endvidere processikkerhed og kvaliteten af de varer der skal produceres i fare. Det er derfor vigtigt at anvende passende beskyttelsesudstyr, der kun afbryder strømforsyningen i tilfælde af en faktisk eksisterende fejlstrøm. Desuden bør begyndende fejlstrømme opdages på et tidligt tidspunkt. Kun den, der holder øje med sin elektriske installation, kan reagere i tide, inden beskyttelsesudstyret afbryder forsyningen til produktionen. De høje strømme og/eller høje spændinger, der opstår ved modstandssvejsning, medfører ofte, at konventionelle RCD’er/fejlstrømsafbrydere (f.eks. RCCB, RCBO, CBR) ikke kan anvendes i disse installationer.
De korte, pulserende og ekstremt høje belastningsstrømme med systemrelaterede højfrekvente lækstrømme fører til fejludløsning af normale RCD’ere, og dermed til unødvendige afbrydelser. Desuden kan et konventionelt RCD ikke tilpasses optimalt til disse industrielle installationer, idet de er egnet og beregnet til husholdningsbrug o. lign., altså boligeinstallation.
Hvad står der i standarden?
Brugen af en fejlstrømsafbryder (RCD) er ofte foreskrevet i standarder for forskellige beskyttelsesmål, f.eks. som fejlbeskyttelse – tidligere: beskyttelse mod indirekte berøring – eller som supplerende beskyttelse i jordede systemer. I installationer hvor der indgår udstyr til modstandssvejsning iht. standarden EN 62135-1 eller IEC 62135-1, kan en fejlstrømsafbryder (RCD) anvendes til beskyttelse mod elektrisk stød i tilfælde af fejl (indirekte berøring):
Findes der et alternativ til en almindelig RCD ?
Det korte svar er: Ja, det gør der. Vi anbefaler brugen af en modulær fejlstrømsafbryder (MRCD®) iht. EN 60947-2 anneks M og IEC 60947-2 anneks M. Afhængigt af din installation og dine individuelle behov, tilbyder vi i øjeblikket to MRCD® produkter:
MRCDB300-serien → Den integrerede løsning: Evalueringsmodul og målestrømstransformer er kombineret i én enhed. Modulet er udstyret med 2 udgangsrelæer, en kommunikationsgrænseflade (gateway) til parameterindstilling og overførsel af den aktuelle status og de aktuelt målte værdier.
MRCDB423 → Den kombinerede løsning: Evalueringsmodul og målestrømstransformer er adskilt fra hinanden. Evalueringsmodulet er udstyret med 2 udgangsrelæer, og et display som muliggør direkte parameterindstilling. Samtidig giver displayet mulighed for på stedet at direkte aflæse af den aktuelt målte værdi af lækstrømme.
Hvorfor er en modulær fejlstrømsafbryder det rigtige valg til min installation ?
Fordi du opnår fleksibilitet. Et MRCD® type B (modulær fejlstrømsafbryder) fra Bender kan tilpasses fuldt ud til din applikation. Ikke alene kan størrelsen af den eksterne målestrømtransformer vælges i henhold til ledertværsnit og belastningsstrøm, men også udløsestrøm, udløsetid, konfiguration af udgangsrelæer, frekvensrespons osv. kan tilpasses individuelt og specifikt til netop din installation.
Fejludkobling undgås. Grundet af de meget præcise målinger og det deraf følgende meget mindre toleranceområde for afbrydelse, forbliver dit modstandssvejseanlæg i drift, og derved tilgængeligt i længere tid. Konventionelle RCD’er (RCCB og RCBO) kan allerede udløse ved 50 % af mærkeudestrømmen. Det gør et MRCD® type B ikke.
Utilsigtet fejludkobling forårsaget af eksterne påvirkninger som f.eks. høje belastningsstrømme fra nærliggende kabler, reduceres væsentligt af den magnetiske skærm i målestrømtransformatoren. Indbygget magnetisk skærm i målestrømtransformatoren fås som ekstraudstyr. Et MRCD® type B har også en justerbar filterfunktion for frekvensområder, og giver mulighed for brug af eksisterende kredsafbrydere (maksimalafbryder/automatsikring).
Overblik over fordelene ved en modulær fejlstrømsafbryder:
Hvad nu? Hvordan finder jeg ud af, om et MRCD® passer ind i min installation?
Du er altid velkommen til at kontakte os – vi vil gerne rådgive dig. Vi er overbevist om, at du ved brug af et MRCD® får større fleksibilitet, reducerer unødvendige afbrydelser og bruger en fejlstrømsafbryder, der kan tilpasses optimalt til de særlige krav der stilles til dine svejseapplikationer.
Elektriske installationer skal fungere problemfrit og altid være funktionsdygtige. Beskyttelse mod elektrisk stød er altid vigtig. I tilfælde af fejl giver fejlstrømsafbrydere effektiv beskyttelse mod indirekte berøring, samt beskyttelse mod brand, ved automatisk at afbryde forsyningen inden for meget kort tid.
Er momentan afbrydelse altid fornuftigt?
Især i produktionsprocesser fører uønsket udkobling af anlægsdele normalt til produktionssvigt, med beskadigelse af anlægsdele og udstyr til følge. En uønsket udkobling bringer således ikke kun processikkerheden, men også kvaliteten af de producerede varer i fare. Som en yderligere følge heraf, påføres virksomheden ekstra omkostninger grundet en uforudset afbrydelse af forsyningen.
Af samme grund er det derfor vigtigt ikke kun at afbryde forsyningen med passende beskyttelsesudstyr, når der rent faktisk opstår en fejlstrøm, men også at detektere en begyndende fejlstrøm på et tidligt tidspunkt. Kun den, der har et overblik over og indsigt i sit elektriske anlæg, kan reagere i tide, inden beskyttelsesudstyret afbryder. Her er en kombination af fejlstrømsovervågning og fejlstrømsbeskyttelsesudstyr helt ideel, fx med en MRCD, kaldet: en Modulær fejlstrømsafbryder (Modular Residual Current protective Devices) til brug for fejlbeskyttelse.
Hvad er MRCD?
RCD (Residual Current Device) er den generelle betegnelse for alle typer af fejlstrømsafbrydere som anvendes i et TN-system og i TT-system. Ud over de velkendte RCCB’er (FI’er) og RCBO’er (kombiafbrydere), omfatter denne produktgruppe også MRCD’er. Alle de nævnte beskyttelsesudstyr er i stand til at detektere en fejlstrøm, og afbryde den overvågede kreds i tilfælde af en fejl (isolationsfejl). De er alle i stand til at yde fejlbeskyttelse, idet der foretages nødvendig afbrydelse af forsyningen iht standarden DS/HD 60364-4-41. Disse beskyttelsesudstyr er derfor obligatoriske til fejlbeskyttelse i elektriske installationer, og anbefales fx i DS/HD 60364-5-53.
Hvad er forskellen mellem MRCD og RCM?
Den grundlæggende forskel mellem MRCD® og RCM er, at reststrømsovervågningsudstyr (RCM) er beregnet til overvågningsformål, og MRCD er egnet og beregnet til beskyttelsesformål. På denne baggrund er MRCD’er kendetegnet ved, at de udløser en tilsluttet kredsbryder inden for en normativt fastsat tid, og derved afbryder den strømforsyningen i tide i tilfælde af en isolationsfejl. MRCD’er er derfor særligt pålidelige og meget hurtige til at udløse, set i forhold til RCM’er.
Under hensyntagen til den maksimale udløsetid (DS/HD60364-4-41), udgør MRCD® et beskyttelsesudstyr til beskyttelse mod elektrisk stød ved automatisk afbrydelse af forsyningen i henhold til EN 60947-2 anneks M, som beskrevet i DS/HD 60364-5-53 §531.3.4.2 Herved opfyldes bl.a. følgende beskyttelsesformål:
På samme vis som et RCM, overvåger et MRCD® permanent den elektriske installation for begyndende isolationsfejl, og giver en alarm såfremt der opstår en fejlstrøm. I modsætning til RCM’er, skifter det potentialfrie kontaksæt i MRCD’en, når den indstillede udløsestrøm overskrides. Dette medfører en sikker afbrydelse af den kredsbryder (maksimalafbryder/automatsikring), der tilsluttes MRCD’en, og afbrydelse af forsyningen finder således sted i TN-systemer inden for den tid, der kræves i henhold til standarderne DS/HD 60364-4-41 (§411.4.4), DS/HD 60364-5-53 og EN 60947-2 anneks M.
Udover den automatiske afbrydelse af forsyningen, giver den permanente overvågning og foralarm yderligere fordele, især for driften af det elektriske system, fx i form af:
Hvornår kan en MRCD anvendes?
En MRCD-løsning anvendes typisk applikationer inden for den industrielle sektor. Forudsætningen herfor er, at MRCD’en er tilgængelig for instruerede (BA4) eller sagkyndige (BA5) personer (DS/HD60364-5-53). Derfor er det også i overensstemmelse med DS/HD 60364-5-53, at en MRCD-løsning ikke bør anvendes til almindelige boliginstallationer.
Anvendelsen af et MRCD® er især tilrådelig, hvis driftsstrømmen ikke længere kan ledes via klemmerne på et almindeligt RCCB, eller hvis der kan forekomme høje spændinger og/eller belastningsstrømme.
Modulær fejlstrømsafbryder til optimal beskyttelse
I kombination med en kredsbryder (automatsikring/maksimalafbryder) kan en modulær RCD anvendes til personbeskyttelse, beskyttelse mod brand eller til anlægsbeskyttelse. Et MRCD® anvendes i industrielle installationer, og kombinerer målestrømstransformer, evalueringselektronik og kredsbryder, således det ikke længere er nødvendigt med en ekstra evalueringsanordning.
Ved hjælp af de integrerede relæer i MRCD’en styres koblingsudstyret, og der kan afgives et forvarsel. Desuden biddrager Modbus-grænsefladen til permanent overvågning af systemets lækstrøm og fejlstrømme i et overordnet overvågningssystem, til brug for nødvendig analyse af disse strømme.
Eksempel på sammenbygning af et MRCD-modul
Eksempel på anvendelse
En AC/DC modulær fejlstrømsafbryder type B (MRCDB303), med integreret målestrømstransformer kombineret med en kredsbryder. Justerbar udløsestrøm i området 30mA … 3 A, der fleksibelt kan tilpasses de systemrelaterede lækstrømme i den elektriske installation.
Baseret på den teknologisk nye måletransformer, er et MRCD optimalt egnet til specielle applikationer med høje og hurtigt skiftende indkoblingsstrømme, og impulsstrømme. Herved undgås fejludkobling i elinstallationen.
Med et frekvensområde fra DC… 100kHz sikre et MRCD® type B, at de oplistede krav til brandbeskyttelse i områder med risiko for brand som følge af arten af bearbejdede eller oplagrede materialer opfyldes, som beskrevet i standarden DS/HD 60364-4-42 (§422.3.9).
Sådanne steder hvor der skal træffes forholdsregler, hvor der er særlig risiko for brand, skal der også udføres beskyttelse mod brand forårsaget af elektrisk materiel. Disse områder dækker eksempelvis savværker, og andre virksomheder inden for træindustrien.
Ved brug af et type B MRCD® i den faste elektriske installation, er der således mulighed for at tilvejebringe kravene til personbeskyttelse og/eller brandbeskyttelse, uden øjeblikkelig afbrydelse i produktionen, som derved ikke længere er et tema.
Eksempel på anvendelse
Overblik over fordelene
Følgende beskyttelsesmål kan opfyldes fuldt ud:
I dag er tekniske installationer i alle brancher karakteriseret ved stadig stigende kompleksitet og automatisering. Dette lige fra højt udviklede produktionslinjer til robotteknologi, mængden af udstyr der kræver en pålidelig strømforsyning for at fungere pålideligt og gnidningsløst, er stadig støt stigende.
Udgangspunktet for en driftssikker og pålidelig installation, og dermed et elektrisk anlæg, tages allerede ved valget af det rigtige forsyningssystem, herunder valget af systemjording.
Sammen med personbeskyttelse og beskyttelse mod brand, er driftssikkerhed den vigtigste faktor, når der skal vælges en passende systemjording til installations forsyningssystem.
I planlægningsfasen af en elektrisk installation – eller et elektrisk anlæg – er der derfor tre mulige systemjordinger som er tilgængelige, således et: TN-system, TT-system og IT-system.
Som forsyningskilde til et IT system (isoleret net), kan der anvendes enten en skilletransformator eller en anden uafhængig strømkilde, såsom et batteri eller en synkrongenerator.
Da ingen af de spændingsførende ledere – typisk faselederne – er forbundet til jord i forsynings-kilden, vil der i tilfælde af jordfejl ikke løbe en stor fejlstrøm i fejlstedet.
Som følge af fx isolationsfejl eller kortslutning til udsatte dele, fremmede ledende dele eller jord, vil den resulterende jordfejlstrøm være lav, idet strømstyrken afhænger af størrelsen på isolationsmodstanden i fejlstedet, og kapaciteten mod jord.
Som krævet i standarderne, er isolationsovervågningssudstyr obligatorisk i et IT-system.
For eksempel: Hvis en person, qua intern isolationsfejl i en brugsgenstand, berører en ledende del i et 230VAC IT-system, med en lav kapacitet mod jord, vil denne person ikke blive udsat for et elektrisk stød.
Under disse betingelser vil kun en forsvindende lille, og ikke er mærkbar strøm gennemløbe personen.
Berøringsspændingen er primært bestemt af spændingsfaldet over beskyttelseslederen (PE) og fejlstrømmen i denne, som er forbundet til den ledende del på brugsgenstanden.
Da fejlstrømmen er meget lille – bestemt af isolationsmodstanden og nettets kapacitet – og med en tilsvarende lille modstand i beskyttelseslederen (PE), kan der ikke forekomme en høj berøringsspænding.
I et TN-system er stjernepunktet i en forsyningstransformer forbundet til jord over en lav impedans, og alle udsatte ledende dele i den elektriske installation er via beskyttelsesledere (PE), forbundet til forsyningssystemets driftsmæssige jord. I et TT-system, er stjernepunktet også forbundet til jord over en lav impedans, alt imens de udsatte ledende dele i den elektriske installation, via beskyttelsesledere (PE), er jordforbundet uafhængigt af systemets driftsmæssige jordforbindelse. I et IT-system forholder det sig lidt anderledes.
I IT-system er alle spændingsførende ledere, modsætningsvis TN- og TT-systemer, isoleret fra jord, eller forbundet til jord over en tilstrækkelig stor impedans. En eventuel stor impedans kan alene anvendes af måletekniske grunde – forudsat, at den elektriske sikkerhed ikke bringes i fare. Jordingen af de udsatte ledende dele i den elektriske installation, udføres enten individuelt/enkeltvis eller kollektivt (som i et TT- eller TN-system).
Hver enkelt type af systemjording: IT-system, TN-system og TT-system er sikkerhedsteknisk fuldstændig sidestillet, de har hver sine styrker og svagheder, hvorfor valget af systemjording bør afhænge af applikationen.
Praktiske erfaringen over tid har dog vist, at i mange tilfælde er en kombination af de tre systemjordinger, den mest optimale løsning.
IT-systemet har samlet set de bedste egenskaber, men er primært egnet for installationer op til en vis størrelse, og kompleksitet.
Behovet for en sikker kontinuerlig strømforsyning er konstant stigende – på hospitaler, skibe, i fremstillingsindustrien, procesanlæg, datacentre, kontrolrum, lufthavne, jernbanesystemer, transportsystemer, varmeanlæg, køleanlæg og så viderer.
I tunneler og mineindustrien skal belysning og ventilations-anlæg altid virke og fungere fejlfrit, dvs. upåklageligt og derfor uden afbrydelse; tilsvarende gør sig gældende for undersøiske applikationer, for ekspemel for ubådsbesætninger og naturligvis også for astronauter ude i rummet.
Alle disse mennesker er endog yderst afhængige af en meget sikker og pålidelig strømforsyning.
IT-systemer med isolationsovervågning repræsenterer i disse tilfælde, den helt ideelle tekniske løsning. Af denne grund anvendes IT-systemer – historisk set – altid i kritiske applikationer, så som i styre og kontrolkredse, til medicinske områder eller mobile generatoranlæg.
Nu om dage finder IT-systemer også anvendelse i moderne applikationer, såsom elektriske køretøjer, solcellesystemer og komplekse industrianlæg med variabelt regulerede drev.
I kombination med innovativ teknologi i form af moderne isolationsovervågning, bidrager IT-systemet til at beskytte personer og installationer mod de fare der kan opstå ved elektrisk strøm, og bidrager positivt ved at eliminere risikoen for kritiske system- og driftstilstande, eller ved at detektere og signalere en ændring i driftstilstanden på et tidligt tidspunkt.
Udover den øgede sikkerhed, medvirker systemet automatisk til en signifikant forbedret mulighed for vedligeholdelse, tillige med minimering af uforudsete driftsstop og dermed forbundne omkostninger til nedetid.
Desuden sætter det drifts- og vedligeholdelsespersonalet i stand til fagligt, at kunne vurdere systemets anlægsdata (fx i henhold til deres behov), og derved aktivt bruge data og informationer til løbende at forbedre, og vedligeholde tilstanden på installationen.
Grundet de forskellige økonomiske og massive tekniske fordele der er ved et IT-system med isolationsovervågning, medføre denne systemjording næsten altid en rentable løsning i komplekse installationer.
Vi har svaret til hvorfor har IT systemet indtil nu været sjældent brugt. Til dato er det isolerede net (IT-systemet) hovedsagelig blevet anvendt i sikkerhedstekniske applikationer, såsom operationsstuer, intensivafdelinger eller jernbanernes signalteknologi, det vil sige i installationer hvor en fejl eller en afbrydelse af strømforsyningen, kan have katastrofale konsekvenser. Udover disse særlige områder, er IT-systemjording ikke meget udbredt i almindelig praksis.
Dette til trods for, at IT-systemet byder på mange fordele som ikke kun er relateret til personsikkerhed, men også med hensyn til en væsentlig forøget driftssikkerhed, set i forhold til alternativerne
Følgende tre gamle myter om ulemper ved IT-systemet er, underligt nok, stadig udbredt den dag i dag:
| Type af forsyningssystem | Fordele | Ulemper |
|---|---|---|
| SELV eller PELV (Ekstra lav spænding / Sikkerhedsspænding) | • Beskyttelsesforanstaltning til alle situationer. • Grundbeskyttelse anses for at være tilvejebragt. | • Begrænset effekoptag i tilsluttet udstyr. • Specifikke krav til strømkreds. |
| Beskyttende adskillelse | • Størst mulig sikkerhed. • Kan kombineres med andre beskyttelsesmetoder. | • Dobbeltisolation af brugsgenstande. • Kun rentabelt for små forbrugere. • Isolationsmateriale kan udgøre en brandfare ved termisk belastning. |
| IT-System | • EMC venlig. • Forhøjet driftssikkerhed: Ved en 1. fejl fremkommer en alarm, ved en 2. fejl sker der automatisk afbrydelse. • Lille fejlstrøm ved jordfejl. • Påvirkning af naboinstallation er reduceret, hvorfor der kan udføres et simplere jordingsanlæg. • Enklere kabel og ledningsinstallation. • Hurtig og simpel isolationsfejlfindning ved brug af det rette udstyr. | • Overstrømsdetektering i nullederen er nødvendig. • Krævende beregning for automatisk afbrydelse af forsyningen i tilfælde af fejl nr. 2 (som ved TN system). |
| TT-System | • EMC venlig. • Beskyttelse er uafhængig af nettets kortslutningseffekt. • Enklere kabel og ledningsinstallation. • Berøringsspænding kan variere, alt afhængigt af område. Kan kombineres med et TN-system. | • Kun praktisk anvendelig i mindre og ikke komplicerede installationer, grundet mandatorisk krav om RCD. • Krav om regelmæssig funktionsafprøvning. • Driftsmæssig jording (≤ 2Ω) er komplekst. • Potentialudligning er obligatorisk i enhver bygning. |
| TN-C-System | • Enkel installation. • Lave installations-omkostninger. | • Ikke EMC venlig. • Uhensigtsmæssig idet der opbygges vagabonderende strømme og lavfrekvente magnetfelter (elektromagnetisk interferens) som gør, at systemet er uegnet til brug i bygninger der indeholder informationsteknologisk udstyr. • Risiko for elektrisk stød i tilfælde af brud på PEN-leder. • Øget risiko for elektrisk brand. |
| TN-C-S-System | • Lave installations-omkostninger, for anvendelse i bygninger der ikke indeholder informationsteknologi. | • Ikke EMC venlig. • Uhensigtsmæssig idet dele af driftsstrømmen kan løbe ad utilsigtede veje. • Risiko for elektromagnetisk interferens. |
| TN-S-System | • EMC venlig. | • Øget projekteringsindsats i forbindelse med beskyttelse såfremt flere strømkilder forsyner installationen. |
Evaluering af sammenligninger
| Kriterie | TT-System | TN-C-System | TN-S-System | IT-System |
|---|---|---|---|---|
| Personbeskyttelse | *** | *** | *** | *** |
| Beskyttelse mod brand | *** | * | ** | *** |
| Anlægsbeskyttelse | *** | * | * | *** |
| Tilgængelighed | ** | ** | ** | **** |
| Elektromagnetisk kompatibilitet | ** | * | ** | *** |
| Vedligeholdelse | ** | **** | **** | *** |
| Installation | * | ** | ** | *** |
| Resultat sum af * | 16 | 14 | 16 | 22 |
Tegn og symboler
| Symbol | Vurdering |
|---|---|
| * | Svag |
| ** | Gennemsnitlig |
| *** | God |
| **** | Fremragende |
I et IT system er alle spændingsførende dele isoleret fra jord, eller ét punkt er forbundet til jord over en tilstrækkelig stor impedans.
I tilfælde af en enkelt fejl – isolationsfejl – til en udsat del eller til jord, vil fejlstrømmen (Id) være så lille, at automatisk afbrydelse ikke er nødvendig.
En foran siddende sikring vil af samme grund heller ikke bevirke automatisk afbrydelse af forsyningen, i tilfælde af en første fejl.
Således vil spændingsforsyning kunne opretholdes, selv i tilfælde af en enpolet kortslutning til jord.
I elektriske installationer skal udsatte dele enten
Følgende overvågningsudstyr og beskyttelsesudstyr kan anvendes i IT-systemer
Karakteristika i tilfælde af isolationsfejl
I et TN-system er et punkt direkte forbundet til jord ved strømkilden. Alle udsatte ledende dele i installationen er, via beskyttelsesledere, forbundet til dette punkt.
Der findes tre forskellige typer af TN-systemer. De adskiller sig fra hinanden, afhængigt af hvordan fremføringen af nulleder og beskyttelsesleder fremføres, således:
I et TT-system er kun et enkelt punkt direkte forbundet til jord. Alle de udsatte ledende dele i installationen er forbundet til jord via lokale beskyttende elektroder (jordelektroder), som er elektrisk uafhængig af forsyningssystemets driftsmæssige jordelektrode.
Tilladt beskyttelsesudstyr:
TT-System
I elektriske installationer skelnes der mellem:
Typen af systemjording skal nøje overvejes og udvælges. Dette fordi jordingssystemet i meget væsentlig grad er bestemmende for forsyningssystemets driftsmæssige egenskaber, både under normal drift, såvel som i tilfælde af fejl.
Samtidig har systemjordingen også en medvirkende faktor i forbindelse med brugen af den elektriske installation, fx i forbindelse med:
IT-systemet adskiller sig hovedsagelig fra et TT- eller TN-system derved, at der ”mangler” en forbindelse mellem forsyningstransformerens nulpunkt (stjernepunkt) og jord.
Denne forbindelse er tilstede i jordede systemer, men altså ikke i et isoleret net som IT-systemet.
Hvad er så den store forskel, hvis selve udførelsen ikke adskiller sig mere end blot en forbindelse mindre? I et fejlfrit system er der ingen forskel.
Den signifikante forskel mellem et isoleret net og et jordet net opstår i tilfælde af en fejl. Hvis en person berører en udsat del i et IT system – fx tavlestel – som grundet en fejl er blevet spændingssat, sker der normalt ikke noget (!) Hvorfor det?
Fordi selvom der løber en fejlstrøm, er strømstyrken forsvindende lille, da fejlstrømmen afhænger af afledningskapaciteten i nettet, og fordi den udsatte del (i dette tilfælde tavlestel) er jordet.
Men hvordan forholder det sig så i et jordet TN-system?
Her er der tale om et i forvejen sluttet kredsløb, som i princippet står klar og blot afventer fejlens opståen.
Hvis en person berører en udsat del i et TN system – fx tavlestel – som grundet en fejl er blevet spændingssat, vil personen, såfremt der ikke er installeret overstrømsbeskyttelsesudstyr, straks blive gennemløbet af en stor fejlstrøm, grundet den lille impedans i forbindelserne til forsyningstransformatoren.
For at sikre at det krævede beskyttelsesudstyr fungerer korrekt og yder tilstrækkelig personbeskyttelse, bør det derfor efterses og afprøves regelmæssigt.
Spørgsmålet er så, om den regelmæssige test og afprøvning så overhovedet forekommer i praksis, og i givet fald med hvilke intervaller?
Et IT-system er særlig velegnet til forsyningssikkerhed, og derfor konstrueret til ikke at afbryde i tilfælde af en første fejl.
Derfor skal der træffes foranstaltninger for at undgå risiko for skadelige virkninger på en person, der er i berøring med samtidig tilgængelige udsatte ledende dele, i tilfælde af to samtidige fejl.
Af denne grund skal et IMD installeres i IT-systemer i overensstemmelse med 411 i del 4-41, som beskrevet i DS/HD 60364-5-53.
En IMD er beregnet til permanent at overvåge isolationsmodstanden i et IT-system og afgiver en alarm, når isolationsmodstanden RF ligger under responsværdien Ra.
Når IMD’en detektere en isolationsfejl til jord, skal isolationsfejlen lokaliseres og fjernes for at genskabe normale driftsbetingelser med den i praksis kortest mulige forsinkelse.
Til opfyldelse af dette krav, anbefales det at der anvendes systemer til isolationsfejlfinding (IFLS).
I elektriske lavspændingsinstallationer er IT-systemet (isoleret net) en ikke så ofte forekommen systemjording, set i forhold til TN eller TT-systemet (jordet net). Ikke desto mindre vil et IT-system ofte være et bedre alternativ, set i forhold til de to andre systemjordinger.Men hvorfor stiller man sig i praksis så tilfreds med et dårligere alternativ? Svaret er nok: Af gammel vane, af bekvemmelighed og af uvidenhed.I praksis er IT-systemet derfor ikke særlig velkendt. Temaet omkring IT-systemet bliver næsten ikke, eller kun periferisk, behandlet i læretiden når lærlinge er på teknisk skole, for at tilegne sig grundlæggende viden om bl.a. lavspændingsnet.Lidt dybere teoretisk viden omkring IT-systemet kommer derfor oftest først i forbindelse videreuddannelse på læreanstalter som fx på teknisk universitet, hvor man går dybere teoretisk omkring den kollektive elforsyning, og for den sags skyld transmission og distribution.Her støder man blandt andet på IT-systemet i forbindelse med temaer som nulpunktsjording, usymmetriske belastninger og fejl i trefasenet, samt i forbindelse med ledninger og ledningsnet, nulimpedans og leder med retur i jorden med mere.
Disse temaer er alle typisk henledt til mellemspænding og højspændingsteori. Derfor har det jordede system i elektriske installationer således etableret sig som en form for standard, og det fortsætter med at sprede sig.
Som ovenfor omtalt, er IT-systemet sjældent forekommen, men finder alligevel typisk anvendt hvor dets massive fordel ikke kan fraviges.
Det være sig hvor der stilles krav til særlig installationer eller områder. Det er således tilfældet i fx medicinske områder, dvs. på operationsstuer og på intensivafdelinger, eller ved banedrift inden for signalteknik, på skibe etc.
Men hvorfor det, og hvorfor netop i disse applikationer?
Svaret er: Fordi dette handler om menneskeliv. Men handler elektriske installationer ikke altid om beskyttelse af personer, husdyr og ejendom, og samtidig om forsyningssikkerhed og korrekt funktion af den elektriske installation i forhold til den tilsigtede anvendelse.
En anden afgørende fordel ved IT-systemet er, at enhver forringelse af isolationsniveauet kan detekteres (registreres) meget hurtigt, og på så tidligt et stadie, at udbedring ifm.a. forebyggende vedligeholdelse kan planlægges og gennemføres i god tid.
Et eksempel herpå fremgår af standarden DS/HD 60364-5-53, som er oversat til dansk i samarbejde med Sikkerhedsstyrelsen og indgår i bekendtgørelse om sikkerhed for udførelse og drift af elektriske installationer (installationsbekendtgørelsen).
Her anbefales en værdi på 100 Ω/V for hovedalarm (300 Ω/V for forvarsel) for systemets mærkespænding som et eksempel på typiske indstillingsværdier, for et IMD.
Tilsvarende indsigt er ikke umiddelbart muligt i et TN-system. Selv om kun den resistive komposant af fejlstrømmen kunne vælges betyder det, at man i TN-systemet tilsvarende skulle kunne få en erkendelse af installationens forringelse (foralarm) på et niveau svarende til 120 kΩ ved systemets mærkespænding på 400 V, og således med en opløsning på kun 3mA.
Viden omkring installationens tilstand, og i det hele taget information omkring elanlægget forringelse er en enorm driftsmæssig fordel ved IT-systemet, hvilket er alfa og omega for at drifte enhver elektrisk installation.
Dette skal ses i forhold til det jordede system (TT- og TN-system) hvor der ikke er de samme muligheder, og som i sidste ende ved et uheld afbryder, og lukker ned for essentielle dele af forsyningen grundet fejl på installationen, som følge af ælde af isolation, og som følge af manglende viden og indsigt.
Men en isolationsværdi på 120kΩ hhv. 40 kΩ svarer dette allerede til anbefalede hovedresponsværdi for IT-systemet. Isolationsniveauet kan måles i IT-systemet i megohmområdet.
Derover kan alarmer indstilles hvilket betyder, en driftsmæssig sikkerhedsmæssig faktor på mindst 1.000 set i forhold til det jordede system.
Isolationsforringelse i det ujordede system kan derfor måles og fejl kan afhjælpes meget tidligt, uden afbrydelse af forsyningen til kritiske belastninger.
I det isolerede net (IT-systemet) kræves ingen afbrydelse i tilfælde af en isolationsfejl – selv ved en fuld kortslutning til jord, dvs. jordfejl.
Dette er også grunden til, at et IT-system er egnet og beregnet til for eksempel intensiv stuer, og derfor også er krav (mandatorisk) til eksempelvis medicinske områder. I tilfælde af en isolationsfejl, fortsætter forsyningen kontinuerligt til livsnødvendige apparater og installationen afbrydes ikke.
Generelt set er IT-systemet ideelt til alle applikationer og installationer, hvor afbrydelser er uønskede, og hvor følgeskader grundet afbrydelse er dyre.
Det kan eksempelvis være i procesindustrien, i datacentre, i automatiseringsanlæg, i nødstrømsanlæg – ja i princippet overalt.
IT-systemet giver særlig mening i kontrol- og hjælpekredse af alle slags. En fejlstyring eller en fejl i et styringskredsløb – for eksempel i en transformatorstation, eller på et kraftværk – kan få alvorlige konsekvenser.
Baseret på de valide oplysninger fra isoleringsovervågningen, kan forebyggende vedligeholdelse og reparationsforanstaltninger planlægges i god tid, således utilsigtet afbrydelse og fejludkoblinger kan undgås.
Isolationsfejl i elektriske installationer er den hyppigst forekommende kilde til brand. Ved brug af et IT-system er risikoen for brand reduceret signifikant.
For det første kan isolationsfejl opdages og afhjælpes på så tidligt et tidspunkt, at der ikke opstår risiko eller fare.
For det andet forholder det sig således, at i tilfælde af jordfejl er der ikke en returvej med lav modstand som gør, at der vil ikke kunne løbe en strøm som er tilstrækkelig stor til at forårsage en brand.
Dette naturligvis forudsat, at afledningskapaciteten ikke er uendelig stor.
Befinder der sig batterisystemer, frekvensomformer, switch-mode-power-supplies eller andre strømkredse der indeholder halvledere i a.c.-installationer, er der mulighed for DC-fejlstrøm.
Almindelige fejlstrømsafbrydere til brug i AC-net som fx RCD type A der udkobler ved vekslende sinusformet a.c.-reststrøm og ved pulserende d.c.-reststrøm, pludseligt påført eller jævnt stigende, er uegnet til denne form for installationer.
Her kan der i et jordet TN- eller TT-system kun anvendes et RCD type B. Alternativt må det af anden vej sikres, at der ved en DC-fejlstrøm (DC-reststrøm) på over 0,006A (6mA), sker automatisk afbrydelse af forsyningen.
Et alternativ som giver mening er, at elanlægget udføres som et isoleret net med isolationsovervågning.
På denne er det også muligt at kunne måle systemets isolationsmodstand, hvis d.c.-komponenter forårsaget af elektronisk udstyr, fx ensrettere eller konvertere, er indehold i fejlstrømmen.
I et IT-system er det iht. gældende standarder foreskrevet som et mandatorisk krav, at der skal forefindes udstyr til isolationsovervågning (IMD).
Det fremgår også, at en IMD er beregnet til permanent at overvåge isolationsmodstanden i et IT-system og afgiver alarm, når isolationsmodstanden RF ligger under responsværdien Ra.
I modsætning hertil måles kun den øjeblikkelige isolationsmodstand under den først verifikation – som tidligere var kaldet: Indledende verifikation.
Værdien af isolationstilstanden kan derfor forringes dramatisk allerede umiddelbart efter udførelsen af den første verifikation, og derfor fremstå ubemærket i lang tid.
Note: Dette kan naturligvis være til fare for personer og ejendom, såfremt der er tale om et TN-system eller et TT-system.Det bemærkes, at overordnet set skelnes der mellem en første verifikation og en periodisk verifikation.
En første verifikation skal vise, at installationen er udført efter de gældende standarder. Mens den periodiske verifikation skal vise, om installationen fortsat er i god nok stand til at blive brugt.
I hele EU forholder det sig således, at der krav om både en første verifikation og periodisk verifikation. Det fremgår af den harmoniserede standard DS/HD 60364-6. Modsætningsvis er det kun i Danmark, at periodisk verifikation er frivillig.
Kontinuerlig overvågning af lægstrømme i TN- og TT-systemer, kan udføres ved brug af RCM-teknologi.
I et IT-system kan symmetriske isolationsfejl også detekteres ved hjælp af den aktiv målemetode i isolationsovervågningsudstyret.
En symmetrisk fejl er kendetegnet ved en isolationsforringelse af samme størrelsesorden på flere spændingsførende ledere.
Sådanne fejl er ikke sjældne. For eksempel en forringes isolationsniveauet i solcellesystemer (PV-anlæg) ofte umiddelbart forekommen på både plus og minus siden.
Standarden IEC 62109-1 der skildrer ”Omformere til brug i solcelleanlæg”, beskriver muligheden for at reducere overspændingskategorien fra CAT IV til CAT III ved isolation via skilletransformer, optokobler eller lignende galvanisk isolation. Dette fordi der ikke skabes så høje transienter i IT-systemet, som i det jordede TN-system.
Den praktiske konsekvens heraf er, at komponenter i de elektriske forbrugere i IT-systemet oplever mindre stress grundet spændingsspidser, og har dermed også en væsentlig længere levetid.
Idet et IMD er et isolationsovervågningsudstyr med en aktiv målemetode, kan der også anvendes til at overvåge afbrudte strømkredse i IT og TN systemer.
Dette er et særligt vigtigt aspekt i forbindelse med fx sporskiftevarme til baneanlæg, brandpumper på skibe, fjernvarme pumper og fjernvarmeventiler, redundante køleanlæg på kraftværker og lign. applikationer og løsninger.
På denne er måde det også muligt at detektere begyndende fejl, eksempelvis på banens sporskiftedrev allerede i sommerperioden, således vedligeholdelse kan iværksættes i god tid.
Alternativet er, at fejl først opdages når den enkelte sporskiftevarmer tilsluttes i vinterperioden, og kommer til udtryk i form af umiddelbar fejl på installationen – når det er mindst belejligt – og når funktionen er allermest nødvendig.
Hvordan man udfører en sikker håndtering af ikke-lineære belastninger, særligt frekvensomformere
Moderne installationer indeholder færre og færre lineære (ohmske) belastninger. Glødelampen er blevet erstattet af energisparpære eller LED’er, computere og fjernsyn er tilsluttet nettet via switch-mode strømforsyning, vaskemaskinen indeholder en frekvensomformer, og der bruges et stort antal frekvensomformere til motorerne i industrien.
Et moderne isolationsovervågningsudstyr til IT-systemer har ikke noget problem med disse forskellige forbrugere, og måler derfor korrekt isolationsværdi på hele den tilsluttede installation.
IT-systemet er særlig velegnet til brug med frekvensomformere fordi, selv i tilfælde af fuld kortslutning til jord i DC-kredse på store omformerdrev, eller som følge af jævnstrøm, vil mætning af jernet i forsyningstransformere og generatorer ikke blive påvirket, men isolationsfejlen vil blive registreret.
I IT-systemet vil en isolationsfejl derfor ikke ødelægge det induktive element i den forsynende generatorer, eller transformator. Derfor er IT-systemet ofte en af de sikre løsninger der vælges, når det drejer sig om at opnå en meget pålidelige drift.
Iso685 er designet og beregnet til at overvåge net med frekvensomformere, altså hvor tilstedeværelsen af dc-komponenter og frekvenser ud over mærkefrekvens optræder.
Det muliggør en logisk forbindelse mellem de forskellige systemparametre, og kan evt. igangsætte en kontrolleret automatisk nedlukning af drev, såfremt der er tale om en kritisk tilstand af udstyret.
En differentieret fejlfinding i inverter-drev er mulig. Med iso685 er det muligt at sondre mellem fejl i mellemkredsen (DC-kreds), og fejl på motorsiden uden yderligere udgifter, og uden yderligere udstyr.
En almindelig RCD’er (fejlstrømsafbryder) til rene DC-net som fx batterisystemer findes ikke for øjeblikket, iht. EN 61008-1 (RCCB) og 61009-1 (RCBO).
Her er man i jordede DC net udført som et TN-system alene henvist til brugen af et MRCD® type B, med DC hjælpespænding.
Alternativt, at udføre DC-nettet som et IT-system med isolationsovervågning (IMD).
Til dette formål kan et DC-system med fordel overvåges af et isometer type iso685 da det også er egent og beregnet til denne applikation. I dette tilfælde vil IMD’en i DC-nettet kunne vise, om isolationsfejlen befinder sig på plus eller minus.
Hvordan man udfører en sikker håndtering af ikke-lineære belastninger, særligt frekvensomformere
Moderne installationer indeholder færre og færre lineære (ohmske) belastninger. Glødelampen er blevet erstattet af energisparpære eller LED’er, computere og fjernsyn er tilsluttet nettet via switch-mode strømforsyning, vaskemaskinen indeholder en frekvensomformer, og der bruges et stort antal frekvensomformere til motorerne i industrien.
Et moderne isolationsovervågningsudstyr til IT-systemer har ikke noget problem med disse forskellige forbrugere, og måler derfor korrekt isolationsværdi på hele den tilsluttede installation.
IT-systemet er særlig velegnet til brug med frekvensomformere fordi, selv i tilfælde af fuld kortslutning til jord i DC-kredse på store omformerdrev, eller som følge af jævnstrøm, vil mætning af jernet i forsyningstransformere og generatorer ikke blive påvirket, men isolationsfejlen vil blive registreret.
I IT-systemet vil en isolationsfejl derfor ikke ødelægge det induktive element i den forsynende generatorer, eller transformator. Derfor er IT-systemet ofte en af de sikre løsninger der vælges, når det drejer sig om at opnå en meget pålidelige drift.
Iso685 er designet og beregnet til at overvåge net med frekvensomformere, altså hvor tilstedeværelsen af dc-komponenter og frekvenser ud over mærkefrekvens optræder.
Det muliggør en logisk forbindelse mellem de forskellige systemparametre, og kan evt. igangsætte en kontrolleret automatisk nedlukning af drev, såfremt der er tale om en kritisk tilstand af udstyret.
En differentieret fejlfinding i inverter-drev er mulig. Med iso685 er det muligt at sondre mellem fejl i mellemkredsen (DC-kreds), og fejl på motorsiden uden yderligere udgifter, og uden yderligere udstyr.
Vagabonderende strømme forårsager ofte problemer i jordede TN-systemer og TT-systemer.
Der er tale om strømme som ikke løber via L-, N- og PE-leder, men som søger andre veje til jord.
Vagabonderende strøm medfører korrosion og tæringer på rør, lynbeskyttelsessystemer, kuglelejer, fundamentsjord og andre ledende dele.
Vagabonderende strømme kan også forårsage ødelæggelse af skærmen på signalkabler og endda forårsage brand. En yderligere konsekvens af vagabonderende strøm er, at der kan forekomme kraftige magnetfeltforstyrrelser som så igen forårsager problemer i it– og kommunikationssystemer.
Da der ikke findes nogen returvej til forsyningstransformerens stjernepunkt i et isoleret net (IT-system), kan der heller ikke forekomme en spredning af vagabonderende strømme ved denne form for systemjording.
Når et IT-system anvendes til sikkerhed for fortsat drift, anbefales det at kombinere IMD’en med udstyr, der kan lokalisere fejlen under belastning. Ved brug af systemer til isolationsfejlfinding (IFLS), kan fejlen lokaliseres under belastning. Automatisk lokalisering af isolationsfejl kan også foretages ved brug af IFLS udstyr, selv der er tale om en afbrudt strømkreds. Til dette formål findes IFLS-systemer til isolationsfejlfinding i den faste installation, såvel som transportabelt udstyr, som også egnet og beregnet til lokalisering af isolationsfejl.
Med et IMD type ISOMETER® iso685 er det muligt at foretage kontinuerlig overvågning af systemets parametre med dato og tidsregistreringer over mange år.
I forbindelse med andre registrerede systemoplysninger tillader dette aspekt, at der kan foretages tilstandsbaseret fejlanalyse under drift, og gør det lettere at finde og rette fejl, der momentant opstår; det forbedrer således de tilgængelige oplysninger til beslutningstagning om fremtidige investeringer.
Evalueringen kan udføres på selve udstyret, eller via tilsluttet Ethernet.
En asymmetrisk forringelse af isolationen forekommer, når isolationsmodstanden f.eks. af en spændingsførende leder, falder væsentligt mere end den / de andre leder(e) i systemet. symmetrisk
En IMD (isolationsovervågningsudstyr) skal forbindes mellem spændingsførende ledere og jord (PE), og en målespænding Um overlejres på nettet der overvåges. I tilfælde af en isolationsfejl, sluttes målekredsen mellem systemet og jord via isolationsfejlen RF, hvilket genererer en målestrøm Im som er proportional med størrelsen på isolationsfejlen.
Målestrømmen generere et tilsvarende spændingsfald over den indre modstand Rm i isolationsovervågningen, som evalueres at elektronikken.
Såfremt spændingsfaldet over den indre modstand overstiger en forudbestemt værdi, hvilket svare til en specifik modstand, indikeres og alarmeres fejlen.
De detaljerede krav til isolationsovervågning findes i standarden IEC/EN 61557-8. Her fremgår det, at et IMD via sin målemetode skal være i stand til at registrere- og alarmere om asymmetriske isolationsfejl, såvel som symmetriske isolationsfejl.
IMD’er virker derfor ikke kun som en beskyttelsesforanstaltning til fejlbeskyttelse ifm.a. et beskyttelsesudstyr.
Det virker også som et varslingssystem til driftsoperatøren, elinstallatøren, maskinmesteren eller ingeniøren omkring en begyndende fejltilstand på installationen.
Et IMD bidrager således til en af de aktive løsninger der er for nødvendig for kvalificeret information, og bidrager således, til at en sagkyndig kan være på forkant med anlægssituationen, og derved være i stand til at iværksætte passende planlagte vedligeholdelsesforanstaltninger rettidigt.
En symmetrisk forringelse af isolationen forekommer, når isolationsmodstanden på alle spændingsførende ledere i systemet der overvåges, falder omtrent lige meget. asymmetrisk
En ofte anvendt målemetode er overlejring af en jævnspænding mellem nettet, og beskyttelsesleder (jord). Målemetoden er bl.a. kendt fra superpositionering med DC-spænding, og basere sig på ækvivalente modstande i knudepunkts- og maskeligning.
Der er tale om en noget ældre målemetode, som Bender oprindelig fik patent på tilbage 1939. Efter datidens normer var der tale om en meget avanceret målemetode som til fulde reflekterede det vi i dag kalder for ”State of the Art”, altså toppen af datidens tekniske formåen baseret på ren analogteknik.
Målemetoden er alene egnet til overvågning af rene AC og 3(N)AC-systemer, f.eks. motorer. Såfremt denne målemetode anvendes i vekselstrømssystemer hvor galvanisk tilsluttede jævnstrømskomponenter optræder (fx ensretterbroer, tyristorer mv), medfører disse belastningsafhængige jævnstrømme til fejlagtige måleresultater.
Netværkets afledningskapaciteter Ce, oplades af målespændingen og påvirker ikke målingen efter et kortvarigt indsvingningsforløb.
AMP står for: Automatisk Måle Puls. AMP-målemetoden er patenteret af Bender, og er baseret på en speciel pulserende overlejret målespænding mellem net og PE (beskyttelsesjord).
Målingen styres af en mikroprocessor, der sammen med et integreret softwarebaseret evalueringssystem muliggør, at målingen automatisk tilpasser sig til den i nettet forekommende kapacitans.
Dette betyder, at der er tale om en nøjagtig bestemmelse af ohm værdien for isolationsmodstand.
Det betyder således også, at interferens som fx opstår ved konverter / inverter drift, ingen negativ indflydelse på den nøjagtige bestemmelse af isolationsmodsværdien.
Med den relativt nye AMP Plus målemetode er støjdæmpningen fra nettet forbedret endnu mere, set i forhold til den oprindelige AMP-målemetode. Udstyr med AMP Plus målemetode kan bruges universelt i alle net, dvs. i både AC, DC og AC / DC systemer.
Typiske i forbindelse med løsninger der involverer spændingsændringer og/eller frekvensændringer, større og komplekse installationer der fx indeholdende stor kapacitans og/eller DC-komponenter.
Dette er ofte tilfældet i forbindelse med elektrisk sikkerhed på maskiner, data centre, skibe og havneterminaler og indenfor jernbaneteknik såvel som inden for vedvarende energi (fx PV-anlæg og vindkraft).
Derfor anvendes isolationsovervågningsudstyr med overlejret AMP Plus målespænding forefindes typisk i moderne fordelingstavler og distributionsnet, som normalt omfatter sådanne faktorer (inverter med EMC filtre).
Optimeret vedligeholdelse
– Automatisk lokalisering af isolationsfejl uden afbrydelse af forsyningen.
– Selektiv, hurtig og præcis lokalisering af fejlramt afgang/gruppe.
– Reducerede vedligeholdelsesomkostninger.
– Reel mulighed for tilstandsbaseret vedligeholdelse via information.
Væsentlig forhøjet driftssikkerhed
– Den elektriske installation forbliver i drift, selv i tilfælde af fejl.
– Øget produktivitet opnås, da jordfejl ikke medfører afbrydelse.
– Større indsigt i elanlægget aktuelle tilstand
Effektivt forbedret driftsøkonomi
– Tid og omkostninger til vedligeholdelse reduceres markant
– Svage punkter i kan installationen konstateres
Alle målekanaler i et fast installeret IFLS-system (EDS-system) scannes parallelt under lokalisering af isolationsfejl. Dette medfører, at den maksimale scanningstid for alle tilsluttede målekanaler er < 10 sek.
Såfremt en isolationsfejl er lokaliseret efter gennemført scanning af alle målekanaler, skifter en relækontakt, og den pågældende målekanal alarmeres.
Der findes tilsvarende EDS-system, hvor der er rangeret en relækontakt for hver enkelt målekanal.
Eksempelvis muliggør denne funktion, at der via den til målekanalen rangerede relækontakt, kan foretages automatisk afbrydelse af den afgang eller gruppe, hvorpå der er isolationsfejl.
Af standarden IEC/EN 61557-9 fremgår kravene til elektrisk sikkerhed i lavspændingsdistributionssystemer op til 1 000 V a.c. og 1 500 V d.c – Materiel til prøvning, måling eller overvågning af beskyttelsesforanstaltninger – Del 9: Materiel til lokalisering af isoleringsfejl i IT-systemer
IT-systemer er beskrevet i DS/HD 60364-4-41, blandt anden litteratur.
Yderligere information om udstyr til lokalisering af isoleringsfejl i IT-systemer findes i standarderne DS/HD 60364-4-41 og DS/HD 60364-5-53.
Betegnelsen IFLS kommer fra den engelske udgave af den harmoniserede standard EN 61557-9, og står for: ”Insulation Fault Location System”
For at opnå en pålidelig og driftssikker strømforsyningen, er det helt afgørende at opretholde et højt isolationsniveau. Dette er kun muligt ved hjælp af egnet isolationsovervågningsudstyr.
Udstyret i sig selv kan ikke forhindre isolationsfejl i at opstå, eller modvirke isolationen på kabler og ledningers naturlige ælde og forringelse.
Tidligere var isolationsfejlfinding ofte kompliceret og meget tidskrævende. Fejlfinding på installationer var derfor ofte forbundet med både weekendarbejde, og produktionsmæssige driftsstop, som var nødvendig for at opretholde eksempelvis den elektriske sikkerhed på maskiner og anlæg.
Denne form for vedligeholdelse af elektriske installationer bliver dog betydeligt forenklet, ved brug af moderne udstyr til automatisk hurtig og pålidelig lokalisering af isolationsfejl, som foregår alt imens installationen fortsat er under spænding, og dermed i drift.
En hovedkreds – eller hovedstrømkreds – er en strømkreds, der eksempelvis forsyner en fordelingstavle.
En hovedstrømkreds er også strømkredsen mellem installationens forsyningspunkt og første afgreningssted i installationen.
I standarden for elektriske installationer – valg og installation af elektrisk materiel – hjælpekredse – DS/HD 60364-5-557 er der defineret hvad der er en hjælpekreds, og hvad der er en hovedkreds.
Således fremgår det af punkt 557.2.2 i standarden 60364-5-557, at:
En hovedkreds er en strømkreds, som indeholder elektrisk materiel til at producere, omdanne, distribuere eller afbryde elektrisk energi eller strømforbrugende materiel.
Af punkt 557.2.1 i standarden 60364-5-557 fremgår det, at:
En hjælpekreds er en strømkreds til overførsel af signaler, der er beregnet til styring, detektering, overvågning eller måling af den funktionsmæssige status for en hovedkreds.
En hjælpekreds er således fællesbetegnelsen for de kredse der til daglig omtales som: Kontrolspænding, styrespænding, styrestrøm, hjælpespænding, manøvrespænding mv. – ja, kært barn har mange navne.
Hjælpekredse findes ofte i en fordelingstavle, transformerstation, sikringsanlæg, indenfor elektrisk sikkerhed og maskinbygning, styretavler på kraftværker og i lign. applikationer.
Når det drejer sig om udstyr til isolationsfejlfinding (IFLS), skelnes der også mellem applikationer for lokaliseringsudstyr til en hovedstrømkreds, og til hjælpekreds.
Den væsentlige forskel hvor de to applikationer adskiller sig væsentligt fra hinanden kommer særligt til udtryk, i den ofte markant reducerede teststrøm, som er nødvendig for anvendelsen i hjælpekredse.
Hvilket derfor også demonstreres i responsfølsomheden for lokaliseringsudstyret (EDS)
Bender´s EDS-systemer til lokalisering af isolationsfejl i hjælpekredse, opfylder kravene i standarden EN 61557-9.
Det at et Bender IFLS-system til hjælpestrømkredse opfylder produktstandarden betyder ikke, at kun en direkte kortslutning til PE, dvs. med 0 Ω i fejlstedet, kan lokaliseres. Det betyder samtidig også, at selve en begyndende isolationsfejl med høj resistans mod jord kan lokaliseres, endda på et tidligt stadie.
Som vist i eksemplet nedenfor, er det i dag muligt med et moderne EDS-system til hjælpekredse, at kunne lokalisere isolationsfejl under drift, i området ca. 100kΩ til jord i en DC 24V hjælpekreds, med en afledningskapacitet på 10µF.
Un: DC24V
Som det fremgår af nedenstående graf, er det tilsvarende muligt med EDS441 at lokalisere en høj ohmsk isolationsfejl på op til ca. 900 kΩ (0,9MΩ) ved en systemspænding på DC 220V, og en kapacitans på 10µF.
Eksempelvis er det også muligt af lokalisere en fejl allerede ved ca. 240KΩ med en netafledningskapacitet på 40µF, hvilket er en faktor 3,6 gange tidligere end det anbefalede forvarsel iht. DS/HD 60364-5-53 (300 ohm/V).
Un: DC220V
Udstyr til lokalisering af isolationsfejl (IFLS) er beskrevet i standarden EN 61557-9. Når et IT-system anvendes til sikkerhed for fortsat drift, anbefales det fx i DS/HD 60364-4-41 at kombinere IMD’en med udstyr, der kan lokalisere fejlen under belastning.
Udstyrets funktion er at indikere strømkredsen med fejl, når isolationsovervågningsudstyret har detekteret en isolationsfejl. Et system til isolationsfejlfinding af følgende komponenter:
1. Isolationsovervågningsudstyr (IMD)
2. Pulsstrømgenerator (PGH)
3. Udstyr til lokalisering af isolationsfejl (EDS)
4. To eller flere måletransformere
Både ISOMETER® type iso685 såvel som forgængeren IRDH575, facilitere funktionerne ovenfor beskrevet under pkt. 1 og 2.
Et system til isolationsfejlfinding (IFLS) aktiveres af IMD’en ISOMETER®.
Når IMD’en registrere en fejl, aktiveres pulsstrømgeneratoren automatisk. Amplituden af teststrømmen begrænses af pulsstrømgeneratoren, og dreves af systemspændingen via de spændingsførende ledere og isolationsfejlen RF som slutter målekredsløbet retur til pulsstrømgeneratoren, via beskyttelsesledere PE.
Den pulserende teststrøm gennemløber derfor alle tilsluttede måletransformere, som er tilsluttet udstyret til lokalisering af isolationsfejl (EDS). Derved kan en nøjagtig placeringen af en første fejl fra spændingsførende dele til udsatte ledende dele eller jord eller andet referencepunkt bestemmes.
Overvågning af afbrudte strømkredse er ligeledes et essentielt, og separat tema for isolationsovervågning. Her drejer det sig om belastninger som periodisk – eller bare midlertidigt – driftes, men som under normal drift er afbrudt.
Det kan eksempelvis være brandpumper, sprinkleranlæg (AVS-anlæg), automatisk brandventilation (ABV-anlæg) eller ventildrev som forsynes med en systemjording, udført som et TN-system, TT- eller et IT-system.
Under længerevarende nedlukningsperioder kan der imidlertid grundet luftfugtighed, eller grundet andre påvirkninger, opstå isolationsfejl på kabler, ledninger eller i selve belastningen som ikke opdages i tide, og som således gå upåagtet hen.
Hvis belastningen i disse situationer sættes under spænding, eller apparatet tændes, kan det føre til at beskyttelsesudstyret afbryder, eller i værste fald, kan det resultere i svigt og fejlfunktion, motorbrand el.lign. som gør, at installationen derfor ikke kan ikke driftes.
Yderligere eksempler på applikationer med overvågning af afbrudte strømkredse, er strømkredse, som midlertidigt eller altovervejende er afbrudt, er fx pumpemotorer i pumpestationer, drænpumper og brandpumper, motorer til brandspjæld, glideventiler, elevatormotorer eller nødgeneratorer, men også sikringsanlæg til sporskiftevarme og automatisk brandventilationsanlæg.
Dette er alle eksempler på applikationer der kan overvåges af IMD’er som er særligt beregnet- og beregnet til dette formål, og som er uafhængig af, om den anvendte systemjording er TN-system et TT-system eller et IT-system.
Det essentielle formål med overvågning af afbrudte strømkredse er at overvåge installationens forbrugere eller belastningen i de perioder hvor der fx er afbrudt eller nedlukket, og hvor installationen derfor ikke er i drift, og hvor der således ikke er spænding på strømkredsen.
I disse perioder – som kan være af kortere eller længere varighed – og hvor installationen ikke er i drift, kan andre udefrakommende påvirkninger så som fugt, støv og ælde mv. på en uhensigtsmæssig måde, påvirke den elektriske isolation i negativ retning, og derved frembring isolationsfejl, når installerede sikkerhedsmateriel i installationen bliver sat under spænding.
Formålet med overvågning af afbrudte strømkredse er derfor at afsløre og alarmere i tilfælde af at isolationsniveauet forringes, som følge af isolationsfejl med høj impedans.
Formålet er endvidere at afsløre fejl før indkobling og/eller idriftsættelse af en fejlbehæftet installation foretages, og som ellers kunne føre til fx en motorbrand, eller automatisk afbrydelse af forsyningen.
Dette kan eksempelvis gælde for strømkredse med sikkerhedsmateriel, der normalt gøres spændingsløst for at sikre, at sikkerhedsmateriellet kan fungere uafhængigt af forsyningen under en nødsituation.
Overvågning af afbrudte strømkredse er derfor også beskrevet i standarden DS/HD 60364-5-53, og fremgår af afsnit 538.3 hvor der står, at:
Isolationsovervågning af strømkredse, der er afbrudt, kan foretages i TN-, TT- og IT-systemer ved hjælp af IMD’er (isolationsovervågningsudstyr), forudsat at IMD’en automatisk deaktiveres, når sikkerhedsmateriellet aktiveres. En forudsætning for dette er, at de overvågede elektriske strømkredse er isoleret fra alle systemets poler.
Dette kan eksempelvis gælde for strømkredse med sikkerhedsmateriel, der normalt gøres spændingsløst for at sikre, at sikkerhedsmateriellet kan fungere uafhængigt af forsyningen under nødsituationen.
Reduktion af isolationsniveaet skal indikeres lokalt enten ved et visuelt eller hørbart signal med mulighed for fjernindikation.
Hvis materiellet afbrydes fra installationen under isolationsmåleprocessen uden belastning, er de isolationsniveauer, der måles, sædvanligvis meget høje. Tærsklen for alarm bør være over 300 kΩ (kilo ohm).
I kombination med innovativ teknologi til isoleringsovervågning og lokalisering af fejl, bidrager IT-systemet til at beskytte mennesker og installationer mod farerne ved elektrisk strøm, ved at eliminere kritiske system- og driftsforhold eller ved at registrere og signalere begyndende fejl på et tidligt stadie.
Udover den øgede sikkerhed giver det mulighed for forebyggende vedligehold, dette med at minimere omkostninger til vedligeholdelse og til nedetid. Derudover er operatøren i stand til at evaluere systemdata i henhold til fx standardens krav, og kan derfor bruge informationen aktivt, til at forbedre installationens tilstand.
Grundet de forskellige økonomiske og tekniske fordele, er en systemjording udført som et IT-system med moderne isoleringsovervågning (IMD), næsten altid rentabel i komplekse installationer.
Behovet for en kontinuerlig forsyning øges konstant. Dette såvel mht. driftssikkerhed og forsyningssikkerhed – det gælder både på hospitaler, på skibe, i produktionsanlæg, procesanlæg, datacentre, kontrolrum, lufthavne, jernbanesystemer, transportsystemer, varmesystemer, kølesystemer osv. I tunneler og underjordiske miner, skal belysning og ventilation forsynet fejlfrit og uafbrudt; ubådsbesætninger såvel som astronauter ude i rummet afhænger ligeledes af en pålidelig strømforsyning.
I mange tilfælde er en IT-systemjording med isoleringsovervågning (IMD) den optimale tekniske løsning.
Af samme grund anvendes et IT-system til særligt kritiske applikationer, såsom i: Hjælpekredse, medicinske områder eller mobile lavspændingsgeneratoranlæg.
Derfor benyttes fordelene i et IT-system også i stigende grad i moderne applikationer som fx i elektriske køretøjer, solcellesystemer (PV-anlæg) og i industrielle anlæg med frekvens regulerede drev.
Ved drift af en isolationsovervågningsudstyr skal det sikres, at IT-systemets samlede isolationsmodstand kontinuerligt måles. Denne samlede modstand beregnes ved at lægge den resistive lækstrøm sammen fra alle afgående kredse, tilsluttet i parallel til jorden. Responsværdien i IMD’en bør indstilles til ca. 100 Ω/V.
Hvis der anvendes isolationsovervågning i en eksisterende og kompleks installation, anbefales det at indstille alarmværdien til ca. 50 Ω/V.
Bemærk: Isolationsovervågningsudstyr kan også signalere et dyk i isolationsmodstanden uden en “reel” isolationsfejl er til stede. Det kan for eksempel skyldes fugt i installationen, hvis installationen har været ude af drift i et længere tidsrum. Når installationen efterfølgende idriftsættes igen, øges isolationsmodstanden automatisk over tid, grundet fugtfortrængning når driftstemperaturen på installationen nås.
Responsværdi i hovedstrømkredse
Standarden DS/HD 60364-5-53 anbefaler i en note til 538.1.3 en responsværdi på 100 Ω/V, og en værdi på 300 Ω/V for forvarsel. Det skal bemærkes, at en værdi på 100 ohm/V for systemets mærkespænding er et eksempel på isolationsovervågningens typiske indstillingsværdi i en ny installation. Hvis der samtidig skal tages højde for IMD’ens tilladte tolerance på ± 15% (iht. kravene i produktstandarden EN 61557-8), bør responsværdien således indstilles 15% ”mere følsomt”, dvs. højere impedans. Dette resulterer i følgende anbefalinger til indstillede alarmværdier:
| Nominal spænding | Forvarsel 300 Ω/V | Tolerance +15 % | Anbefalet alarmværdi |
|---|---|---|---|
| 24 V | 7,2 kΩ | 1,08 kΩ | 8 kΩ |
| 230 V | 69 kΩ | 10,35 kΩ | 80 kΩ |
| 400 V | 120 kΩ | 18,00 kΩ | 140 kΩ |
| 500 V | 150 kΩ | 22,50 kΩ | 175 kΩ |
| 690 V | 207 kΩ | 31,05 kΩ | 240 kΩ |
| Nominal spænding | Alarm 100 Ω/V | Tolerance +15 % | Anbefalet alarmværdi |
|---|---|---|---|
| 24 V | 2,4 kΩ | 0,36 kΩ | 2,8 kΩ |
| 230 V | 23 kΩ | 3,45 kΩ | 27 kΩ |
| 400 V | 40 kΩ | 6,00 kΩ | 46 kΩ |
| 500 V | 50 kΩ | 7,50 kΩ | 58 kΩ |
| 690 V | 69 kΩ | 10,3 kΩ | 80 kΩ |
Sandsynligheden for en fejl nr. 2 opstår i et IT-system, er forsvindende lille. Derfor giver IT-systemet markante fordele i form af signifikant øget driftssikkerhed og tilgængelighed, sammenlignet med driftssikkerheden i et TN-system eller TT-system.
Af Ingeniør, Ulrik Fournais
En væsentlig fordel ved et IT-system kan bekræftes ved brug af sandsynlighedsberegning.
Forudsætninger
Intensiteten/fejlhyppigheden P = [ λ ] = 1/120 j
og den nødvendige tid til lokalisering- og udbedring af fejlen er 1/2 dag
Reparationshastigheden [ µ ] = 0,5 j
En isolationsfejl i et TN-system
Er systemjordingen udført som et TN-system, er forholdende enkle at beregne.
En isolationsfejl med fx 0Ω i fejlstedet vil medføre en fejlstrøm i størrelse som en kortslutningsstrøm, hvorfor der sker en automatisk afbrydelse forsyningen for hver P = λ = 1/120 dage = 120 dage (4.måned ≈ 0,3 år).
Dette baseret på følgende tilstande og overgangssandsynligheder:
Tilstand 1 (Normal drift): Systemet er i normal drift.
Tilstand 2 (Enkeltfejl): Systemet har én isolationsfejl (1.fejl), bliver afbrudt, og er ude af drift.
En 1. isolationsfejl i et IT-system
Er systemjordingen udført som et IT-system, og lægges de samme forudsætninger til grund som ved en uopdaget isolationsfejl i et TN-system, er forholdende ved en 1.fejl (enkeltfejl) simpel at beregne til λ = men uden afbrydelse af forsyningen.
Det betyder, at installationen stadig er i drift også selvom der er en stående og uopdaget 1.isolationsfejl. Dette bl.a. fordi, fejlstrømmen i et IT-system vil være lille i tilfælde af en enkeltfejl til en udsat ledende del eller jord, og automatisk afbrydelse er derfor ikke nødvendig jf. DS/HD 60364-4-41 afsnit 411.6.1, forudsat at betingelserne om RA x Id ≤ 50 V er opfyldt.
En 2. isolationsfejl i et IT-system
Registreres- og elimineres den ovenfor omtalte 1.isolationsfejl (enkeltfejl) ikke, og der efterfølgende indtræder en 2.isolationsfejl (dobbeltfejl), men fra en anden fase, er situationen mere kompleks.
Ved brug af matematiske sandsynlighedsmodeller til pålidelighedsanalyse og fejltolerance, kan man analysere sig frem til pålideligheden i komplekse tekniske systemer og installationer.
Baseret på disse modeller kan både sandsynligheden og den gennemsnitlige tid i hver tilstand med de ovenfor anførte overgangssandsynligheder beregnes ved brug af overgangsmatriser, og derved beregne de stationære sandsynligheder for afbrydelse i et IT-system grundet en isolationsfejl nr.2 (dobbeltfejl)
Baseret på følgende tilstande og overgangssandsynligheder:
Tilstand 1 (Normal drift): Systemet er i normal drift.
Tilstand 2 (Enkeltfejl): Systemet har én isolationsfejl, og er stadig i drift.
Tilstand 3 (Dobbeltfejl): Systemet har en isolationsfejl nr.2 – bliver afbrudt, og er ude af drift.
er det muligt at beregne, den gennemsnitlige tid mellem to uopdagede isolationsfejl (isolationsfejl nr.2 / dobbeltfejl) der indtræder i et IT-system.
Ved brug af nedenstående matrix
bliver den færdige overgangsmatrix
hvorved de i dette eksempel, aktuelle sandsynligheder for at bevæge sig fra én tilstand, til en anden i systemet fremkommer.
Den gennemsnitlige sandsynlige tid mellem to isolationsfejl (isolationsfejl nr.2 / dobbeltfejl) indtræder i et IT-system er: P = λ = 14.460 dage (482. måned ≈ 1 gang hvert 40.år)!
Således fremgår det også, at der er en beregnet gennemsnitlig forbedret driftssikkerhed og tilgængelighed ved et IT-system, som giver en sandsynlig effekt på hele 122 gange større elektrisk forsyningssikkerhed, sammenlignet med et TN- eller TT-system. Derved er der vist en statistisk signifikant større driftssikkerhed ved brugen af et IT-system, frem for et traditionelt TN-system.
Dette vel og mærket under arbejdshypotesen om, at en første isolationsfejl / 1. fejl (enkeltfejl) ikke registreres og alarmeres af et IMD, og derfor heller ikke elimineres hurtigst muligt, hvorved en fejl nr.2 kan optræde i den elektriske installation.
Af samme grund fremgår følgende da også af afsnit 411.6.3.1 i Standardsamling til Installationsbekendtgørelsen DS/HD 60364-4-41, at: ”Det anbefales, at den førstefejl afhjælpes med kortest mulig forsinkelse”.