Kisfeszültségő kapcsolóberendezések és vezérlıberendezések
Szerelési szabvány Váltás az IEC 60439-X szabványról a 61439-X szabványra
Dr. Novothny Ferenc (PhD) Egyetemi docens Óbudai Egyetem, Kandó Villamosmérnöki Kar, Villamosenergetikai Intézet
Nemzetközi SZERELÉSI szabvány változása IEC 60439-1
IEC 61439-1&2
RÉGI IEC 60439-X Tipizált és részlegesen tipizált berendezések TTA és PTTA (Általános szabványként is használatos) 60439-1:2000 és 2000V Kisfeszültségő kapcsoló- és Szakképzetlen Felvonulási Síncsatornás Közcélú hálózat vezérlıszem. á. h. rendszerek helyszínek energiaelosztó berendezések Elosztótáblák berendezései berendezései 60439-2 60439-3 60439-4 60439-5
ÚJ IEC 61439-X Kisfeszültségő kapcsoló- és vezérlıberendezések
Általános szabályok 61439-1 (2009) Teljesítménykapcsoló Szakképzetlen - és teljesítményszem. á. h. vezérlıberendezések Elosztótáblák 61439-2 (2009) 61439-3
Felvonulási helyszínek berendezései 61439-4
Közcélú hálózat Síncsatornás energiaelosztó rendszerek 61439-6 berendezései 61439-5
● Az IEC 61439-2 nem önálló szabvány az IEC 61439-1-el együttesen alkalmazandó ● A szabvány struktúrája azonos az IEC 60947 Kisfeszültségő kapcsoló- és vezérlıkészülékek szabványéval ● Az IEC 61439-2 vizsgálatoknál az IEC 60439-1-el megegyezı vizsgálatokat nem szükséges megismételni ● Angol nyelven az MSZ EN 61439-1:2010 „Általános szabályok”; ● Angol nyelven az MSZ EN 61439-2:2010 „Teljesítménykapcsoló- és teljesítmény-vezérlıberendezések”; ● Angol nyelven az MSZ EN 61439-5:2010 „Közcélú hálózat energiaelosztó berendezései”;
Bevezetés az Európai Unióban
2010
2011
2012
2013
2009 -11
2014 2014-11
EN 60439-1
5 év
2009 -11
2014-11
Kapcsoló és vezérlıberendezések EN 60439-1 EN 61439-2 / 61439-1 (Ed1)
5 év
? Síncsatornás rendszerek EN 60439-2 / 60439-1 EN 61439-6 (Ed1) / EN 61439-1 (Ed1) 3 év ? Szakképzetlen személyek álltal hozzáférhetı berendezések EN 60439-3 / 60439-1 EN 61439-3 (Ed1) / EN 61439-1 (Ed1)
3 év
2015
2016
2017
IEC61439-1&2 Szabvány
Miért elırelépés az új szabvány ?
● Jelenleg, világszerte a szerelt KAPCSOLÓBERENDEZÉSEK
80%-a nem felel meg az érvényben lévı szabványnak ● Nem egyértelmőek a követelmények ● A Termékgyártó és a Berendezésgyártó feladata és felelıssége nem definiált egyértelmően
● A részlegesen típusvizsgált (PTTA) besorolást
tévesen használták, és sok esetben visszaéltek vele. /Partially Type Tested Assembly (PTTA)/ /Type Tested Assembly (TTA)/
IEC61439-1&2 Szabvány
Fı változások ●Eredeti tipizált kapcsolóberendezés-gyártó mint típustermék gyártó (továbbiakban termékgyártó) és a végszerelést végzı
kapcsolóberendezést mint végterméket gyártó (továbbiakban berendezésgyártó) megkülönböztetése ● PTTA/TTA koncepció kiváltása az Ellenırzött Berendezés fogalmának bevezetésével ● Pontosított & szigorított követelmények
IEC61439-1&2 Szabvány
Egyértelmő szabályok és felelısség ● Berendezésgyártó ● Felelısséget vállal a végsı összeszerelésért ● Elvégzi a darabvizsgálati ellenırzéseket
● Termékgyártó (Típus berendezésgyártó) ● Egyben a berendezés tervezıje ● Elvégzi a tervezési ellenırzéseket amelyeket független szervezetek tanúsítanak (ASEFA, ASTA, KEMA,…)
● Berendezés ● Mechanikai részekbıl és villamos készülékekbıl összeállított rendszer (funkcionális egységek, kapcsoló készülékek, szekrények,….) amelyeket a Termékgyártó tervei és elıírásai szerint kell szerelni
● Elıíró (Tervezıiroda, Végfelhasználó…) ● A feladat ellátásához szükséges berendezés meghatározója
Elıíró Tanúsító szerv
Termékgyártó (Típus berendezésgyártó)
Projekt Specifikáció
Berendezés rendszer
Berendezésgyártó
Ellenırzött berendezés
Végfelhasználó
IEC61439-1&2 Szabvány
TTA és PTTA koncepció megszőntetése Tipusvizsgált berendezés Ellenırzött berendezés Részlegesen tipusvizsgált berendezés
●TTA: ● 7 tervezési típusvizsgálat ● 3 darabvizsgálat minden megvalósult panelen
●PTTA ● Néhány (nem egyértelmően definiált) esetben a típusvizsgálatok egy része helyettesíthetı számítással ● 3 darabvizsgálat (azonosak)
● Tervezési ellenırzés ● Fıként típusvizsgálatok ● Illetve néhány szigorúan behatárolt és egyértelmő esetben ● származtatás egy tesztelt referencia berendezésből ● számítás biztonsági korlátokkal
● Darabvizsgálat ● Lényegében ugyanaz mint TTA esetben 3 helyett 10 ellenırzéssel
Egyértelmő és szigorított követelmények a felhasznált anyagokra vonatkozóan ●A berendezések hosszú távú minıségtartó képességét biztosító, a felhasznált mőanyagokra és fémekre vonatkozó kötelezı vizsgálatok: ● Korrózióállóság ● Megfelelı tulajdonságú szigetelı anyagok ● Termikus stabilitás ● Szigetelı anyagok hıállósága normál hımérsékleti viszonyok között ● Tőzállóság, ívállóság abnormális hıterhelés elviselése ● UV sugárzás ellenálló képesség ● Szállítás, emelés ● Mechanikai ellenálló képesség (IK) ● Jelölések tartóssága
Az áramterhelhetıségre vonatkozó egyértelmő és szigorított követelmények ●Minden vizsgálat a készülékekkel komplettre szerelt berendezésen végzendı (beleértve a zárlati méréseket is) ● Nem modellezhetı a hımérséklet emelkedés főtıellenállással ● Egyetlen készülék sem helyettesíthetı
●Minden vizsgálat elvégzendı ● Valamennyi áramkörön külön-külön a saját névleges áramával ● és az egyidejőséget is figyelembe véve a teljes berendezésen
●A számítással történı ellenırzés korlátozott ● maximum 1600A-ig, ● és az alkatelemeket 80%-ra le kell értékelni
IEC61439-1&2 Szabvány
Miért az IEC 61439 szabvány? A személyek- és tulajdon biztonsága, valamint a villamos energia rendelkezésre állása a BERENDEZÉSEK-tıl a következıket követeli meg: ● A teljes rendszer legyen a vonatkozó szabványoknak megfelelı ● Álljon ellen az igénybevételeknek (melegedés, zárlati erıhatások, EMC, stb…) ● Személyek védelmét biztosítsa a berendezés hibás mőködésekor vagy helytelen szerelés esetére ● Egyszerően legyen mőködtethetı, karbantartható, bıvíthetı
Tervezési ellenırzés áttekintése (az IEC 61439-2 szabvány szerinti sorrendben) “Felépítés, (konstrukció)”
“Mőködés”
● Korrózióállóság ● Szigetelıanyagok termikus stabilitása (melegedés vizsgálat) ● A belsı íves zárlat esetén fellépı hımérséklettel szembeni ellenálló képesség (izzóhuzal vizsgálat) (8) ● UV sugárzás vizsgálat (csak kültéri berendezések esetén) ● Emelési vizsgálat ● IK mechanikai vizsgálat, ● Jelölések vizsgálata ● Külsı behatások elleni védettség vizsgálata (IP védettség) (7) ● Kúszóáramutak és légközök, szigetelési vastagságok (nagyobb minimumok) (5) ● A védıvezetık és az idegen vezetıképes részek közötti folytonosság vizsgálata (4.1) ● Áramütés elleni védelem hatásosságának vizsgálata hibák esetére (4.2) ● Készülékek és a felhasznált alkatrészek együttes alkalmazhatósága ● Belsı áramkörök és csatlakozások ● Sorkapcsok a külsı csatlakozásokhoz
● Üzemi frekvenciás próbafeszültség (2) (IEC60947el összhangban) ● Lökıfeszültség-próba (kötelezı) ● Hımérsékletemelkedési határok(1) ● Zárlati szilárdság vizsgálata (3) ● Elektromágneses összeférhetıség (9) ● Mechanikai mőködés (6) (200 mőködési ciklus 50 helyett)
MEGJEGYZÉS: ● (1)-tıl (7)-ig jelöli a 7 típusvizsgálatot az IEC 60439-1 7-es táblázata szerint ● (8) és (9) szintén kötelezı, de nem a 7-es táblázat szerint
Darabvizsgálat (routine verifications) áttekintése Darabvizsgálat
Szemrevételezés
Vizsgálatok
Berendezések IP védettségi fokának ellenırzése
x
Szigetelési távolságok ellenırzése
x
Ha D < 1x14mm akkor lökőfeszültség-próba kötelező Ha D < 1,5x14=21mm akkor mérés kötelező
Kúszóáramutak és légközök ellenırzése
x
Mérés, ha szemrevételezés nem lehetséges
Áramütés elleni védelem és védıvezetık folytonossági vizsgálata
x
Védıvezetı áramkörök csatlakozásainak szúrópróbaszerő ellenırzése
Beépített alkatelemek együttes alkalmazhatósága
x
Belsı villamos áramkörök és csatlakozásaik ellenırzése
x
Sorkapcsok a külsı csatlakozásokhoz Mechanikai mőködés
Sorkapcsok száma típusa és megfelelı jelölése
x
Villamos paraméterek Huzalozás vizsgálata, mőködtetési és üzemi próbák
Csatlakozások szúrópróbaszerő ellenırzése
Mechanikus mőködtetı részek hatásossága, beleértve a zárakat lakatokat és reteszeléseket kiemelten a kihúzható/kocsizható részeknél Üzemi frekvenciás próbafeszültségő teszt vagy szigetelési ellenállás ellenırzése (250A-tól)
x
Rendelkezésre álló dokumentáció és jelölések ellenırzése, villamos huzalozás ellenırzése, és mőködési próbák elvégzése
IEC61439-1&2 Szabvány
IEC61439-1&2 szerinti lépések ● Névleges paraméterek definiálása ● Un?, Uimp?, In ?, Icw?...
● Tervezési követelmények definiálása ● Kúszóáramutak, IP védettség, stb.…
● Tervezési ellenırzések ● Típusberendezéseken végzett vizsgálatok
● Darabvizsgálati ellenırzések minden gyártott berendezésen ● A berendezés végellenırzése a felhasználói átadás elıtt
Tíz végfelhasználói szempont ●Az installáció alkalmassága a villamos mőködtetésre ●Szigetelési szilárdság ●Áramterhelhetıség ●Zárlati szilárdság ●Elektromágneses összeférhetıség ●Áramütés elleni védelem ●Karbantartási és bıvítési lehetıség ●Telepíthetıség ●Tőz és robbanásveszély elleni védelem ●A berendezés környezeti hatásokkal szembeni védelme
10 Felhasználói szempont
Az installáció alkalmassága a villamos mőködtetésre ● Elvárások és tervezési követelmények
● A felhasználói elıírásoknak megfelelı mőködés ● A villamos kapcsolási rajz és a kapcsolódó elıírások (feszültségek, koordináció stb.) betartása a megfelelı készülékek kiválasztásával és elıírás szerinti szerelésével és vezetékezésével ● A kezelıszervek megfelelı elhelyezésével és azonosításával
● Tervezési ellenırzések ● Szemrevételezés ● A szigetelési távolságok lökıfeszültség-állóságának ellenırzése kifejezetten figyelve a kikocsizható részekre is.
● Darabvizsgálati ellenırzések ● Szemrevételezéssel ● Mechanikus mőködtetési és funkció tesztek
10 Felhasználói szempont
Szigetelési szilárdság ● Elvárások és tervezési követelmények
Győjtısín tartók
● A hosszú idejő feszültségeknek, valamint a tranziens és átmeneti túlfeszültségeknek való ellenállás a szigetelési távolságok, a kúszóáramutak és szigetelések megfelelı megválasztásával
● Tervezési ellenırzések ● A légrések és kúszóáramutak ellenırzése ● Üzemi frekvenciás próbafeszültség ● Lökı-próbafeszültség
● Darabvizsgálati ellenırzések ● A szigetelési távolságok vizuális ellenırzése (a tervezési feltételek és kúszóáramutak függvénye). ● Üzemi frekvenciás próbafeszültség
10 Felhasználói szempont
Áramterhelhetıség ● Elvárások és tervezési követelmények ● Kigyulladással szembeni védelem a hımérséklet-emelkedés korlátozásával: ●amikor bármely áramkör folyamatosan terhelt a névleges áramával ●amikor bármely áramkör folyamatosan terhelt a névleges áramával, figyelembe véve az egyidejőségi tényezıt
● Tervezési ellenırzések ● Hımérsékletemelkedési vizsgálat ● Származtatás egy típustesztelt referenciaberendezésbıl szigorú feltételekkel ● Számítások, igen szigorú feltételekkel, biztonsági küszöbértékek figyelembe vételével (beleértve a készülékek 20%-os leértékelését)
● Darabvizsgálati ellenırzések ● Szemrevételezés ● Meghúzási nyomaték-ellenırzés
Áramterhelhetıség 160
X Div. F.
250
X Div. F.
400
X Div. F.
630
X Div. F.
800
X Div. F.
+
160
X1
250
X1
400
X1
630
X1
800
X1
10 Felhasználói szempont
Zárlati szilárdság
Â
t
● Elvárások és tervezési követelmények ● Rövidzárlati ellenállóképesség, köszönhetıen a zárlatvédelmi készülékeknek, a készülékek zárlati koordinációjának és a berendezés azon képességének, hogy ellenáll a zárlat során fellépı erıhatásoknak.
● Tervezési ellenırzések ● A fıáramkörök - beleértve a nullavezetıket - és a védelmi áramkörök rövidzárlati tesztje (Icc és Icw) ● Származtatás egy típustesztelt referenciaberendezésbıl szigorú feltételekkel
● Darabvizsgálati ellenırzések ● Szemrevételezés
10 Felhasználói szempont
Elektromágneses összeférhetıség
● Elvárások és tervezési követelmények ● Megfelelı mőködés és az EMC zavarok kibocsátásának elkerülése a kapcsolódó EMC szabványnak megfelelı villamos készülékek kiválasztásával és helyes beépítésével
● Tervezési ellenırzések ● EMC teszt a termékszabványoknak vagy az általános EMC szabványoknak megfelelıen
● Darabvizsgálati ellenırzések ● Nincs
10 Felhasználói szempont
Áramütés elleni védelem ● Elvárások és tervezési követelmények ● A veszélyes, feszültség alatt lévı részek nem hozzáférhetıek (alapvetı védelem) és a hozzáférhetı vezetıképes részek nem válnak veszélyes, feszültség alatti résszé (érintésvédelem) ● EPH és földfolytonosság (0,1 Ohm)
● Tervezési ellenırzések ● IP XXB teszt és a szigetelıanyagok ellenırzése ● Mechanikai mőködési tesztek (a korábbi 50 helyett 200 ciklus) ● A dielektromos tulajdonságok ellenırzése ● Átmeneti ellenállás mérése valamennyi vezetı és a PE sín között ● A védelmi áramkörök rövidzárlati ellenırzése
● Darabvizsgálati ellenırzések ● A védelmi körök folytonosságának ellenırzése ● A védıáramköri csatlakozások meghúzási nyomatékának ellenırzése.
10 Felhasználói szempont
Karbantartási és bıvítési lehetıség ● Elvárások és tervezési követelmények ● A folyamatos mőködés biztosítása a személyi biztonság csökkenése nélkül a berendezés karbantartása vagy módosítása során, amit az alap- és zárlatvédelmi eszközök illetve a kiszakaszolható elemek tesznek lehetıvé, IP XXB, IP 2X és forma elválasztások
● Tervezési ellenırzések ● IP tesztek ● Mechanikai mőködés ellenırzése (különösen a kiszakaszolható elemeknél)
● Darabvizsgálati ellenırzések ● Megfelelı mechanikai mőködés ● Személyek áramütés elleni védelmének ellenırzése
10 Felhasználói szempont
Telepíthetıség ● Elvárások és tervezési követelmények ● A kezelési, szállítási, tárolási és telepítési körülményekkel szembeni tőrıképesség ● Elıkészítés az egyszerő telepítésre a csatlakozások és vezetékezés tervek szerinti kialakításával, dokumentáció
● Tervezési ellenırzések ● Szemrevételezés ● Emelési teszt, MSZ EN 62208 szabvány szerint
● Darabvizsgálati ellenırzések ● A külsı csatlakozások megfelelı száma, típusa és jelölésének ellenırzése
10 Felhasználói szempont
Tőz és robbanásveszély elleni védelem
● Elvárások és tervezési követelmények ● Személyek tőzveszély elleni védelme: belsı gyújtópontok kiküszöbölése megfelelı anyagválasztással és különbözı tervezési szempontok betartásával
● Tervezési ellenırzések ● Izzó huzal-teszt MSZ EN 60695-2-11 szerint ● Az MSZ EN 61641 szabvány által elıírt speciális ellenırzések
● Darabvizsgálati ellenırzések ● Nincs
10 Felhasználói szempont
A berendezés környezeti hatásokkal szembeni védelme ● Elvárások és tervezési követelmények ● A berendezés védelme mechanikus és atmoszferikus behatásokkal szemben megfelelı anyagválasztással és különbözı tervezési szempontok betartásával
● Tervezési ellenırzések ● IP teszt ● IK teszt ● Korrózióállósági teszt ● UV teszt (csak kültéri berendezésnél)
● Darabvizsgálati ellenırzések ● Szemrevételezés
Végfelhasználók és Tervezık feladatai ● A szabvány garantálja a: ● Biztonságot; ● Üzemfolytonosságot; ● Követelményeknek való megfelelést.
● Minden esetben kérniük kell a: ● A független intézetek (ASEFA,KEMA,) által tanúsított komplett típusvizsgálat dokumentációit; ● Egyetlen vizsgálatról szóló tanúsítvány nem elég. A tanúsítványnak a teljes rendszerre vonatkozó komplett vizsgálatokra kell vonatkoznia.
● Olyan berendezésgyártót válasszanak amely: ● IEC 61439-1&2 szabvány szerinti berendezéseket gyárt; ● Segít a szabvány szerinti specifikáció elkészítésében; ● Kiállítja a darabvizsgálati jegyzıkönyveket.
Berendezésgyártók ● A végfelhasználók felé nyújtott biztonság garanciája a szabvány alkalmazása ● 100%-ban tesztelt és tanúsított berendezésgyártás kétféle módon lehetséges: ● Egyszerő megoldás ● IEC61439 szerint tanúsított berendezés használatával ● a termékgyártó elıírásait betartva ● Költséges megoldás ● ha a Tervezési ellenırzéseket is saját maga végzi el
● Nem 100%-ban tesztelt berendezés gyártása az: ● Kockázatos megoldás ● nem 100%-ban tanúsított berendezés használatával (pl.: nem az összes készülékkel történtek a vizsgálatok (gyakran pl. csak néhány változatot vizsgálnak) , ebben az esetben a következményeket a berendezésgyártó viseli
Berendezésgyártók figyelmébe A következı kiegészítı információkat a Berendezésgyártónak a berendezés dokumentációjában kell szerepeltetnie a) névleges feszültség (Un) (5.2.1) b) mőködési feszültség (Us) (minden áramkörre) (5.2.2) c) lökıpróba-feszültség (Uimp) (5.2.4) d) névleges szigetelési szilárdság (Ui) (5.2.3) e) a berendezés névleges árama (InA) (5.3.1) f) az áramkörök névleges árama (Inc) (5.3.2) g) dinamikus zárlati határáram (Ipk) (see 5.3.4) h) termikus határáram (Icw) termikus idıhatárral (5.3.5) i) névleges független zárlati áram (Icc) (5.3.6) j) névleges frekvencia (fn) (5.4) k) névleges egyidejőségi tényezı (RDF) (5.3.3)
ÚJ! ÚJ!
ÚJ! ÚJ!
IEC61439-1&2 Szabvány
Berendezésgyártók figyelmébe ● Darabvizsgálati jegyzıkönyvet kell készíteni minden elkészült berendezésrıl (mezırıl) ● A tokozás külsı behatások elleni védettsége ● Kúszóáramutak, légközök mérete, szigetelésvastagságok ● Áramütés elleni védelem módja ● Beépített alkatelemek együttes alkalmazhatósága ● Sorkapcsok a külsı csatlakozásokhoz; ● Mechanikai mőködés ● Villamos paraméterek ● Huzalozás ellenırzése, mőködtetési és üzemi próbák
Példák kapcsolóberendezés adattáblára
Sun-Set Kft. 6400 Kiskunhalas, Gimnázium utca 8. Típus: Makel 63024
Gyártókód: 2011/003/2
Kivitel: IEC 439-1 szerint
Érintésvédelmi mód: TN-S
Un= 230V
In: max= 1x40A
Ui= 690V
Iz= 6kA
U működtető=
Védettségi fokozat: IP40
A, B épület LE1-LE12 jelű
Méret: 345x330x110
A követelményváltozások áttekintése (IEC 61439-2 vs IEC 60439-1) ● Túlfeszültség ellenállóképesség ● Kiegészítı követelmények a szigetelıkre ● Megnövelt követelmények a tranziens túlfeszültségekre vonatkozóan ● Csökkentett átütési feszültségek, az IEC 60364-4-44 és IEC 60947-1 legutóbbi változatának megfelelıen ● Hımérséklet emelkedési vizsgálatok ● Az összes funcionális egység egyenkénti vizsgálata névleges áramterhelésnél ● A készülékelrendezés meghatározásának módszerei ellenırizendıek a teljes rendszerre ● 4-lépcsıs vizsgálati eljárás figyelembe véve a különálló funkcionális egységeket, fı és elosztó sineket, és a komplett berendezést ● Főtıellenállásolkat csak az éppen vizsgált áramkörrel szomszédos készülékek melegedésének modelezésére engedélyezett használni ● Származtatás engedélyezett egy típustesztelt megoldással történı összehasonlítással ● Hımérsékleti számításon alapuló berendezés esetén a hımérséklet emelkedési vizsgálatok alóli mentesség a tokozat hıdisszipációs képességétıl függ. ● Zárlati szilárdság ellenırzése egy tipustesztelt megoldással történı összehasonlítással ● 200 mőködési ciklus elvégzése 50 helyett a záraknál és reteszeléseknél és a kihúzható/kocsizható részeknél ● Feszültség alatti részek és öntött házas megszakítók szigetelése elfogadott belsı elválasztásokkal ● Emelési vizsgálatok (IEC 62208 -ból) ● Korrózióállósági teszt a fém részekre (IEC 62208 -ból) ● UV állóssági teszt kültéri berendezésekre (62208-ból) ● Darabvizsgálatok: részletesebb leírás, egyértelmőbb és szigorúbb követelmények a kúszóáramutakra és légközökre, de kevésbé szigorú követelmények az átütési vizsgálatokra vonatkozóan
VÉGE
