* Das System reduziert in erheblichem Maße die Gefahr, die von der durch Störlichtbögen verursachten Durchgangsenergie für das Sicherheitspersonal ausgeht.

Der Einsatz eines Störlichtbogen-Schutzsystems, das als Eingangsinformationen sowohl Licht- als auch elektrische Strommesswerte verwendet, hat Shell Kanada dabei geholfen, dden Personenschutz auf ihrer petrochemischen Raffinerie in Sarnia zu verbessern und gleichzeitig das Werk mit seinem kontinuierlichen Produktionsprozess vor Fehlauslösungen und damit verbundenen kostspieligen Produktionsausfällen zu schützen.

Der Einsatz des Störlichtbogen-Schutzsystems wurde im Rahmen kürzlich vorgenommener Modernisierungsmaßnahmen der elektrischen Schaltanlagen veranlasst. Die Leistung der die Raffinerie mit elektrischer Energie versorgenden Oberleitungen wurde erhöht, was potentiell zu einem Anstieg der Durchgangsenergie in der luftisolierten Nebenstellenumspannstation auf über 100 Kalorien pro Quadratzentimeter führt.

Diese hohe Energiestufe würde den Einsatz einer sperrigen persönlichen Schutzausrüstung (PSA) bei den Mitarbeitern erforderlich machen und außerdem die Sicherheitsstufen überschreiten, die die elektrischen Sicherheitsbestimmungen von Shell Canada in diesem Bereich festlegen. Das Unternehmen hält die Norm NFPA 70E ein und vermeidet, wo immer es möglich ist, den Arbeitseinsatz von Personal in einer Anlage mit Durchgangsenergiestufen von 40 Kalorien und mehr. Darüber hinaus sind Arbeitseinsätze bei einer Anlage mit Energiestufen von mehr als 100 Kalorien aus Gründen des Personenschutzes grundsätzlich untersagt. Liegen die Stufen zwischen 40 und 100 Kalorien, müssen Arbeitseinsätze im Bereich Service in einen Zeitraum gelegt werden, in der der Produktionsbetrieb ruht. Falls dies nicht möglich ist, ist ein Arbeitseinsatz nur dann zulässig, wenn eine detaillierte Risikoanalyse vorgenommen wurde. Dabei wird durch die Bewertung der Einflussfaktoren „Anlagenalter“, „Wartungsgeschichte“ sowie „Zugang zur Anlage“ entschieden, ob die erforderlichen Arbeitsmaßnahmen mit einer 100-Kalorien-PSA ausgeführt werden können.

Der Spezialist für elektrische Betriebssicherheit von Shell Canada, Phil Lasek, begann nach einer schutztechnischen Lösung zu suchen, die einerseits die Sicherheit für das Servicepersonal an diesem Standort verbessern und andererseits idealerweise auch die Fehlauslösungen auf ein Minimum reduzieren würde; letztere Option deshalb, weil die Produktionsanlage kontinuierlich in Betrieb und durch ein Sicherungssystem inklusive Notausschaltung geschützt ist. Fehlauslösungen können erhebliche finanzielle Verluste mit sich bringen, da sie gegebenenfalls kontrollierte Betriebsabschaltungen zur Folge haben können, die die Produktion stoppen und eine zeitraubende erneute Inbetriebnahme verschiedener Anlagenteile erfordern.

Nachdem er sich auf dem einschlägigen Markt eine Übersicht verschafft hatte, entdeckte Lasek das Vamp 221-System. Der Einsatz des Vamp 221 mit seiner speziellen Lichtbogen-Abtasttechnologie erschien interessant, da das System innerhalb von nur 7 Millisekunden auslöst und dadurch einen schnelleren und effizienteren Schutz bietet als separate Überstromrelais oder Sammelschienen-Differentialschutzsysteme. Weiterhin können durch den Einsatz dieses Systems die Durchgangsenergiestufen erheblich reduziert werden. Ausschlaggebend jedoch war die Strom-Abtastfähigkeit des Vamp 221, die zu einer wirksamen Sicherung gegen Fehlauslösungen führt, zu denen die Einfach-Abtast-Systeme in der Regel neigen können. Dies ist durch die Tatsache begründet, dass Systeme mit ausschließlicher Licht-Detektion irrtümlicherweise durch eine externe Lichtquelle wie z.B. einen Fotoblitz ausgelöst werden können.

Da die Betriebs- und Personensicherheit in der Wertehierarchie von Shell oberste Priorität hat, beschloss Lasek, das System vor der Installation zu verifizieren und mit dieser Aufgabe ein lokales Beraterbüro für Hochspannungsanlagen zu beauftragen. Dessen Ingenieure konnten die Auslösegeschwindigkeit nicht absolut präzise verifizieren, da sie keine praktische Möglichkeit hatten, einen Lichtbogen gleichzeitig mit den entsprechend dimensionierten Fehlerströmen zu erzeugen. Sie waren jedoch in der Lage, ein auslösbares Blitzlichtlampensystem und eine simulierte Fehlerstrom-Anordnung aufzubauen, die die Reaktionsgeschwindigkeit mit einer Auflösung messen konnte, die nachwies, dass die Durchgangsenergie in keinem Fall den Wert von 35 cal/cm2 überschreitet. Lasek ist überzeugt, dass die tatsächliche Durchgangsenergiestufe noch deutlich darunter liegt — wahrscheinlich unter 25 Kalorien. Um die Sicherheit des Servicepersonals uneingeschränkt zu gewährleisten, wird vorerst von einer Durchgangsenergie von 35 Kalorien ausgegangen, wobei die der nächsthöheren Stufe entsprechende PSA, die bei 42 Kalorien liegt, zum Einsatz kommt. Die weitere Feinabstimmung der Testverfahren wird eine noch präzisere Bestimmung der Gesamtablaufzeit und der effektiven Kalorien-Belastung im Falle eines Störlichtbogens erlauben.

Die Multizonen-Funktionalität des Vamp 221, die bis zu vier Schutzzonen abdecken kann, reduziert darüber hinaus die laufenden Kosten für Shell Canada, da Phil Lasek kürzlich das System z.B. um den Schutz einer unterspannungsseitigen Sammelschiene in der Anlage erweitern konnte.

"Mit dem Vamp-System haben wir eine deutlich verbesserte Sicherheit für die beschäftigten Personen sowie für die installierte Schaltanlage in diesem Werk erreicht. Im Falle eines Störlichtbogens reduziert es das Risiko auf ein Minimum und trägt somit auch positiv zur Betriebssicherheit insgesamt bei", betont Phil Lasek von Shell Canada. "Der modulare Aufbau des Systems bietet mir darüber hinaus eine willkommene Flexibilität hinsichtlich zukünftiger Erweiterungen und Verbesserungen."

Das Vamp 221-Modul ist ausgestattet mit einer Dreiphasen-Stromanzeige (sowie Zweiphasen- und Erdschluss-Stromanzeige), mit 50BF Abschaltfehler-Schutzstufen, vier Auslösekontakten und zwei Alarmkontakten. Es kann programmiert werden auf die Erfassung von Lichtbögen unter gleichzeitiger Verwertung von Licht- und Stromdaten oder allein von Lichtabtastinformation undd operiert in gerade malal 7 Millisekunden - d.h. der Auslösebefehl erfolgt in weniger als einem Viertel der Zeit, die vergleichbare konventionelle Technologien benötigen. Mit der Abdeckung von vier Schutzzonen bietet die 221-Einheit eine äußerst flexible Schutzlösung, die auf eine breite Variation von Anlagenkonfigurationen anwendbar ist. Diese reicht von einfachen Einzelschaltschrank-Anwendungen bis zu komplexen Konfigurationen mit selektiver Auslösung von Sammelschienen über die Kupplungs-Leistungsschalter und die Leistungsschalter in den Abgangsfeldern. Zur Erweiterung der Leistungsfähigkeit und der Konfigurationsflexibilität des Systems stehen bis zu drei verschiedene I/O-Einheiten zur Verfügung. Die Auswahl an Erweiterungsmodulen umfasst eine 10-Kanal-Punktsensor-I/O-Einheit sowie ein I/O-Modul, das einen Lichtsensor mit bis zu 70 m Faserkabel in bis zu drei Schleifen unterstützt. Weiterhin steht eine separate Überstrom-I/O-Einheit zur Verfügung, die die Einspeise-Überwachungskapazität des Gesamtsystems bis auf 16 Messpunkte erweitert. Zum Vamp 221 gehören eine eigene Eingabetastatur, eine Anzeige und LED-Indikatoren, die das Programmieren und die Identifizierung von Fehlerquellen jeder Art erleichtern.

Vamp plant und fertigt seit 1994 Schutzrelais für Anwendungen der Stromerzeugung und -verteilung. Bisher hat das Unternehmen, dessen Hauptgeschäftsstelle in Finnland liegt, mehr als 7000 Systeme geliefert und entwickelt seine Technologie bereits in der dritten Generation.



Abb.Text 1:

Ein Störlichtbogen-Schutzsystem, das sowohl Licht- als auch Stromabtastung benutzt, hat zur Verbesserung der Sicherheit des Servicepersonals auf der petrochemischen Raffinerie von Shell Canada in Sarnia beigetragen.
© VAMP Ltd

Abb. Text 2:

Der Einsatz des Vamp 221-Systems der VAMP Ltd mit seiner speziellen Lichtbogen-Abtasttechnologie gewährleistet einen schnelleren und effizienteren Schutz als separate Überstromrelais oder Sammelschienen-Differentialschemata.
© VAMP Ltd




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