Kisfeszültségű kapcsolóberendezések szerelés szabványának változásai
2013/9. lapszám | Szijártó Gábor Ruff Engelbert | 18 919 |
Figylem! Ez a cikk 12 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
A Villanyszerelők Lapja elmúlt számaiban sorra jelentek meg a szabványváltozásokkal, és -értelmezésekkel kapcsolatos cikksorozatok. Jelen írás a közeljövő (2014) egy igen jelentős szerelési szabványával kíván foglalkozni: az MSZ EN 61439-cel (IEC 61439). Cikksorozatunkban ismertetni fogjuk a legfontosabb változásokat az új szabványt illetően az előző (MSZ EN 60439 [IEC 60439]) tartalmához képest. Kitérünk arra is, hogy miért előnyös ezen szabvány alkalmazása, mit jelent a szabvány bevezetése a piaci szereplők számára (a villanyszerelők, a villamos tervezők és a berendezésgyártók szemszögéből). Végül foglalkozni kívánunk azon fontosabb jellegzetességekkel, amelyeket az üzemeltetők, beruházók részéről tudni érdemes a szabvány alkalmazása vonatkozásában.
Az első cikkben röviden felvázoljuk a szabványok – és ezen belül a szerelési szabvány hátterét – múltját, követelményeit, azt, hogy miért szükséges egy új szabvány a kapcsoló- és vezérlőberendezések szerelésére, továbbá, hogy milyen változásokat hozott az MSZ EN 61439 a régihez képest. Körüljárjuk az átállás lehetséges buktatóit, azt, hogy hogyan hat várhatóan a piacra az új szabvány.
A második rész ismertetni fogja az új szabvány főbb műszaki specifikációit – kiemelve a konstrukcióellenőrzést, mint új fogalmat. Kísérletet teszünk a további új fogalmak értelmezésére, úgy, mint például a konstrukcióellenőrzött és darabvizsgált berendezések. Bemutatjuk a háromféle ellenőrzési metódust, ami szóba kerülhet az új szabványnál.
A harmadik részben tárgyaljuk, hogy miben más a darabvizsgálat, mint a TTA vizsgálat. A leírtakat darabvizsgálati példákkal illusztráljuk. Egy berendezésnél megadjuk a fontosabb vizsgálati szempontokat. Igyekszünk gyakorlati példákkal még szemléletesebbé tenni a szabvány változás lényegét. Az utolsó részben áttekintjük a tervezésnél és a berendezésgyártásnál a főbb szempontokat a szakirodalom és a szabványkövetelmények segítségével. Ezek után ismertetjük a szerelés menetét – érdekesebb lépéseit kiemelve. Igyekszünk hasznos tippekkel szolgálni, hogy a gyártásnál mire kell odafigyelni. Kitekintünk a szabványváltozáson túlra is, hogy globálisan mit hozhat ez az újítás a villamos szakma jövője számára. Cikksorozatunk során főleg a teljesítmény-kapcsoló- és vezérlőberendezésekre vonatkozó előírásokkal foglalkozunk, amelyeket a 61439-1 és 61439-2 szabványlapok határoznak meg.
Bevezetés
A nemzetközi villamos ipari szabványok kidolgozásának vezető szervezete az IEC (International Electrotechnical Commission) 2009-ben bocsátotta ki először az IEC 61439-1 (Általános szabályok), illetve a 61439-2 (Teljesítmény-kapcsoló- és teljesítmény-vezérlőberendezések) (MSZ EN 61439-1, 61439-2) szabványokat, amelyek a „Kisfeszültségű kapcsoló- és vezérlőberendezések” összeszerelésének témakörével foglalkoznak. A szabvány elsődleges célja, hogy a kisfeszültségű kapcsoló- és vezérlőberendezések szerelése biztonságos és folyamatos energiaellátásra törekvő legyen. Fontos a biztonság hangsúlyozása, hiszen garantálni kell a végfelhasználók (fogyasztók) számára minden épület esetén, hogy a villamos berendezés – ami az egyik legérzékenyebb készülék – ne jelentsen kockázatot az emberi élet és a létesítmény szempontjából (pl. tűz, áramütés, robbanás stb.). Az előbbiekben említett másik fontos tényező a folyamatos energiaellátás szavatolása. Ma a világon, így Magyarországon sem engedhető meg, hogy a termelés váratlan okok miatt leálljon.
Számos példa bizonyítja világszerte, hogy gazdaságilag milyen káros lehet a villamosenergia-kimaradás. Németországban például a düsseldorfi repülőtérnél bekövetkezett tűz után három napig teljesen le kellett zárni a létesítményt, az egész repülőtér rekonstrukciója több mint két hónapba telt. Hasonló esetek fordultak elő az USA-ban, ez az amerikai ipar számára évente több mint 2000 milliárd forint veszteséget jelent. Kínában a villamos tűzre visszavezethető esetek száma elérte a 45 000-et 2008-ban. Franciaországban a villamos tüzek okozta károk elérik az évi 274 milliárd forintot, öt tűzesetből egy villamos meghibásodásra vezethető vissza, ami 55 000 elvesztegetett munkanapot jelent a termelés szempontjából. Egy biztosítói statisztika szerint a létesítményekben bekövetkezett káresetek 64 %-a tűzkár volt, és ennek jelentős hányada a villamos rendszer hibájára vezethető vissza (22 %). A káresetek hátterében a villamos hibák egy része a nem szabványos szerelés eredménye.
Ezen példák is jól mutatják, hogy jócskán van hova fejlődni ezen a területen, csökkentve a fent felsorolt számokat, ezért születettek különböző követelmények, melyek végül egy új szerelési szabványt hívtak életre.
A szerelési szabvány áttekintése
Az első kapcsoló- és vezérlőberendezésekkel kapcsolatos biztonsági szabványokat, szabályokat és alapelveket összefoglaló dokumentációt 1896-ban adta ki a VDE (Verband der Elektrotechnik – Német Elektrotechnikai Egyesület). Az első magyar villamos biztonsági szabvány 1914-től volt érvényben, melynek kidolgozásában – a MEE (Magyar Elektrotechnikai Egyesület) részéről – közreműködött dr. Liska József, Zipernowsky Károly és Bláthy Ottó Titusz. A „Villamos berendezések létesítése 1000 V alatt” című VDE 0100 szabvány 1941-ben jelent meg. A szigetelésre vonatkozó követelmények és az érintésvédelemmel kapcsolatos szabványrész 1958-ban látott napvilágot. Az első kisfeszültségű berendezés szabvány, az IEC 439 1973-ban jelent meg „Gyárilag szerelt kisfeszültségű kapcsoló- és vezérlőberendezések” címmel. A második verzió 1985-ben lépett hatályba „Kisfeszültségű kapcsoló- és vezérlőberendezések szerelése – 1. rész: Tipizált és részlegesen tipizált kisfeszültségű berendezések” címmel, melyben bevezették a tipizált (TTA – Type-Tested Assemblies) és a részlegesen tipizált berendezések (PTTA – Partial Type-Tested Assemblies) fogalmakat – erre majd később részletesebben kitérünk. Az új számozási rendszer (IEC 60000 kezdetű) 1999-ben jelent meg (IEC 60439). A fentiek összefoglalását az 1. ábra szemlélteti.
Miért szükséges egy új szabvány a kapcsoló- és vezérlőberendezések szerelésére?
Kritikák a 60439 szabvánnyal szemben
A szabványt nem volt könnyű megértetni és alkalmazni, mivel találhatók benne olyan sötét foltok, melyek lehetővé tették a szubjektív értelmezéseket, illetve a tartalom is kevésbé jól strukturált. Felépítését tekintve dilemmát okoz a tipizált és részlegesen tipizált berendezés elkülönítése is, hiszen a két kategória között nincsen egyértelmű határ, a szabvány alkalmazása így korlátozott, és az osztályozás sem nyilvánvaló a végfelhasználó számára. Ezek az okok arra vezethetőek vissza, hogy a 60439 szabvány 1. lapja kettős funkciót töltött be: termékszabvány is volt és általános követelményeket is tartalmazott a sorozat többi részéhez. A szabványt nem mindegyik gyártó tartotta be, és ezért részekre bomlott a piac.
Mi hívta életre a 61439-es szabványt?
A kisfeszültségű berendezésekre az IEC 60364 (MSZ HD 60364) és a magyarországi (helyi) szabványok vonatkoznak. A kapcsoló- és vezérlőberendezésekre a régi (IEC 60439-1) helyett az új (IEC 61439-1&2) szabványt lehet alkalmazni, mely tartalmazza a gyűjtősínek (IEC 60439-2) és a vezérlőszekrények (IEC 60947-x) részeket. Az IEC 61439-es szabvány MSZ EN 61439 néven már megtalálható a Magyar Szabványügyi Testület honlapján.
A szabványok általában egy átmeneti időszakot követően váltják egymást, amely alatt mind a régi, mind az új hatályban van. Ebben az esetben is ez történik, jelenleg az átmeneti időszak tart, az új szabvány 2014-től fogja teljes körűen felváltani a régit.
Az új szabvány érkezésének oka, hogy ezáltal a teljes rendszer tervezése megvalósítható a rá vonatkozó szabványok betartásával. Különböző kölcsönhatások vizsgálhatóak, ellenőrizhetőek. A bevezetés fő szempontja a szakemberek és a laikusok biztonsága minden olyan kockázattal, veszéllyel szemben, ami a szerelésre vezethető vissza. Ugyancsak követelményként jelent meg, hogy az üzemeltetés, karbantartás leegyszerűsödjön, és emellett a módosítási lehetőség is fennmaradjon. Manapság a szerelések 80%-a nem felelne meg a fent említett szabvány által állított követelményeknek világszerte. Ennek több magyarázata is lehet:
– a követelmények nincsenek tisztázva
– a kapcsolószekrény- és berendezésgyártók szerepköre nincsen kikristályosodva.
Min változtat az új szabvány?
A 61439-es szabványban az 1. és 2. lapot együtt kell alkalmazni, míg a régebbi szabványnál elegendő volt az 1. lap. Szigorúbb ellenőrzési követelmények is születtek általa, ennek keretében például a darabvizsgálat során a gyártó által elvégzendő ellenőrzések száma tízre nőtt. Szigorúbb biztonsági és üzembiztonsági előírások is keletkeztek. Szigorodtak a követelmények a szigetelőanyagokkal és a tranziens túlfeszültség-állósággal szemben. Rendeződött a származtathatósága egy típustesztelt referencia berendezésből. Az új szabvány 50 helyett már 200 működési ciklust határoz meg a zárszerkezetekre, reteszekre. Ezekről a követelményekről részletesebben a következő cikkekben teszünk említést.
A kisfeszültségű berendezések szerelése kellő szakértelmet és figyelmet igényel a szerelvény teljes életciklusa során (2. ábra) – mely három részből áll. Az első fázis a tervezés előkészítése, mely során a fontosabb műszaki paraméterek hatásait szükséges megvizsgálni. A felhasználandó anyagok tulajdonságait pontosan meg kell határozni. A második fázis a tervezés és a kivitelezés (gyártás) műszaki oldalról. Az utolsó fázisban pedig már a felhasználóhoz közeli lépésekről beszélhetünk: telepítés, üzemeltetés, élettartam vége. A 3. ábrán a fogalmak előtti szám egészen pontosan meghatározza a szabványon belüli pontot, amelyben a fogalmat definiálják.
A szabvány felépítése igazodik a védelmi eszközökkel foglalkozó IEC 60947-es szabványhoz. Megkülönbözteti az eredeti termékgyártót (Original Manufacturer) a kapcsolószekrényt összeállító berendezésgyártótól (Assembly Manufacturer). Az első felel a kapcsolószekrény eredeti terveiért, valamint elvégzi az ún. tervezési ellenőrzéseket (design verifications), amiket tanúsító szervezeteken (Asefa, ASTA, KEMA stb.) keresztül kell igazolnia. A második szereplő feladata a kapcsolószekrény összeállítása (Panel builder – berendezésgyártó). A végső összeszerelésnél ő vállalja a felelősséget, és a szerelés befejezésével az ő feladata a darabvizsgálati ellenőrzést elvégezni. Az összeszerelésnél az összes mechanikus és villamos alkatrészt (funkcionális egységek, kapcsoló eszközök, szekrények stb.) figyelembe kell venniük (4. ábra).
A szabvány alkalmazásában érintett piaci szereplők
A szabvány alkalmazása számos piaci szereplő közreműködésével valósulhat meg: beruházó, tervező és tervellenőr, engedélyező hatóság (MKEH – Magyar Kereskedelmi Engedélyezési Hivatal), berendezésgyártó, financiális vállalat (pl.: bank), üzemeltető, biztosító. Ezek közül szeretnénk kiemelni azokat, akik a villamos szakmához közelebb állnak (tervező, berendezésgyártó, üzemeltető). A tervező számára a szabvány alkalmazása előnyt jelenthet, hiszen a berendezés meghibásodása (termeléskiesés, káresemény, baleset) során védettséget élvez, mert a követelményeknek megfelelően tervezett, és ezt a tervdokumentációval alá is tudja támasztani.
A berendezésgyártó számára két lehetőség áll fenn az új szabvány kapcsán. Az első esetben a termékgyártó típusvizsgált rendszerét alkalmazza, ekkor konstrukciós ellenőrzéseket nem kell elvégeznie, csupán a tíz darabvizsgálatot kell lefolytatnia. A második esetnél, ha eltér a termékgyártó által bevizsgáltatott konfigurációtól, vagy nem tartja be a szerelési utasításokat (nem típusvizsgált berendezés), abban az esetben a felelősség a berendezésgyártóra száll. Amennyiben a berendezésgyártó eltér a bevizsgált konstrukciótól, az esetben el kell végeznie a konstrukció ellenőrzését is, ellenőrizve azt, hogy az adott módosítás milyen hatással van a berendezés működőképességére. Tehát a berendezésgyártó az eddigieknél egyszerűbben lebonyolíthatja az átadást/átvételt a beruházó és a hatóság felé. Hasonlóan a tervezőhöz – szabvány szerinti kivitelezés esetén – a berendezés meghibásodása, baleset során a berendezésgyártó is mentesül a jogi következmények alól.
Az üzemeltető számára kedvező lehet a szabvány szerint tervezett és kivitelezett kapcsolóberendezések működtetése, hiszen így az üzembiztonság magasabb, a meghibásodások és károk lehetősége a minimálishoz közelít.
A bevezetés előtt álló vállalatoknak a helyzet felismerése után két feladatot kell elkülönítenünk. Egyrészről a szerelési és ellenőrzési technológia kidolgozását, másrészről minőségbiztosítási oldalról biztosítani kell azokat a dokumentumokat és módszereket, melyekkel a kialakított szerelési technológia eredménye – a folyamat és a termék – ellenőrizhető, az ellenőrzés dokumentálható, eredményei megismételhetők és kiértékelhetők.
Befejezés
Ez a cikksorozat nem tűzheti ki célul a felsorolt vonatkozó, több száz oldalnyi anyag kiterjedtebb ismertetését, és ezért nem pótolhatja azok pontos és részletes tanulmányozását. A következő részekben ismertetni fogjuk tehát az új fogalmakat részletesebben, és bemutatjuk példákon keresztül a szabvány követelményrendszere által meghatározott új ellenőrzéseket.
Folytatása következik.
| Irodalomjegyzék MSZ EN 60439-1:2000 MSZ EN 61439-1&2:2012 A. P. Rao, D. A. Chavan, P. Patel, T. N. Shah: Introduction to IEC 61439: A new standard on Switchgear & Controlgear Assemblies Arató Cs.: Állandóság és változások a villamos szakmai előírásokban (2012) C. McKee: IEC 61439 An introduction (2012) Dr. Novothny F.: A kisfeszültségű kapcsoló- és vezérlőberendezések szabvány változásai IEC 60439-1 IEC 61439 1&2 (2012) G. Verlinden: Basisprincipes EN 61439-1 ↔ EN 60204-1 (2011) Kriston J.: Intelligent energy Nagy L.: Villamos hálózatok tűzvédelme, a villamos elosztószekrények tűzvédelme (2007/10,11-12) R. Borchert: IEC 61439 The new Standard for Low-Voltage Switchgear Assemblies–Changes and Effects in respect of Tests Rudolf J.: Tájékoztató az MSZ EN 61439-1,-2:2010 szabvány bevezetéséről (2012) Ruff E.: Kisfeszültségű kapcsoló- és vezérlőberendezések gyártásellenőrzése (2013) ABB: Technical Application Papers No.11 Guidelines to the construction of a low-voltage assembly complying with the Standards IEC 61439 Part 1 and Part 2 ABB: The new standard for low-voltage switchgear and controlgear ASSEMBLIES (2010) Schneider Electric: How to assemble an electrical switchboard Technical guide (2013) Siemens: IEC 61439 The new Standard for Low-Voltage Switchgear Assemblies –Changes and Effects in respect of Tests (2009) Szabványértelmezés: IEC 61439 – EN 61439 – MSZ EN 61439 |
