Isolatiebewaking
Bewaking van IT-netstelsels
voor de industrie
Bewaking van IT-netstelsels voor de industrie
Deze white paper is de derde in onze reeks rond isolatiebewaking. Hierin bespreken we netstelsels voor industriële toepassingen.
Ook hiervoor bieden EREA en DOSSENA een totaaloplossing aan: met de SRI3/I2, de industriële versie van de isolatiebewaker van DOSSENA.
Lees ook de white papers “Isolatiebewaking: Medische IT-netten met hoge bedrijfszekerheid”
en “AREI art. 104: Isolatiebewaking voor vitale stroomkringen”
IT-netstelsels voor industriële netten
Ook in de industrie worden IT-netsystemen met isolatiebewaking heel regelmatig toegepast, vooral op plaatsen waar de continuïteit van de elektriciteitsbevoorrading kritisch is en op plaatsen waar verhoogde persoonsbeveiliging nodig is.
Het IT-systeem onderscheidt zich van de andere netstelsels (TT, TN) door:
• haar hogere bedrijfszekerheid. In het geval van een isolatiefout wordt de netspanning immers niet onderbroken, wat bij TT- en TN-netten wel automatisch gebeurt. Naast het verlies van kostbare productietijd zorgen spanningsonderbrekingen ook voor grote risico’s, bijvoorbeeld wanneer in een productiehal de verlichting uitvalt of wanneer veiligheidssystemen zonder stroom vallen.
• de zeer lage foutstromen in geval van een eerste isolatiefout. Hierdoor biedt het IT-stelsel niet enkel een hogere
persoonsbeveiliging tegen elektrocutie, maar wordt het risico op een extreme lokale opwarming ter hoogte van de fout ook geminimaliseerd. De kans op brand verkleint aanzienlijk. Ook in explosiegevoelige ruimten is een IT-netsysteem om deze reden een must.
• de belangrijke voorsprong die een IT-systeem met de SRI3/I2-isolatiebewaking geeft op gebied van preventief onderhoud:
Het isolatiebewakingstoestel meet constant de isolatieweerstand en stelt de technische afdeling in staat om beginnende isolatiefouten te detecteren.
Beschrijving van de scherminhoud van de SRI/3
Meetmethode
De kwaliteit van een isolatiebewakingssysteem wordt voor een groot deel bepaald door het toegepaste detectiesysteem. De SRI3- reeks van DOSSENA gebruikt een innovatief systeem dat aan de hand van AC-pulsen de isolatieweerstand bepaalt. Hierbij worden AC-pulsen tussen de lijnen van het netwerk en de aarding geïnjecteerd. De impact van deze puls op het netwerk wordt opgemeten en na analyse wordt hieruit de isolatieweerstand nauwkeurig bepaald.
De meettijd bij de puls-meetmethode kan variëren van enkele seconden tot minuten, afhankelijk van de isolatieweerstand en de parasitaire capaciteit van het netwerk. Bij grote netwerken – waar de parasitaire capaciteit van het net groot is – kan het meten van de isolatieweerstand tot enkele minuten duren. Kleine netwerken hebben een lagere capaciteit en zullen veel frequenter kunnen gemeten worden.
Als er in het net een isolatiefout optreedt en de isolatieweestand daalt, speelt de invloed van de parasitaire capaciteit een minder grote rol. Daarom kan de isolatiebewaker toch snel op isolatiefouten reageren.
Zoek-scansysteem
Omdat industriële IT-systemen vrij uitgebreid kunnen zijn, wordt de SRI3 regelmatig gecombineerd met een zoek-scansysteem dat de technieker helpt om de locatie van de fout op een vlotte en overzichtelijke manier op te sporen.
Nadat een fout gedetecteerd wordt, gaat het isolatiebewakingstoestel nieuwe pulsen injecteren om zo de locatie van de fout vast te stellen.
Het voordeel van dit systeem ten opzichte van de eenvoudigere DC-meetsystemen is de geringe gevoelgheid aan externe storingen.
DOSSENA D30 spoel De SRI3/I2 biedt de mogelijkheid om 2 verschillende drempels in te stellen:
• Alarmdrempel (A): De isolatieweerstand is lager dan gebruikelijk. Mogelijk duidt dit op een beginnende isolatiefout. Het scherm kleurt geel en het alarmcontact sluit.
• Foutdrempel (F): Er is een isolatiefout opgetreden. Het scherm kleurt rood en het foutcontact sluit. Hiermee kan een visueel of auditief signaal gegeven worden.
De foutdrempel zal vanzelfsprekend veel lager ingesteld worden dan de alarmdrempel. Bij modellen die RS485 Modbus Standard RTU aan boord hebben, wordt de foutmelding ook digitaal verzonden naar bijvoorbeeld een meldpaneel of naar het gebouwbeheersysteem (GBS).
RS485
Uitbreidingsmodule Module d'extension I2/FL18
Isolatiebewaker Contrôleur d'isolement SRI3/I2INRS485
Transformator SPT reeks Transformateur gamme SPT
Toroïde 8 Serie D Toroïde 2
Serie D Toroïde 1
Serie D
Toroïde 16 Serie D Toroïde 10
Serie D Toroïde 9
Serie D
16x Toroïde Serie D 16x Tore Série D
Via een expansiemodule wordt de meting van de spoelen doorgegeven aan de isolatiebewaker (SRI3/I2-INJ-RS485). De isolatiebewaker geeft via het scherm aan in welk van de segmenten de fout zich voordoet.
De expansiemodule bestaat in een versie voor 6, 12 en 18 kringen. Dit zijn respectievelijk de artikels I2-FL6-RS485, I2-FL12-RS485 en I2-FL18-RS485.
Hieronder een voorbeeld van een IT-netsysteem met 30 vertrekkende kringen. Als er een isolatiefout optreedt, geeft het isolatiebewakingstoestel aan in welke kring de fout zich bevindt.
DOSSENA MULTILOG-SD
Multilog
De DOSSENA Multilog kan eenvoudig in het RS485 netwerk worden opgenomen en slaat de gebeurtenissen van alle toestellen op (differentieel en isolatiebewakers). De uitlezing van deze data gebeurt op het display of op een computer. In dit laatste geval gebeurt de dataoverdracht via ethernet of via een SD-kaartje.
Opbouw van IT-netsysteem
Tot slot zoomen we hieronder verder in op de principes en de opbouw van een IT-netstelsel.
Het vertrekpunt van het IT-netstelsel is, zoals bij elk ander netstelsel, de transformator. Deze creëert een nieuw net dat volledig gescheiden is van de rest van de elektrische installatie en van de aarding. We zeggen dat dit net “zweeft”.
Bij een TT-net wordt een van de geleiders van de transformator geaard. De linkse tekening van de figuur hierboven toont hiervan een voorbeeld. Bij een driefasige transformator met sterpunt wordt bijna altijd het sterpunt verbonden met de aarde.
Een TT- netstelsel (boven) vergeleken met een IT-net (onder).
Isolatiebewaking
Om isolatiefouten te kunnen detecteren, is het gebruik van een isolatiebewakingssysteem verplicht in IT-netwerken. Deze toestellen controleren constant de isolatieweerstand tussen de aarde en het zwevende net en geven een alarm als de vooraf ingestelde drempels bereikt worden.
Een IT-netsysteem met een isolatiefout in een verbruiker.
IT-netsysteem met de verplichte isolatiebewaker (SRI3/I2).
Het is vanzelfsprekend belangrijk dat de eerste isolatiefout gedetecteerd en zo snel mogelijk verholpen wordt.
Er wordt een alarm gegeven, maar in tussentijd kan de installatie probleemloos verder werken.
