Slik bruker du testere for spenningsløshet under vedlikehold for å beskytte operatører mot høye spenninger

Elektriske kabinetter som ofte er å finne i industrielle anlegg kan inneholde høye nettspenninger, fra 110 eller 220 volt til mange hundre volt. Forskrifter som dekker disse innkapslingene, deriblant Underwriter’s Laboratories (UL) og National Fire Protection Association (NFPA), krever at høye spenninger på innsiden av disse kabinettene bekreftes å være fraværende før oppdateringer, reparasjoner eller vedlikeholdsarbeid kan begynne.

Dette krever at operatører tar på seg uhåndterlig personlig verneutstyr før de slår av strømmen til kabinettet og åpner døren. Operatøren må da gjennomgå en manuell prosess med testing av de interne spenningene. Testutstyret må gjennomgå en selvtest før og etter at spenningsløshet er bekreftet. Først da kan operatøren begynne å vedlikeholde kabinettet. Dette er en tidkrevende prosedyre som er utsatt for feil, og som må gjentas for hvert enkelt kabinett.

Denne artikkelen introduserer testere for spenningsløshet (AVT-er) og forklarer hvordan de kan brukes til å automatisere prosessen med å sikre at det ikke er noen spenninger på innsiden av kabinettet. Den ser på fordelene relatert til AVT-er med høyspent industrielektronikk og viser hvordan de holder operatørene trygge og samtidig sparer tid når de utfører vedlikehold. Den tar deretter for seg tre AVT-er fra Panduit Corporation som automatiserer testprosessen.

Beskytte menneskelige operatører mot elektriske farer

Anlegg for industriautomasjon er pålagt å overholde alle NFPA-standarder som gjelder for arbeidsmiljøet. Nærmere bestemt håndhever NFPA-70E ««Standard for elektrisk sikkerhet på arbeidsplassen» (Standard for Electrical Safety in the Workplace) sikker arbeidspraksis for å beskytte menneskelige operatører mot store elektriske farer. Den omfatter arbeidsplassprosedyrer for å beskytte mot skader forårsaket av strømførende ledninger, deriblant elektriske støt, dødelig elektrosjokk, lysbuegnist og lysbueeksplosjon.

Når det utføres vedlikehold på elektriske kabinetter, må en tekniker først bekrefte på en trygg måte at det er spenningsløshet på innsiden av kabinettet i henhold til NFPA-70E. Vanligvis er denne testingen for spenningsløshet en manuell prosedyre (figur 1). Før kabinettet åpnes, må konstruktøren eller vedlikeholdsteknikeren bruke personlig verneutstyr, som omfatter heldekkende isolasjon med ansiktsdeksel, hjelm og hansker.

Figur 1: Før det utføres vedlikehold på innsiden av et elektrisk kabinett – som vises her med døren åpen – må elektronikken trygt testes for å bekrefte at det ikke er noen spenning (spenningsløshet). (Bildekilde: Panduit Corporation)

Noen kabinetter kan ha hundrevis av volt, så teknikeren må være forsvarlig beskyttet i tilfelle spenningene fortsatt er til stede. For eksempel kan en strømbryter oppleve funksjonssvikt og sitte fast i «PÅ»-posisjonen, eller en feilkonfigurasjon har ført til at den eksterne strømmen ikke har blitt slått av riktig.

Deretter må konstruktøren eller teknikeren slå av all strøm til kabinettets elektronikk ved å bruke en eller flere eksterne brytere. For å teste de interne spenningene brukes et håndholdt spenningsinstrument, for eksempel en probe eller et voltmeter, som må testes før bruk for å bekrefte korrekt drift. Dette omfatter å kontrollere at skjermen på instrumentet er på og at det ikke er noen indikatorer for lavt batteri.

Først når teknikeren er forsvarlig beskyttet og spenningsproben er klar til bruk, er det trygt for teknikeren å åpne kabinettet, som vist på figur 1. Konstruktører eller teknikere bekrefter – ved hjelp av spenningsinstrumentet – at det ikke er noen spenninger til stede på testpunkter og kontakter inne i kabinettet, og at alle kondensatorer er trygt utladet. Dette krever at de forsiktig plasserer de to spenningsprobene, den ene på spenningsstedet som skal testes og den andre på den tilknyttede jordterminalen. Dette må gjøres uten å forstyrre de eksisterende elektriske komponentene i kabinettet eller forflytte noen ledninger. Feilplassering av prober kan føre til falsk avlesning av spenningsløshet, eller i noen tilfeller skade interne komponenter. Det bekreftes visuelt at alle elektriske vifter inne i kabinettet er stoppet, noe som antyder at det ikke er noen gjenværende ladninger igjen.

Til slutt må de igjen teste at spenningsinstrumentet fungerer som det skal for å sikre at avlesningene for spenningsløshet var riktige og ikke forårsaket av en feil på utstyret. Først da kan nødvendig vedlikehold inne i kabinettet utføres.

Dette er en kompleks og tidkrevende prosess som er utsatt for operatørfeil på grunn av mange faktorer, deriblant distraksjon, utmatting eller forstyrrelser utenfra. Dette kan forsinke vedlikeholdet, og hvis det skulle oppstå en feil kan teknikeren utsettes for farlige spenninger, eller til og med utsette en ubeskyttet tekniker som er i nærheten av kabinettet for farlige spenninger.

Automatiske testere for spenningsløshet

Løsningen på denne manuelle prosessen er et automatisert system som kan teste for spenningsløshet inne i kabinettet før døren åpnes. Panduit Corporation har en løsning med sine VeriSafe AVT-er. Panduit AVT-er automatiserer hele prosessen med testing for spenningsløshet på innsiden av et kabinett, og inkluderer en selvtest av AVT-en før og etter spenningstesting.

AVT-en bruker en isolasjonsmodul montert inne i kabinettet som kobler redundante sensorledere til høyspenningsområder, samt nøytrale og jordede linjer. Isolasjonsmodulen er sikkert koblet til en batteridrevet indikatormodul som er montert i et utslagspanel i kabinettdøren. Når testknappen trykkes inn, utfører AVT-en først en selvtest av systemet. Hvis selvtesten til AVT-en mislykkes, indikeres feilen med røde lysdioder på knappen, og testingen stopper. Hvis selvtesten ble bestått, utfører isolasjonsmodulen deretter testing for alle tilstedeværende spenninger, samt for jordfeil.

Deretter utfører AVT-en en endelig selvtest. Lysdioder på testknappen gir uttrykk for enten suksess eller feil. Først etter at en vellykket test er fullført, og spenningsløshet er bekreftet, er det trygt for teknikeren å åpne kabinettdøren. Dette sparer tid og holder konstruktører, teknikere og operatører trygge, samtidig som det øker oppetiden og forbedrer produktiviteten.

Panduit VS-AVT-C08-L10 VeriSafe AVT-en er en AVT som er konstruert for industrielle kabinetter (figur 2). Isolasjonsmodulen kan monteres på en DIN-skinne eller direkte til kabinettet med skruer. Dette gir fleksibilitet under installasjon i eksisterende systemer. Den har tre par med sensorledninger på 3 meter (10 fot) for tilkobling til spenningsterminaler og er sikker for systemer på opptil 600 volt, vekselspenning eller likespenning.

Figur 2: Panduit VS-AVT-C08-L10 er en automatisert AVT med sensorledninger på 3 meter (10 fot) og en systemkabel på 2,5 meter (8 fot). Den kan brukes på systemer med vekselspenning eller likespenning. (Bildekilde: Panduit Corporation)

Den har en systemkabel på 2,5 meter (8 fot) som kobler isolasjonsboksen sikkert til indikatormodulen. Den lysegule indikatormodulen (uthevet i figur 3) har en liten fjærbryter over Panduit-logoen. Denne trykkes for å starte testen. Hvis begge selvtestene og spenningstestene fullføres, vil indikatormodulen lyse grønt på L1-, L2- og L3-lysdiodene for indikasjon av spenningstilstedeværelse. Hvis det detekteres farlige spenninger, vil en eller flere av detektorene for spenningstilstedeværelse lyse rødt. Dette bidrar til en sikker og pålitelig testmåte som sørger for at det ikke er noen farlige spenninger inne i kabinettet før kabinettdøren åpnes.

Figur 3: Indikatormodulen for Panduit AVT-systemene har en fjærbryter som begynner testen. Resultatene av selvtester og spenningstester indikeres av ulike grønne, gule og røde lysdioder i indikatormodulen. (Bildekilde: Panduit Corporation)

Den eksterne indikatormodulen er 48,6 millimeter (mm) i diameter, og den lysegule fargen skiller seg tydelig ut på en kabinettdør. Monteringsdiameteren er 30 mm med monteringsfeste øverst, slik at den enkelt kan monteres i et standard utslagspanel med spor på 30 mm som finnes på industrielle kabinettdører.

AVT-en drives av et industrielt litiumbatteri på 3,6-volt som er montert i indikatormodulen. Batteriet kan byttes ut ved å skru ut indikatormodulen. Dette gir ekstra sikkerhet siden kabinettdøren kan forbli lukket mens batteriet byttes ut.

For å oppnå økt pålitelighet er det to sensorledninger for hver av de tre spenningskontaktene, noe som gir redundans i tilfelle en ledning skulle kobles fra ved et uhell. VS-AVT-C08-L10 sine tre par med sensorledninger på 3 meter (10 fot) er ment for tilkobling til strømførende, nøytrale og jordede ledninger i et vekselspenningssystem. I et likespenningssystem vil disse ledningsparene være koblet til pluss-spenning, minus-spenning og jordledninger. I tillegg er det et fjerde par med sensorledninger for tilkobling til fysisk jording. Når AVT-en ikke er i drift, er hver av sensorledningene åpne i en høyimpedans-tilstand for ikke å forstyrre driften av elektronikken i kabinettet.

For hvert par med redundante ledninger, er det viktig at hvert enkelt par ikke er mekanisk tilkoblet samme kontaktpunkt, ellers vil sikkerheten og redundansen til ledningspar forringes. Hvert ledningspar må kobles til samme kabel et stykke fra hverandre, noe som gir redundans og forhindrer feil på ett enkelt kontaktpunkt.

Panduit sin AVT forbedrer operatørens sikkerhet og kan redusere behovet for personlig verneutstyr når vedkommende åpner kabinettet. Det er imidlertid viktig å merke seg at behovet for å bruke slikt verneutstyr fortsatt kan være nødvendig av grunner som ikke er relatert til AVT-enes spesifiserte egenskaper, for eksempel faktorer som nærliggende utstyr, andre aktiviteter i området og operatøropplæring. Derfor er det opp til den sikkerhetsansvarlige på et anlegg å avgjøre om bruken av Panduit sin AVT reduserer behovet for personlig verneutstyr under vedlikehold av kabinettet.

Gir uttrykk for spenningsløshet i nærvær av brannfarlige gasser

Panduit tilbyr VS-AVT2-C02L03 AVT-en for farlige steder, som er ment for kabinetter plassert i industrimiljøer der brannfarlige gasser kan være tilstedeværende (figur 4). Den har samme betjening og utseende som VS-AVT-C08-L10, bortsett fra at den er beregnet for drift på farlige «OSHA Class I Division 2»-klassifiserte steder der brannfarlige væsker brukes og oppbevares, men brannfarlige gasser kan fortsatt være til stede i atmosfæren.

Figur 4: VS-AVT2-CO2L03 er visuelt og betjeningsmessig lik VS-AVT-CO8-L10, men er konstruert for bruk på farlige «OSHA Class I Division 2»-klassifiserte steder. (Bildekilde: Panduit Corp.)

VS-AVT2-C02L03 har sensorledninger på 1 meter (3 fot) og en systemkabel på 0,6 meter (2 fot), og den gir sikker indikasjon om spenningsløshet slik at høye spenninger ikke utsettes for brennbare gasser når kabinettdøren åpnes.

Ettermontering av eksisterende systemer

For eksisterende elektriske kabinetter som ikke har innebygde sensorpunkter, eller for kabinetter som ikke kan kobles fra i en lengre periode for å installere sensorkontaktpunkter, tilbyr Panduit VS-AVT-RKP1 AVT-en for ettermontering. Den har alle de samme komponentene som Panduit VS-AVT-C08-L10 AVT-en, inkludert sensorledninger på 3 meter (10 fot ) og en systemkabel på 2,5 meter (8 fot), men den inkluderer også et VeriSafe gjennomborende kontakt-sett (figur 5).

Figur 5: VS-AVT-RKP1 AVT-en for ettermontering leveres med et gjennomborende kontakt-sett for kabinetter som ikke kan frakobles under installasjon av sensorkontakter. (Bildekilde: Panduit Corp.)

Dette er en plassbesparende måte å ettermontere et kabinett for en AVT på, uten at det går på bekostning av integriteten til eksisterende ledere. Det er hensiktsmessig for hurtig anboring av ledere med en tykkelse på 2,1 mm2 til 13,3 mm2 (14 til 6 AWG) uten å kutte eller avisolere. Dette er tidsbesparende og muliggjør rask og sikker installasjon av Panduit AVT-en – uten omfattende nedetid. Den inkluderer også tolv buntebånd og seks buntebåndankerfester for å holde sensorledningene trygt unna eksisterende elektronikk.

Konklusjon

Det er høy prioritet i industrianlegg å holde konstruktører, teknikere og operatører trygge mot farlige spenninger. Elektriske kabinetter kan inneholde hundrevis av volt, så det må derfor bekreftes at de ikke har noen spenninger på innsiden før kabinettet åpnes for vedlikehold. AVT-er gir en sikker, enkel og effektiv måte å automatisere testing for spenningsløshet på innsiden av kabinettet før døren åpnes. Dette opprettholder sikkerheten og gir samtidig tidsbesparelser og forbedrer produktiviteten.