Urządzenia Dla Energetyki 6/2012 by Urządzenia dla Energetyki

Urządzenia Energetyki dla

Specjalistyczny magazyn branżowy ISSN 1732-0216 INDEKS 220272

Nr 6/2012 (65)

w tym cena 16 zł ( 8% VAT )

|www.urzadzeniadlaenergetyki.pl| • UESA – Energia w zarządzaniu • INTROL – Jak skutecznie mierzyć przepływ gorących cieczy? Bezinwazyjnie! • • BAKS – Trasy Kablowe • HOPPECKE – „Norma bateryjna” PN-EN 50272-2 – jej interpretacja i zastosowanie w praktyce • • LANGE ŁUKASZUK – Obróbka kabli elektrycznych • HITACHI – Nowoczesne narzędzia bateryjne z bateriami 4 AH •

urządzenia dla energetyki 6/2012 (65)

APARATURA ŁĄCZNIKOWA

ARS pro

NOWA RODZINA ROZŁĄCZNIKÓW IZOLACYJNYCH BEZPIECZNIKOWYCH LISTWOWYCH

do aplikacji, w których wymagana jest niezawodność i bezpieczeństwo uniepalnione tworzywa sztuczne o najwyższej klasie palności V0 podstawa termoutwardzalna, wykonana z bezhalogenowego, samogasnącego poliestru, wzmacnianego włóknem szklanym komory gaszeniowe wyposażone w płytki dejonizacyjne specjalna konstrukcja styków, zapewniająca lepsze gaszenie łuku elektrycznego oraz mniejsze straty mocy

ENERGIA

bezpiecznie połączona

w w w.ap ato r.co m

ZUŻYTE BATERIE I AKUMULATORY MOŻESZ ODDAĆ ZA DARMO!

Zużyte baterie zanieś do miejsc odbioru zużytych baterii i akumulatorów, sklepów o powierzchni powyżej 25m2 i hurtowni handlujących tym asortymentem lub do punktów serwisowych. Wszędzie tam oddasz zużyte baterie i akumulatory za darmo. Producenci baterii przemysłowych, tacy jak HOPPECKE, mają obowiązek odbierać od użytkowników końcowych zgłoszone przez nich zużyte baterie i akumulatory przemysłowe.

od redakcji

Spis treści n WYDARZENIA I INNOWACJE Auto zasilane… powietrzem......................................................................6 Jak bateria powietrza......................................................................................8 Słońce nad Tokelau........................................................................................ 10 Ponad 50.000 godzin pracy biogazowego silnika GE w niemieckim browarze...................................................................... 12 Fantastyczna ergonomia, świetna jakość i nowatorskie rozwiązania w zakresie komunikacji!............ 14 Doładowanie z buta...................................................................................... 16 n technologie, produkty informacje firmowe Energia w zarządzaniu................................................................................. 20 Jak skutecznie mierzyć przepływ gorących cieczy? Bezinwazyjnie!............................................................................................ 24 Innowacyjne koryta kablowe firmy OBO Bettermann............ 28 Trasy Kablowe................................................................................................... 31 Ormazabal Polska schodzi do podziemia........................................ 34 Kontrola jakości ograniczników przepięć wytwarzanych w Apator S.A.............................................................. 38 C175. Więcej mocy, to piękna rzecz.................................................... 42 Systemy tłumienia i kontroli drgań w liniach przesyłowych........................................................................ 44 Wady rejestratorów zakłóceń elektrycznych firmy TRONIA............................................................................................... 48 SPRECON-E – zdalny system sterowania i automatyki............ 50 „Norma bateryjna” PN-EN 50272-2 – jej interpretacja i zastosowanie w praktyce......................... 52 Rozwój Systemu MASTER 3 SE............................................................... 70 Co nowego w dziedzinie sztucznej fotosyntezy?...................... 73 n transport szynowy technologie, produkty Liczniki osi – moda czy konieczność stosowania?..................... 56 Firma Kontron uzyskała certyfikat IRIS............................................... 60 n eksploatacja i remonty Obróbka kabli elektrycznych................................................................... 62 Nowoczesne narzędzia bateryjne Hitachi z bateriami 4 AH........................................................................................ 66

Wydawca Dom Wydawniczy LIDAAN Sp. z o.o. Adres redakcji 00-241 Warszawa, ul. Długa 44/50 lok. 109 tel.: 22 812 49 38, fax: 22 810 75 02 e-mail: redakcja@lidaan.com www.lidaan.com

Urządzenia Energetyki dla

Prezes Zarządu Andrzej Kołodziejczyk tel. kom.: 502 548 476, e-mail: andrzej@lidaan.com Dyrektor ds. reklamy i marketingu Dariusz Rjatin tel. kom.: 600 898 082, e-mail: darek@lidaan.com Zespół redakcyjny i współpracownicy Redaktor naczelny: mgr inż. Marek Bielski, tel. kom.: 500 258 433, e-mail: marek.w.bielski@gmail.com Dr inż. Andrzej Maciej Maciejewski, tel. kom.: 601 991 000, e-mail: andrzej.maciejewski3@neostrada.pl Sekretarz redakcji: mgr Marta Olszewska tel. kom.: 531 266 287, e-mail: marta.is.roxy@gmail.com Dr inż. Wojciech Żurowski, doc. dr Valentin Dimov (Bułgaria), Inż. Armand Kehiaian (Francja), prof. dr hab. inż. Andrzej Krawczyk, prof. dr hab. inż. Krzysztof Krawczyk, dr inż. Jerzy Mukosiej, prof. dr hab. inż. Andrew Nafalski (Australia), prof. dr hab. inż. Andrzej Rusek, prof. dr inż. Wiesław Seruga, prof. dr hab. Jacek Sosnowski, mgr inż. Leon Wołos, prof. dr hab. inż. Czesław Waszkiewicz, prof. dr hab. inż. Jerzy Ziółko Redaktor Techniczny Robert Lipski, info@studio2000.pl Fotoreporter: Zbigniew Biel Opracowanie graficzne: Robert Lipski, Piotr Wachowski, www.studio2000.pl Redakcja nie odpowiada za treść ogłoszeń. Redakcja zastrzega sobie prawo przeprowadzania zmian w tekstach, np. adiustowania lub skracania, a także nieodsyłania materiałów nie zakwalifikowanych do druku. Przedruk, a także publikacja w innej formie, np. elektronicznej w internecie, tylko za zgodą wydawcy i właściciela praw autorskich.

Współpraca reklamowa: apator........................................................................................................................................II baks........................................................................................................................................... 33 belma..........................................................................................................................................7 bezpol..................................................................................................................................... 11 computers & control.................................................................................................. 17 eaton....................................................................................................................................... 15 enea operator................................................................................................................... 23 energetab............................................................................................................................. 65 energetics............................................................................................................................ 59 energetykacieplna.pl.................................................................................................. 53 energoaudyt..................................................................................................................... 18 energoelektronika.pl................................................................................................. 16 eneria cat.................................................................................................................................I expopower........................................................................................................................... 55 flir............................................................................................................................................. 69 frauscher............................................................................................................................ 57 hitachi.................................................................................................................................... 67 hoppecke..................................................................................................................................3 imefy......................................................................................................................................... 14 introl...................................................................................................................................... 27 kontron................................................................................................................................. III KPB Intra polska.................................................................................................................9 lange łukaszuk................................................................................................................ 63 obo bettermann.............................................................................................................. 10 ormazabal.......................................................................................................................... 37 petroeltech........................................................................................................................ 71 polimex mostostal – zrew...................................................................................8, 13 sig-mont................................................................................................................................ 56 sprecher automation POLSKA................................................................................. IV tavrida electric..................................................................................................................5 tronia..................................................................................................................................... 49 uesa.......................................................................................................................................... 19

urządzenia dla energetyki 6/2012

wydarzenia i innowacje

Auto zasilane… powietrzem Czyżby marzenia o tanim, prawdziwie ekologicznym, bo tankowanym po prostu powietrzem samochodzie miały się spełnić? Wiele wskazuje na to, że niewykluczone. Póki co, w Indiach powstał prototyp trzyosobowego pojazdu napędzanego sprężonym powietrzem.

uto, dla ścisłości nazywane jednak skuterem – choć w zamkniętej kabinie mieszczące trzech dorosłych pasażerów (wliczając w to kierowcę) i jedno dziecko – wyprodukował indyjski koncern Tata Motors, specjalizujący się w tanich samochodach. Silnik dla AirPoda opracowała natomiast francuska firma Motor Development International (MDI), która specjalizuje się w bezspalinowych silnikach od wczesnych lat 90. ub. wieku. Niskie koszta eksploatacji to oczywiście również domena nowego, nietypowego pojazdu – o nazwie AirPod. Żeby go „zatankować”, wystarczy podjechać pod kompresor. Jak wyliczono, 100 kilometrów przejechanych takim samochodem, czy jak chce producent „skuterem”, kosztować będzie tylko pół euro.

Auto różni się nieco od swojego poprzednika – również napędzanego powietrzem prototypu Mini Cat Air car, który miał wejść do sprzedaży jeszcze w tym roku (za cenę 8 200 dolarów amerykańskich) – korzysta bowiem nie tylko z powietrza skompresowanego w zbiornikach, ale również zassanego z zewnątrz. Airpod ma też system awaryjny – w razie braku kompresora kierowca może skorzystać z małej sprężarki elektrycznej. Mechanizm działania napędu pneumatycznego jest dość prosty i wykorzystywany w projektach samochodów jeszcze w XIX wieku. W silniku sprężonego powietrza tłoki, które obracają wał korbowy napędzając pojazd, poruszane są przez powietrze, a nie paliwo ciekłe. Jak łatwo się domyślić, zapas sprężonego powietrza bez trudu uzupełnić

można na niemal każdej stacji benzynowej, korzystając ze zwykłego kompresora do pompowania kół. Co więcej, po jednorazowym takim „tankowaniu” i na pełnym zbiorniku auto przejechać może aż 200 km. Maksymalna prędkość, jaką rozwinąć może AirPod wynosi natomiast 80 km/h, co w zupełności wystarczy do sprawnego przemieszczania się mieście. Póki co, prototyp najnowszego produktu Tata Motors znajduje się w fazie testów, jest jednak szansa na to, że niebawem trafi do regularnej sprzedaży – najpierw (co za niespodzianka) tylko w Stanach Zjednoczonych. Według nieoficjalnych informacji pojazd kosztować ma w przeliczeniu ok. 15 tys. zł. n

urządzenia dla energetyki 6/2012

PSZC-4

Bydgoskie Zakłady Elektromechaniczne BELMA S.A. ul. Łochowska 69 86-005 Białe Błota Tel.: +48 52 36 36 201 Fax.: +48 52 36 36 203 e-mail: bze@belma.com.pl

BELMA bezpieczeństwo dla pokoleń / safeness for generations

15%

rab

atu *

TA B

TA R

ER GE

20 1

wp Za aw pra Tar ilo sza ga n ie ch my R, Bie do sto lsk od isk ich wie któ o1 dz re n en od aM ia bę ięd na dą sze zyn się go a wd rod sto ow nia isk yc ch a hE 11 ne -14 rge wr tyc ze zn śn yc ia h 20 12 r. ,

www.belma.com.pl

*j e sk dno o na rzys razo na tan wy szy ia 1 m z ra 5 % sto ba rab isk tu a u w jes t tar pa t ok gow wil aza y o on ie nie o bowi R w gł ąz cz osze uje d as ie nia l o ko tra ub ńc wn a ia same 201 ME g 2 TB o ku r., w EN po aru ER nu n GE rab kiem TA ato B 2 we 01 go 2

PŁK-10 K-10 KS-2

KS-1

wydarzenia i innowacje

Jak bateria powietrza

Fot. Ibm

ddychająca bateria i stojąca za nią technologia STAIR (St Andrews Air technology) opracowane zostały w ramach projektu „Battery 500” (taką nazwę nosi nowa bateria IBM) zakładającego zaprojektowanie baterii przeznaczonej dla samochodów elektrycznych, która mogłaby zasilać auto przez 500 mil (ok. 800 km). Mechanizm działania Battery 500 opiera się na pobieraniu przez nią tlenu z powietrza, co możliwe jest dzięki mikroskopijnym przestrzeniom we wnętrzu głównej komory, gdzie w wyniku reakcji z jonami litu na katodzie powstaje nadtlenek litu. Uwalniane przezeń elektrony dostarczają energię niezbędną do pracy silnika. Doładowywanie odbywa się także przy udziale tlenu, który uwalniany jest po jej wyczerpaniu. Naukowcy obliczyli, że jedno ogniwo oddychającej baterii może wyprodukować 10 razy więcej energii niż ogniwo baterii standardowej. Imponujący jest

Fot. Ibm

Na oryginalny pomysł zasilania samochodów elektrycznych wpadli naukowcy zatrudnieni w laboratoriach firmy IBM – stworzyli oni baterię, która wytwarza energię, czerpiąc tlen z powietrza. Ciekawie zapowiadający się projekt to kolejna, niewykluczone, że perspektywicznie dość istotna, próba uniezależnienia się od paliw kopalnych w przemyśle motoryzacyjnym.

również zasięg, jaki mogłoby pokonać auto napędzane za pomocą takiej baterii – wynosi on 700 km, co stanowi wartość nieporównywalną z dotychczasowymi wynikami uzyskiwanymi w samochodach elektrycznych.

Problemem, z jakim zmierzyć muszą się teraz inżynierowie IBM, pozostaje jednak póki co rozmiar baterii. Jej twórcy zakładają, że na rynku mogłaby się pojawić dopiero w okolicach roku 2020. OM n

onferencji

k Nowe miejsce

TRANSFORMATORY ENERGETYCZNE I SPECJALNE projekt, produkcja, eksploatacja

www.krolkazimierz.pl

KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA

TEMATYKA KONFERENCJI

KONTAKT

Tematyka konferencji obejmuje zagadnienia z zakresu transformatorów energetycznych i specjalnych, a w szczególności: – problemy eksploatacyjne, – diagnostyka, próby i badania, – nowoczesne metody obliczeniowe i projektowanie, – remonty i modernizacje, – aktualne trendy rozwojowe.

Małgorzata Siedlarek – Sekretarz Organizacyjny Polimex-Mostostal S.A. Zakład ZREW Oddział Transformatory 92-412 Łódź, ul. Rokicińska 144 tel. 42 671 86 15 fax 42 671 86 16 e-mail: malgorzata.siedlarek@polimex.pl

W ramach konferencji zostaną zaprezentowane referaty wiodących ośrodków naukowych, przedsiębiorstw reprezentujących energetykę zawodową, placówek naukowo-badawczych oraz firm współpracujących z energetyką.

www.polimex.pl

Krzysztof Majer – Sekretarz Naukowy Politechnika Łódzka Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych 90-924 Łódź, ul. Stefanowskiego 18/22 tel.: 42 631 25 71, 42 631 25 81 fax 42 636 23 09 e-mail: majer@p.lodz.pl

KAZIMIERZ DOLNY 3-5 października urządzenia dla energetyki2012 6/2012

wydarzenia i innowacje

Fot. NASA

Słońce nad Tokelau

a świecie przybywa miejsc, które rezygnują z opartych na degradujących środowisko sposobach zasilania i w pełni przestawiają się na odnawialne źródła energii. Ostatnio do tej prekursorskiej grupy dołączyło Tokelau – niewielkie, złożone z trzech wysp ulokowanych na Pacyfiku, w południowo-zachodniej Polinezji, państwo. Bajecznie piękne atole koralowe: Atafu, Nukunonu i Fakaofo, tworzące to nietypowe, nie posiadające jednej stolicy (każdy atol ma własny ośrodek administracyjny) państewko, które stanowi dziś terytorium zależne Nowej Zelandii, staną się wkrótce w pełni samowystarczalne energetycznie – dzięki wykorzystaniu swojego naturalnego potencjału, jakim jest nasłonecznienie. Na Tokelau, którego łączna powierzchnia liczy 12 kilometrów kwadratowych, panuje bowiem klimat tropikalny, zaś średnia roczna temperatura wynosi ok. 28 C, co tworzy warunki wręcz idealne do przejścia na system energetyczny w całości oparty na fotowoltaice. Taką właśnie decyzję podjęły władze Tokelau, decydując o zainstalowaniu na wyspach 4 032 paneli fotowoltaicznych, 392 inwerterów oraz 1 344 akumulatorów, co obok korzyści ekonomicznych i politycznych – pełna samowystarczalność energetyczna, będzie mieć zbawienny wpływ na ekosystem, chroniony wreszcie przed rujnującymi emisjami dwutlenku węgla. Dotychczas Tokelau, by pokryć zapotrzebowanie na energię swoich mieszkańców, musiało spalać ok. 200 l ropy dziennie. Dzięki fotowoltaice ograniczone zostanie jej zużycie do zera, co przyniesie też spore oszczędności, wynikające z eliminacji konieczności transportu paliwa Wykonawca tej ambitnej inwestycji to nowozelandzka firma PowerSmart. Zajmie się ona budową trzech małych sieci energetycznych (po jednej na każdy atol) i zapewnieniem niezawodności wystawionych na działanie panującej w powietrzu wilgoci urządzeń. Pomimo bowiem dobrych warunków, jakie daje wysokie nasłonecznienie wysp, konstruktorzy będą musieli zmierzyć się z narażającymi system fotowoltaiczny na szwank warunkami tropikalnej pogody. Przy odpowiednio dobranych, wysokiej jakości materiałach tworzących sieć, skonstruowanie funkcjonalnego, trwałego i niezawodnego systemu nie powinno jednak nastręczać większych trudności. Według zapowiedzi, nowy systemenergetyczny zostanie oficjalnie uruchomiony już pod koniec września tego roku. Zwrot inwestycji odbędzie się w czasie krótszym niż dziesięć lat. n

urządzenia dla energetyki 6/2012

wydarzenia i innowacje

Ponad 50.000 godzin pracy biogazowego silnika GE w niemieckim browarze

• Projekt w browarze Bitburger potwierdza rosnącą popularność kogeneracji w Europie. • Oszczędności energii pierwotnej sięgające 10 procent dzięki efektywnej pracy instalacji. • Niezawodny i elastyczny paliwowo silnik gazowy J312 to kolejny produkt realizujący ideę ecomagination.

asilana silnikiem gazowym GE elektrownia kogeneracyjna w niemieckim browarze Bitburger przekroczyła 50.000 godzin pracy. Jednostka działa na bazie silnika gazowego Jenbacher J312 posiadającego certyfikat ecomagination. Przetwarza biogaz (gaz powstały w wyniku biologicznego rozpadu masy organicznej) na elektryczność, parę i ciepłą wodę, które są następnie wykorzystane w procesie produkcji piwa. Od uruchomienia elektrowni kogeneracyjnej w 2005 roku, browar cieszy się stabilniejszymi dostawami prądu i zdołał obniżyć emisję dwutlenku węgla o 10.000 ton. Dzięki zastosowaniu nowej technologii opartej o biogaz, jednostka oferuje też wyższą wydajność oraz większe oszczędności w stosunku do wykorzystywanego wcześniej kotła parowego. Biogaz, powstający jako produkt uboczny procesu uzdatniania wody używanej do produkcji piwa, jest spalany przez silnik Jenbacher, który przetwarza go na elektryczność i ciepło. W ten sposób technologia pozwala browarowi zaoszczędzić około 10% energii pierwotnej. Projekt jest przykładem realizacji inicjatywy ecomagination, której celem jest dostarczanie innowacyjnych rozwiązań pozwalających na maksymalne wykorzystanie zasobów, zwiększenie wydajności i poprawę efektywności działania. “Technologia kogeneracji bazująca na silnikach GE Jenbacher pozwala na realizację naszych celów w zakresie zużycia energii i ochrony środowiska równocześnie redukując koszty. Ten projekt jest kontynuacją ścisłej współpracy między naszymi firmami, która na przestrzeni ostatnich 20 lat zaowocowała zakupem kilku silników Jenbacher” - powiedział Dr Johannes Hankes, kierownik działu technologicznego w browarze Bitburger. „Obok silnika gazowego J312, w browarze zainstalowane są dwa inne silniki Jenbacher, które wykorzystujemy do napędu mechanicznego”. Browar Bitburger zlokalizowany jest w Bitburgu w Niemczech. Miejscowość

położona jest niedaleko Trewiru, przy granicy z Luksemburgiem. Założona w 1817 r. firma oferuje jedno z najchętniej kupowanych piw w Niemczech. Grupa Bitburger posiada w Niemczech pięć browarów i wyprodukowała w 2011 roku ponad 7.5 miliona hektolitrów piwa. “Współpraca z Bitburger pozwoliła nam opracować technologie sprofilowane do potrzeb browaru” - powiedział Rafael Santana, kierujący działem silników gazowych w GE Energy. “Silniki gazowe wykorzystane w browarze cechuje duża elastyczność, dzięki której mogą spalać gazy o różnorodnej charakterystyce, od biogazu po gaz ziemny. Ich sprawdzona niezawodność i dyspozycyjność to kluczowe czynniki, które umożliwiły przekroczenie 50.000 godzin pracy”. Silnik gazowy Jenbacher J312 zainstalowany w browarze produkuje 624 kilowaty elektryczności i 700 kilowatów energii termalnej, w tym 330 kilowatów pary. Silnik może spalać gaz ziemny lub biogaz będący produktem ubocznym powstałym w procesie produkcji – po-

zwala to browarowi na niezależność energetyczną i niezakłócone działanie w przypadku awarii sieci. J213 należy do grupy silników gazowych GE typu 3. Podobnie jak inne jednostki tego rodzaju, charakteryzuje się niskim zużyciem paliwa i gwarantuje maksymalną wydajność sięgającą 90 procent. Odznacza się także zastosowaniem zaawansowanych rozwiązań technicznych i wysokim stopniem niezawodności. GE dostarczyło około 2.200 silników Jenbacher dla projektów energetyki rozproszonej realizowanych w Niemczech. Jednostki te stanowią przeszło 18 procent globalnej floty silników Jenbacher i łącznie produkują energię, która odpowiada średniemu zapotrzebowaniu 3 milionów europejskich domów. Udana współpraca z browarem Bitburger to przykład zaangażowania GE w rozwój przemysłu spożywczego. Rozwiązania w obszarze zarządzania energią, kogeneracji czy przetwarzania paliw odpadowych stanowią istotny wkład w działanie firm tego sektora, a także społeczności, w których prowadzą one swoją działalność. Realizowany dla browaru projekt wykorzystuje kompleksowe rozwiązania GE w zakresie energetyki rozproszonej, które obejmują technologie wytwarzające od 100 kilowatów do 100 megawatów. Stanowi tym samym doskonałą ilustrację sposobu, w jaki technologie te pomagają klientom na całym świecie wytwarzać we własnym zakresie bardziej niezawodny prąd i ciepło. Browary to segment tradycyjnie korzystających z rozwiązań z obszaru rozproszonej produkcji energii na własne potrzeby. W związku z wdrażaniem federalnego planu przejścia na odnawialne źródła energii, kogeneracja staje się w Niemczech coraz popularniejsza. Podobny proces można zaobserwować w całej Europie, gdzie system zachęt dla wdrażania technologii kogeneracji stanowi kluczowy element unijnej inicjatywy 20-20-20. n

urządzenia dla energetyki 6/2012

TRansfoRmaToRy mocy

Polimex-Mostostal S.A. Zakład ZREW Oddział Transformatory ul. Rokicińska 144, 92-412 Łódź tel. 42 671 86 00, fax 42 671 86 02 e-mail: transformatory@polimex.pl, www.polimex.pl

wydarzenia i innowacje

Fantastyczna ergonomia, świetna jakość i nowatorskie rozwiązania w zakresie komunikacji! FLIR Systems po raz kolejny wprowadza na rynek rozwiązania w zakresie termowizji, jakich jeszcze nie było. Nowa seria FLIR T400 jest kolejnym dowodem na pionierskie podejście, niedoścignione doświadczenie w zakresie projektowania, produkcji i innowacyjności oferowanych urządzeń detekcji promieniowania podczerwieni. Wielospektralne, dynamiczne zobrazowanie (MSX), to najnowsza (w trakcie procesu patentowego) funkcja kamer termowizyjnych firmy FLIR Systems polegająca na tworzeniu bardziej szczegółowego, ostrzejszego obrazu, co pozwala operatorowi na lepszą identyfikację szczegółów. Funkcja ta polega na zwiększaniu, w czasie rzeczywistym kontrastu w obrazie termowizyjnym wykorzystując wysokiej rozdzielczości pasmo wizyjne. Dzięki nowej funkcji MSX obrazy wyglądają na ostrzejsze, zawierają więcej informacji, co w efekcie redukuje czas analizy i tworzenia raportów. n

urządzenia dla energetyki 6/2012

wydarzenia i innowacje

Wśród wielu praktycznych wynalazków, wykorzystujących do pozyskania energii elektrycznej potencjał zawarty w ludzkim ciele, na uwagę zasługują zwłaszcza genialne w swojej prostocie kenijskie… wkładki do butów. Umożliwiają one ultra tanie i proste naładowanie telefonu komórkowego podczas zwykłej przechadzki.

ynalazek jest dziełem kenijskiego studenta 24-letniego Anthony’ego Mutua, który stworzoną przez siebie technologię zaprezentował podczas Tygodnia Nauki i Innowacji w Nairobi. Rozwiązanie bazuje na nowoopracowanym super cienkim układzie kryształów, który po umieszczeniu w podeszwie buta, produkuje energię elektryczną pod wpływem jego nacisku na podłoże. Energia gromadzi się, gdy nosząca go osoba spaceruje i poprzez cienki kabel dostarczana jest ona z obuwia do kie-

szeni, w której znajduje się telefon. Urządzenie można również ładować natychmiast po spacerze, gdyż kryształki mają zdolność przechowywania prądu. Ten nowatorski patent pozwala oczywiście uporać się z brakiem sieci energetycznej, przynajmniej, jeśli idzie o utrzymanie łączności za pośrednictwem telefonu komórkowego. Koszty obiecującego projektu, w wysokości ponad 6 tysięcy dolarów, finansuje kenijska Krajowa Rada Nauki i Technologii (NCST), która zobowiązała się również do wsparcia masowej produk-

cji układu, z nadzieją dotarcia do większej grupy odbiorców. NCST zamierza wspierać wynalazcę do czasu, aż wkładki zostaną dopracowane na tyle, by można było rozpocząć ich sprzedaż. Instytucja przyznaje też, że w przypadku większości finansowanych przez nią innowacji niezbędne jest zainteresowanie nimi wielkich koncernów, które mogą upowszechnić ich produkcję. Gdy wkładki pojawią się na rynku, przewidywany koszt jednej z nich nie powinien przekroczyć 46 dolarów. OM n

urządzenia dla energetyki 6/2012

Fot. AfricanSpotlight

Doładowanie z buta

COMPUTERS & CONTROL

ul. Hutnicza 10, 40 - 241 Katowice

tel.+48 32 204 25 28, fax:+48 32 204 25 31 www.computers-and-control.pl e-mail: cc.biuro@candc.pl

Oferowane urz¹dzenia i us³ugi: - terminale zabezpieczeniowe WN - UTXvZRP,UTXvZ,UTXvRP,UTXvD/S - zabezpieczenie szyn zbiorczych UTXvMSZ - zabezpieczenie rezerwa wy³¹cznikowa UTXvLRW - terminale zabezpieczeniowe SN UTXvL, UTXvP, UTXvSZR - zabezpieczenia ró¿nicowopr¹dowe transformatorów UTXvTR2,3,4 - zabezpieczenie autonomiczne UTXvA - stacyjne systemy zak³óceñ dla SE 400/220/110/SN kV ARCHI 9000 - regulatory napiêæ i mocy biernej UTXvRNT2,3, UTXvRNTQ2,3 - rejestratory zak³óceñ sieciowych ARCHI 900 - rejestratory jakoœci energii elektrycznej ARCHI LGU EQ - rejestratory zdarzeñ, centralne sygnalizacje CSS 4E - koncentratory telemechaniki i SSiN XSERWERY - oprogramowanie systemowe , steruj¹ce i komunikacyjne - DNP 3.0 XMD-CCbus, IEC 61850, IEC 870-5-103, CANBUS, P802.x, TCP/IP - Cyfrowe Testery Zabezpieczeñ KINGSINE - WskaŸniki przep³ywu pr¹du zwarciowego Nortroll

technologie, produkty – informacje firmowe

Energia w zarządzaniu Proces zużycia energii jest jednym z kluczowych obszarów optymalizacji działań produkcyjnych. Przerwy w zasilaniu oraz problemy z jego jakością mogą powodować liczne przestoje produkcyjne – a w konsekwencji straty finansowe. Częstym problemem pozostaje również kwestia wewnętrznych rozliczeń i gospodarowania energią – koniecznością dla ich efektywności jest bowiem posiadanie informacji o zużyciu energii elektrycznej przez poszczególne odbiory i linie produkcyjne.

naczenie dobrze zoptymalizowanego procesu zużycia energii elektrycznej jest nieocenione dla każdego zakładu produkcyjnego, niezależnie od branży, w której funkcjonuje firma. Jest procesem, który podobnie jak każdy inny na płaszczyźnie zarządzania działalnością przedsiębiorstwa powinien dążyć do zwiększenia jego konkurencyjności i efektywności kosztowej. Świadomie prowadzona ocena sposobu użytkowania energii, eliminacja słabych ogniw w tym procesie oraz racjonalizacja jej użycia, nawet w krótkiej perspektywie czasu może przynieść wymierne korzyści biznesowe - podkreśla Marek Chromik, Dyrektor Generalny firmy uesa Polska Sp. z o.o., która w praktyce swojej działalności miała okazję sprostać wyzwaniom problemów w obliczu, których staje wiele zakładów produkcyjnych. Najważniejsze cele, które zostały postawione przed nami jako dostawcą urządzeń rozdziału energii oraz rozwiązań z zakresu automatyki przemysłowej przez jednego z klientów, który borykał się z zawodnością zasilania, to przede wszystkim zwiększenie niezawodności produkcji poprzez poprawę gospodarki mediami, określenie dokładnych kosztów związanych z wyprodukowaniem danego produktu, funkcjonowaniem danej linii produkcyjnej a także poznanie potrzeb zakładu w celu dopasowania taryf energetycznych. W tym celu koniecznością było m.in. poznanie udziału poszczególnych elementów w kosztach energii elektrycznej , a w konsekwencji podjęcie odpowiednich działań modernizacyjnych – podkreśla Marek Chromik. Tak jak w wielu innych przypadkach, tak i również w tym, problemy, których doświadczał zakład produkcyjny były konsekwencją dwóch zmiennych: przestarzałych urządzeń oraz zawodności zasilania po stronie dostawcy energii. Były

to główne motywy skłaniające zakład produkcyjny do decyzji o wybudowaniu nowej stacji transformatorowej i przeniesienia do niej sieci zasilającej.

niezawodność stacji transformatorowej. Dla zakładu produkcyjnego borykającego się dotychczas z licznymi awariami, kosztownymi dla ciągłości

Rozładunek stacji transformatorowej u klineta (stacja trafo 2 x 1250 kVA składała się z trzech betonowych kontenerów)

Krok ku efektywności

Cały proces prowadzący do zwiększenia efektywności zarządzania energią rozpoczął się od opracowania ogólnej koncepcji przebudowy stacji transformatorowej oraz prognozy przyszłych potrzeb zakładu produkcyjnego. Podjęte zostały również rozmowy z zakładem energetycznym, dotyczące jakości zasilania i problemów jakich doświadcza zakład produkcyjny. Zaproponowana została koncepcja zbudowania układu samoczynnego załączania rezerwy (SZR) na średnim napięciu w przypadku zaniku zasilania na jednej z linii zasilających oraz na niskim napięciu w przypadku, na przykład awarii transformatora. Zarówno po stronie niskiego, jak i średniego napięcia zostały zastosowane urządzenia zwiększające ogólną

produkcji, priorytetem pozostawała najwyższa jakość stosowanych rozwiązań – podkreśla Marek Chromik. Przedsiębiorstwo chciało również zyskać możliwość bieżącego monitoringu na dwóch płaszczyznach - z jednej strony – zużycia energii na poszczególnych ciągach produkcyjnych – z drugiej strony – w zakresie jakości zasilania - tak aby w przyszłości móc efektywnie prowadzić negocjacje z dostawcą energii, w sytuacji wystąpienia np. zapadów napięć.

Średnie napięcie

Po stronie SN zastosowano nowoczesną rozdzielnicę SN izolacji sześciofluorku siarki typu 8DJH produkcji SIEMENS. Nowatorskim rozwiązaniem było wykorzystanie po stronie SN „kombino-

urządzenia dla energetyki 6/2012

technologie, produkty – informacje firmowe

Przekładniki SN „kombinowane” (napięciwo-prądowe)

wanych” przekładników napięciowo-prądowych. Dzięki temu w kanale kablowym pod rozdzielnicą SN udało się zmieścić pomiar energii dwóch sekcji. Przekładniki te były dodatkowo w części prądowej - dwurdzeniowe, natomiast w części napięciowej - dwuuzwojeniowe. Po jednym uzwojeniu wykorzystano na potrzeby układu pomiarowego dla zakładu energetycznego, drugie natomiast zostało przeznaczone dla inwestora do monitoringu zużycia i jakości energii.

formatorowej użytkownik czy główny energetyk ma możliwość wglądu w podstawowe parametry pracy sieci. Ze swojego komputera może zdalnie sprawdzić czy sieć zasilająca jest w porządku, która z sieci zasilających jest aktualnie wykorzystywana oraz co dzieje się na poszczególnych odpływach w rozdzielnicy niskiego napięcia. Istnieje również możliwość aby użytkownik zdalnie, z pomocą komputera sterował urządzeniami stacji transformatorowej.

Niskie napięcie

Dzięki zastosowanym rozwiązaniom zakład produkcyjny zyskał szereg wymiernych korzyści. Przede wszystkim na podstawie dokonywanych pomia-

Po stronie niskiego napięcia zastosowano rozdzielnicę typu PRISMA PLUS. Są to urządzenia wysokiej klasy produkcji Schneider Electric. Rozdzielnica została tak zaprojektowana i przygotowana, aby umożliwić dokonywanie pomiarów na poszczególnych odpływach. Dzięki temu możliwe było połączenie z systemem monitoringu. Poprzez takie rozwiązanie przedsiębiorstwo może z pełną świadomością, w oparciu o generowane raporty dążyć do optymalizacji produkcji i pracy urządzeń.

Funkcjonalność rozwiązań

rów przedsiębiorstwo może zdefiniować najbardziej korzystną dla swojego cyklu produkcyjnego taryfę energetyczną. W dalszej perspektywie przedsiębiorstwo decydujące się na tego typu inwestycje może również efektywniej zarządzać procesem produkcyjnym określić najbardziej energochłonne stanowiska w zakładzie, a co za tym idzie zastanowić się nad ich potencjalną modernizacją. System umożliwia taki sposób planowania procesu produkcji, aby uruchamiać poszczególne maszyny w określonej sekwencji a w konsekwencji nie przekraczać mocy zamówionej, co wiąże się zawsze ze znacznymi opłatami. Możliwe staje się również

Strażnik mocy

Dostarczony został również strażnik mocy, czyli układ mierzący pobieraną energię i moc chwilową w odniesieniu do mocy zamówionej. W przypadku predykcji przekroczenia mocy zamówionej zastosowany układ odłącza mniej istotne odpływy tak, aby odbiorca nie musiał ponosić konsekwencji finansowych w postaci naliczanych kar. W momencie, w którym mija zagrożenie, układ samoczynnie ponowie załącza odpływy. Dodatkowo bez potrzeby wchodzenia do stacji trans-

urządzenia dla energetyki 6/2012

technologie, produkty – informacje firmowe określenie jakości energii oraz weryfikacja, które urządzania mają wpływ na tę jakość, poprzez zniekształcanie prądu i wprowadzenie wyższych harmonicznych do sieci. W kontekście procesu zarządzania produkcją tego typu pomiary mogą prowadzić do relatywnie łatwego oszacowania kosztów produkcji poszczególnych produktów wytarzanych przez konkretne urządzenia czy linie technologiczne. Zastosowane rozwiązania mogą również zostać wykorzystane do monitoringu czasu pracy poszczególnych urządzeń, a zatem również pracujących przy nich osób.

Wyzwania wdrożenia

Przy realizacjach tego typu istotną kwestią pozostaje zapewnienie ciągłości produkcji. Dlatego też rozbudowę warto zaplanować tak, aby nie było potrzeby odłączania zakładu. We wspomnianej realizacji prace rozpoczęto od budowy nowej stacji transformatorowej. W pierwszej kolejności zostało przełożone jedno zasilanie na średnim napięciu, w dalszych etapach, podczas weekendów przepinano poszczególne części produkcji, aż cały zakład był zasilany z nowej stacji transformatorowej. Finalnie, po przełożeniu odpływów niskiego napięcia, przełożono drugą linię średniego napięcia. Cały projekt i urządzenia zostały tak dobrane, aby łatwo i szybko umożliwić późniejszą rozbudowę zgodnie z potrzebami klienta. Zastosowany system umożliwia rozbudowę o takie elementy jak monitoring energii cieplnej, sprężonego powietrza, wody technologicznej i użytkowej, a także gazu i innych paliw. Dodatkowo istnieje możliwość zintegrowania rozwiązań z systemami typu MES czy ERP, tworząc tym samym kompleksowy system zarządzania procesami w przedsiębiorstwie. Sama stacja transformatorowa została również przewidziana pod zamontowanie agregatu prądotwórczego. Na ten moment jednak niezawodność systemu wzrosła tak znacznie, że nie ma potrzeby montowania agregatu – podkreśla dyrektor Marek Chromik. Z czego wynika ten sukces?

Plan miarą sukcesu

Przede wszystkim dobre zaplanowanie realizacji projektu na samym początku umożliwia przewidzenie i rozwiązanie wszystkich potencjalnych trudności, które mogą pojawić się już na etapie realizacji – podkreśla dyrektor. W przypadku naszego projektu kluczową kwestią pozostawał zarówno harmonogram pracy, który musiał być kompatybilny

z harmonogramem prac zakładu produkcyjnego jak i kwestie logistyki i komunikacji z przedstawicielami zakładu.

Wymierne korzyści

Warto, aby zakłady produkcyjne miały świadomość wymiernych korzyści finansowych, które niesie za sobą inwestycja w zwiększenie efektywności zarządzania energią. Przy założeniu, iż średni, miesięcznie ponoszony przez zakład koszt energii elektrycznej utrzymuje się na poziomie kilkudziesięciu tysięcy złotych, a zakład ma do czynienia z kilkoma awariami zasilania w roku, inwestycja w zależności od strat spowodowanych brakiem zasilania może zwrócić się już

w perspektywie dwóch, trzech lat. Realne oszczędności finansowe pojawiają się nie tylko po dostosowaniu taryf energetycznych i optymalizacji względem nich procesu produkcyjnego, ale również z powodu braku przekroczeń mocy zamówionej. Niesie to oszczędności na poziomie 10-20% miesięcznych kosztów energii - podkreśla Marek Chromik. Poza tym wyeliminowane zostają realne konsekwencje finansowe, w postaci strat wynikających z zastojów. W tym kontekście jednoznacznie można stwierdzić, iż optymalizacja produkcji to w dużej mierze wynik efektywnego zarządzania energią. n

urządzenia dla energetyki 6/2012

technologie, produkty – informacje firmowe

Jak skutecznie mierzyć przepływ gorących cieczy? Bezinwazyjnie! W większości zakładów przemysłowych pomiary przepływu są jednymi z kluczowych pomiarów w kontekście prowadzenia danego procesu, jego wydajności oraz energochłonności. Szczególnie w zakładach energetycznych w swoistej plątaninie rurociągów spotykamy wiele tzw. rur gorących, w których temperatury mediów wynoszą często ponad 200°C. Dla wielu metod pomiarowych oraz samych urządzeń takie warunki stanowią barierę nie do pokonania. Aby inżynierom automatykom było jeszcze trudniej, media gorące zazwyczaj są mediami pod szczególnym nadzorem, a ciecze płynące w strefie zagrożenia wybuchem lub agresywne chemicznie bardzo zawężają możliwości pomiarowe. Stanowi to nie lada wyzwanie z metrologicznego punktu widzenia. Czym mierzyć gorące ciecze?

Najczęściej spotykaną metodą pomiarową przy pomiarze przepływu cieczy o wysokiej temperaturze jest pomiar w oparciu o element spiętrzający, zwykle kryzę. Inne metody i urządzenia pomiarowe tj. przepływomierze wirowe czy turbinowe również mogą pracować w warunkach zwiększonej temperatury, jednakże są to rzadziej spotykane rozwiązania. Wszystkie z powyższych metod obok specyficznych zalet i wad, mają jedną wspólną cechę: są inwazyjne, a zastosowanie każdej z nich wymaga bezpośredniej ingerencji w rurociąg. Poszukując optymalnego rozwiązania w zakresie pomiaru przepływu cieczy gorących przeprowadziliśmy analizę parametrów, własności różnych typów przepływomierzy, ich wytrzymałości oraz ceny. Po przewertowaniu wielu stron dokumentacji technicznej oraz licznych testach aplikacyjnych stwierdziliśmy, że najlepszym sposobem aby uniknąć kłopotów eksploatacyjnych byłby pomiar bezinwazyjny, ultradźwiękowy. Mając jednak doświadczenie w typowych aplikacjach (temperaturach) zadaliśmy sobie pytanie: – Czy pomiar bezinwazyjny tak naprawdę dokładnie i skutecznie mierzy przepływ cieczy przy wysokich temperaturach?

Nowatorski patent

Na rynku obecnych jest wielu producentów przepływomierzy bezinwazyjnych typu „clamp-on”, pracujących w oparciu o zasadę korelacji czasu przejścia sygnału ultradźwiękowego (Transit-Time).

niem sprawiającym, że pomiary bezinwazyjne przepływu powyżej pewnej granicy temperatury są niemożliwe, jest materiał. Powierzchnia sond pomiarowych, stykająca się z zewnętrzną ścianką rurociągu musi być wykonana z dobrze przewodzącego fale ultradźwiękowe materiału, który jednocześnie będzie odporny na długotrwałe oddziaływanie temperatury rurociągu. Standardowe przepływomierze bezinwazyjne marki FLEXIM są w stanie mierzyć bez dodatkowych układów ciecze w zakresie temperatur od -30 do +200°C. Aby zwiększyć graniczne wartości temperatury pracy, niemiecki producent opatentował i z powodzeniem wdrożył układ umożliwiający pomiar przepływu cieczy gorących i k riogenicznych. Dzięki temu możliwe stały się bezinwazyjne pomiary przepływu w zakresie od -170°C do nawet +580°C. Układ umożliwiający pracę w tak szerokim zakresie temperatury jest, najprościej ujmując, nakładką dystansującą powierzchnie standardowych sond pomiarowych od gorącej powierzchni rurociągu. Nakładka ta została całkowicie wykonana ze stali nierdzewnej 304 (1.4301) i nosi nazwę WaveInjector® Zasada pracy przepływomierza z WaveInjector® pozostaje bez zmian, jedyną subtelną różnicą jest dłuższa droga sygnału spowodowana zwiększeniem dystansu pomiędzy powierzchniami sond emitujących falę ultradźwiękową od ścianki rurociągu. Dla zapewnienia dokładnych pomiarów wszystkie przetworniki pomiarowe serii FLUXUS posiadają wbudowany algorytm obliczeniowy umożliwiający współpracę układu z nakładką.

Metoda pomiaru Transit-Time

Metoda ta jest w 100% bezinwazyjna z uwagi na sondy pomiarowe, które mocuje się do zewnętrznej ścianki rurociągu. Nie wszyscy producenci mogą jednak pochwalić się w swoim portfolio możliwościami pomiaru przy temperaturze przewyższającej 200°C. Głównym ogranicze-

Schemat nakładki WaveInjector®

urządzenia dla energetyki 6/2012

technologie, produkty – informacje firmowe

Opis nakładki: 1. dystanse 2. mocowanie sondy 3. mocowanie na rurociągu 4. sonda pomiarowa

Miejsce sprzężenia akustycznego

WaveInjector® umożliwia pomiar w zakresie średnic DN40-DN1000 i można ją skonfigurować w zależności od średnicy rurociągu w trzech wariantach montażowych.

A w praktyce...

W jednej z polskich rafinerii mieliśmy możliwość przetestowania tego wysokotemperaturowego układu w praktyce. Przeprowadziliśmy testy na dwóch niezależnych rurociągach.

max. 250 °C

Średnica zewnętrzna 276,90 mm

Grubość ścianki 10,10 mm

345 °C

221,2 mm

8,50 mm

Rurociąg

Medium

Temperatura

Gudron Produkt z hydrokrakingu

Testy były wykonywane przenośnym przepływomierzem do cieczy FLUXUS F601, jednym zestawem sond pomiarowych oraz nakładką wysokotemperaturową WaveInjector®. Obydwa rurociągi znajdowały się w drugiej strefie zagrożenia wybuchem. Aby urządzenie pracowało zgodnie z gwarantowaną dokładnością, bardzo ważny jest, jak z resztą w każdym przypadku, prawidłowy montaż sond i tym samym odpowiednia propagacja sygnału ultradźwiękowego w rurociągu oraz płynącym medium. Przed montażem urządzenie oblicza i podaje odległości rozstawu głównych elementów mocujących, w dalszym etapie – sond pomiarowych generujących sygnał ultradźwiękowy. Użytkownik montujący nakładkę WaveInjector®, oprócz odpowiedniego wyboru miejsca pomiarowego (montażowego) musi pamiętać również o dobrym sprzęgnięciu akustycznym właściwych dystansów (sondy-rurociąg). W standardowych wersjach sondy sprzęgane są za pomocą żeli lub specjalnych podkładek gumowych. W tym przypadku, do sprzężenia akustycznego dystansujących elementów z powierzchnią rurociągu używane są cienkie paski wykonane z ołowiu (<280°C) lub stopu srebra (<580°C). Paski zlokalizowane są w miejscu kontaktu dystansujących stalowych płytek z wierzchnią ścianką rury, którą w celu optymalizacji sprzężenia akustycznego należy dokładnie oczyścić z farby oraz wyszlifować do gołej stali. Nawet po dokładnym oczyszczeniu rurociągu z farby, nalotów i wyszlifowaniu nierówności, zawsze powierzchnia będzie miała pewną chropowatość. Dostarczone wraz z nakładką paski materiałowe są na tyle elastyczne, że po dociśnię-

urządzenia dla energetyki 6/2012

ciu dopasowują się do profilu rurociągu w miejscu montażu, dzięki czemu pozwalają na bardzo dobry kontakt z właściwymi płytkami dystansującymi sondy pomiarowe. Odpowiedni montaż fizyczny elementów nakładki oraz pasków sprzęgających zapewnia mocny, stabilny sygnał i tym samym praktycznie bezobsługową pracę urządzenia.

Pomiary testowe

W obu przypadkach, po zamontowaniu nakładki oraz sond pomiarowych, uzyskaliśmy bardzo dobre parametry sygnału ultradźwiękowego.

Pomiar przepływu gudronu

Jak widać na zdjęciu nakładka jest tak wyprofilowana, aby umożliwiać montaż na rurociągach ogrzewanych zewnętrznymi rurami grzewczymi. W trakcie pomiarów urządzenie wskazywało bardzo stabilny przepływ zarówno objętościowy (m3/h) oraz – po zadaniu odpowiedniej wartości gęstości

Przebieg przepływu

technologie, produkty – informacje firmowe mierzonego medium – przepływ masowy (t/h). Zauważalne były bardzo szybkie reakcje na zmiany przepływu koordynowane z inżynierami eksploatacji na obiekcie. Szybkość reakcji jest charakterystyczna dla ultradźwiękowych przepływomierzy typu „clamp-on”. Generując sygnał z częstotliwością 1000 razy na sekundę, urządzenie bardzo dobrze wykrywa nawet minimalne zmiany w natężeniu przepływu. Duża zakresowość sprawia, że przepływomierz bezinwazyjny wskazuje dokładny przepływ przy minimalnej prędkości przepływu. Przy takich prędkościach, przepływomierze dP (podobnie jak wirowe) wypadają poza swój zakres pomiarowy wskazując zerowy strumień, mimo tego że cały czas płynie pewna ilość cieczy. Przepływomierze turbinkowe z kolei źle znoszą przepływy pulsacyjne. Temperatura obudowy sond pomiarowych w przypadku drugiego pomiaru na instalacji hydrokrakingu (345°C) nie przekroczyła 50 stopni, można było ściągnąć je gołą dłonią.

wacyjny układ działa bez zarzutu. Przekonaliśmy się, że dokładność i powtarzalność pomiaru nie odbiega od konwencjonalnego pomiaru bezinwazyjnego „clamp-on”, przewyższając równocześnie inne metody pomiarowe swoją charakterystyką i możliwościami. Dodatkowo, z uwagi na brak elementów mających kontakt z płynącą cieczą, nie mamy tutaj do czynienia nawet z minimalnym spadkiem ciśnienia. Brak elementów ruchomych oraz narażonych na zużycie skutkuje również wyeliminowaniem ryzyka awarii związanej z chemicznym lub erozyjnym oddziaływaniem cieczy i związanej z nią kosztownej naprawy urządzenia, koniecznością opróżnienia i rozszczelnienia rurociągu. Co najważniejsze – dzięki WaveInjector® możliwy jest pomiar cieczy o temperaturach od -170°C do nawet +580°C. Główną cechą tego konkretnego rozwiązania pomiarowego jest także bardzo duża zakresowość, trudna do osiągnięcia w przypadku pomiarów w oparciu o elementy spiętrzające, w których stosuje się dodatkowe przetworniki dP lub kosztowne układy kryzowe z wymiennymi wkładami.

Szerokie referencje

Pomiar przepływu hydrokrakingu

Docelowo w układzie przeznaczonym do stałej zabudowy należy zachować kontakt sond z powietrzem, tak aby mogło zachodzić ich swobodne omywanie. Całą resztę (układ montażowy i dystanse) można zaizolować.

Sposób izolacji

Z uwagi na brak żelu sprzęgającego, który wysycha przy oddziaływaniu wysokiej temperatury, nie ma potrzeby konserwacji układu montażowego. Jest to wielką zaletą, gdyż każda praca konserwacyjna wiąże się z czasowym odstawieniem pomiaru w danym punkcie. Należy jednocześnie zaznaczyć, iż przy odpowiednim montażu producent nie przewiduje ani nie rekomenduje przeprowadzania konserwacji, gwarantując jednocześnie dokładność i niezawodność pomiaru.

Bezinwazyjny czyli dokładny i niezawodny

Dzięki testom wykonanym u naszego Klienta, mieliśmy możliwość na własne oczy przekonać się, że faktycznie ten inno-

Oprócz opisanych szerzej aplikacji wysokotemperaturowych, nakładka WaveInjector ® umożliwia również pomiar przepływu cieczy o ekstremalnie niskiej temperaturze procesowej np. ciekłego azotu -160°C. W takich aplikacjach nakładka równie skutecznie chroni sondy pomiarowe przed nadmiernym wychłodzeniem. Dzięki temu urządzenia FLEXIM mogą pochwalić się bardzo długą listą referencyjną pomiarów przepływu cieczy zarówno w bardzo wysokiej, jak i ekstremalnie niskiej temperaturze. Głównym bodźcem do powstania wysokotemperaturowej nakładki były potrzeby wymagających procesów w rafineriach ropy naftowej. Stanowi ona jednak uniwersalną i bezkompromisową propozycję dla różnych branż oraz zakładów przemysłowych mających kłopoty lub chcących uniknąć ewentualnych kłopotów z przepływomierzami pracującymi w trudnych warunkach temperaturowych. Bardzo ważną cechą przepływomierzy bezinwazyjnych FLEXIM jest przy tym fakt, iż mogą one pracować w strefie pierwszej oraz drugiej zagrożenia wybuchem, a doposażenie ich w opisywaną nakładkę WaveInjector® nie zmniejsza ich możliwości aplikacyjnych. Należy zwrócić uwagę, iż układ pomiarowy w oparciu o przepływomierz bezinwazyjny doposażony w nakładkę WaveInjector® stanowi nie tylko dobrą propozycję dla nowych instalacji ale jest również doskonałą propozycją modernizacyjną dla starszych układów pomiarowych. Przepływomierz stacjoDla osób odpowiedzialnych za da- narny ADM8027 ną instalację lub jej projekt, wybór i eksploatacja danego przepływomierza jest w każdym przypadku swoistym kompromisem pomiędzy zakresowością, dokładnością urządzenia, jego ceną zakupu oraz – co jest niemniej ważne – kosztami eksploatacji i ewentualnych napraw. Prostota wymiany, montaż na ruchu, bezobsługowa praca oraz koszty całkowite aplikacji w oparciu o przepływomierze marki FLEXIM są w wielu przypadkach nie do przecenienia. mgr inż. Maksym Cichoń n kontakt: mcichon@introl.pl, tel: +48 601-589-948 Artykuł opublikowany na łamach magazynu „Pod kontrolą” 1/2012 www.podkontrola.pl

urządzenia dla energetyki 6/2012

Sprawdzone w działaniu. Docenione przez ekspertów. Sprawdzone w działaniu

Docenione przez ekspertów

FLUXUS F608 i FLUXUS G608 Produktami Roku 2011 według „Control Engineering Polska” i „Inżynieria & Utrzymanie Ruchu Zakładów Przemysłowych”

• FLUXUS F608 – niezawodny przepływomierz ultradźwiękowy do bezinwazyjnych pomiarów cieczy. Również do stref Ex. • FLUXUS G608 – jedyny przenośny przepływomierz do gazu z certyﬁkatem ATEX.

Przedsiębiorstwo Automatyzacji i Pomiarów Introl Sp. z o.o.

www.introl.pl

w przemyśle niezastąpieni

technologie, produkty – informacje firmowe

Innowacyjne koryta kablowe firmy OBO Bettermann

Większa szybkość. Wyższa nośność. Większe bezpieczeństwo. Najwyższej jakości systemy tras kablowych OBO Bettermann dedykowane są do prowadzenia, mocowania różnych typów przewodów i kabli, w tym także o odporności ogniowej (systemy E30/E90). Od wielu lat stosowane są one z powodzeniem jako nieodzowny element składowy instalacji zasilających, sterujących oraz teleinformatycznych. Profesjonaliści na całym świecie docenili jakość i rozwiązania zapewniające znaczne oszczędności czasu podczas montażu. Koryta RKS-Magic® z opatentowanym systemem połączeń wzdłużnych

Najnowsze koryta kablowe typu RKSMagic® dzięki innowacyjnemu systemowi połączeń wzdłużnych łączą w sobie prędkość montażu z wysoką nośnością i wyższym bezpieczeństwem. Dwa koryta należy po prostu zbliżyć do siebie, zatrzasnąć – i gotowe. Wyraźne kliknięcie informuje instalatora o prawidłowym wykonaniu połączenia . Opatentowane przez firmę OBO rozwiązanie pozwala na znaczną

oszczędność czasu i pieniędzy, poprzez ograniczenie ilości śrub, łączników i innych elementów wyposażenia, po prostu zwiększa ono możliwości montażowe o 100%. Element sprężynowy złącza zatrzaskowego jest na stałe połączony z korytkiem, więc nie może ulec zagubieniu, jednak przy połączeniu koryt RKS-Magic® z innymi typami koryt (np. RKS) lub kształtkami np. łukami, trójnikami i czwórnikami można go także dość łatwo zdemontować w celu wykonania połączenia typowym łącznikiem śrubowym (skręcanym).

Korytka siatkowe GR-Magic® z opatentowanym system połączeń wzdłużnych

Idealnym uzupełnieniem oferty tradycyjnych koryt kablowych są korytka siatkowe wykonane z drutu. Dzięki opatentowanej technologii również bez użycia narzędzi oraz dodatkowych elementów łączących, szybko i łatwo buduje się trwałe, stabilne trasy, w których poszczególne odcinki są zatrzaskiwanie między sobą, co w żaden sposób nie ogranicza ich nośności, a pozwala za to na znaczne zmniejszenie kosztów

Rys. 1. Przykładowe instalacje tras kablowych z zastosowaniem systemów OBO Bettermann

urządzenia dla energetyki 6/2012

technologie, produkty – informacje firmowe

Rys. 2. Opatentowany system połączeń wzdłużnych koryt RKS-Magic®

związanych ze stosowaniem i magazynowaniem łączników śrubowych, czy szybkozłączy.

Większe bezpieczeństwo mechaniczne, elektryczne i pożarowe

Nawet przy maksymalnym obciążeniu zapewniona jest pełna ochrona kabli w miejscu połączenia koryt pomiędzy sobą, nie są one łączone ze sobą stykowo, lecz jedno zachodzi na drugie. Wszystkie elementy systemu posiadają deklaracje zgodności z polską normą PN 61537:2007, dotyczącą prowadzenia przewodów na korytach kablowych. Złącza zatrzaskowe gwarantują, że wykonane połączenia wzdłużne są także bardziej odporne na wstrząsy i wibracje. Dzięki temu systemowi łączenia koryt możliwe jest także zachowanie ciągłości elektrycznej całej trasy, bez zastosowania dodatkowych elementów takich jak np. mostki, czy dodatkowe połączenia wyrównawcze, co potwierdzają specjalne raporty z badań przeprowadzone przez niezależne laboratoria. W ostatnim czasie firma OBO Betterman otrzymała Certyfikat Zgodności CNBOP nr 2807/2012 oraz Świadectwo Dopuszczenia CNBOP Nr 1253/2012 spełniając wszystkie wymagania dla tras kablowych służących prowadzeniu kabli i przewodów z podtrzymaniem funkcji E30/E90. Świadectwo Dopuszczenia CNBOP na zamocowania przewodów i kabli elektrycznych oraz światłowodowych, stosowanych do zasilania i sterowania urządzeniami służącymi ochronie przeciwpożarowej jest dokumentem niezbędnym do odbioru tego typu instalacji na budowie przez in-

Rys. 3. Opatentowany system połączeń wzdłużnych koryt siatkowych GR-Magic®

urządzenia dla energetyki 6/2012

technologie, produkty – informacje firmowe

Rys. 4 Aprobata Techniczna, Certyfikat Zgodności oraz Świadectwo Dopuszczenia CNBOP – dokumenty niezbędne dla inspektora przy odbiorze tras o klasyfikacji ogniowej E30/E90

spektora. Nowe rozwiązania zawarte w najnowszej Aprobacie Technicznej CNBOP, stanowiącej odniesienie do Certyfikatu i Świadectwa Dopuszczenia, poszerzają możliwości stosowania tras OBO, oprócz instalacji standardowych również w wymagających instalacjach z podtrzymaniem funkcji E30/ E90 wg normy DIN 4102-12.

Rys. 5. Kalkulator doboru tras kablowych OBO Cables Filling

Pomoc przy doborze i projektowaniu

Przejrzysty podział na grupy produktów w najnowszym katalogu KTS Kablowe Systemy Nośne w języku polskim, dostępnym zarówno w wersji drukowanej, jak również w wersji elektronicznej poprzez stronę internetową (www.obo.pl), pozwala w intuicyjny sposób na dobranie właściwego rozwiązania.

Rys. 6. Program wspomagający projektowanie tras kablowych OBO Construct PL dla AutoCad

Ze strony internetowej można pobrać całkowicie za darmo programy OBO Construct KTS oraz OBO Cables Filling. Narzędzia te są nieocenioną pomocą przy projektowaniu i doborze systemów tras kablowych oraz ich zamocowań.

Podsumowanie Czy to: • systemy montażowe, • systemy koryt kablowych, • systemy korytek siatkowych, • systemy drabin kablowych poziomych, • systemy koryt i drabin szerokorozpiętościowych, • systemy drabin pionowych, • systemy tras wykonanych za stali nierdzewnej i kwasoodpornej, dostępne są od ręki na magazynie centralnym OBO w Warszawie.

Wszystkie elementy Kablowych Systemów Nośnych posiadają Deklaracje Zgodności CE, potwierdzającą zgodność produktów z normą PN-EN 61537 oraz zharmonizowaną dyrektywą niskonapięciową LVD. Przeszły również w niezależnym laboratorium: • testy ciągłości elektrycznej, • testy kompatybilności elektromagnetycznej EMC, • testy obciążeniowe, • testy powłok (w komorze solnej), które to potwierdzają ich najwyższą jakość i znakomite parametry techniczne. n

urządzenia dla energetyki 6/2012

technologie, produkty – informacje firmowe

Trasy Kablowe Firma BAKS jest jednym z najbardziej dynamicznych i innowacyjnych producentów tras kablowych w Europie. Systemy tras oparte są na metalowych korytach, drabinach, korytach siatkowych i zawiesiach ścienno sufitowych.

zeroki zakres produkcji i różnorakie rozwiązanie tech niczne pozwalają na precyzyjny dobór elementów nośnych do potrzeb odbiorcy. Pierwszym kryterium ułatwiającym specjalistom BAKS zaproponowanie odpowiedniego systemu np. dla kabli, jest środowisko w jakim prowadzona będzie instalacja. Do wnętrz budynków ogrzewanych lub nieogrzewanych w których nie występuje kondensacja np. hale sportowe, magazyny, polecane są systemy koryt lub drabin kablowych wykonanych ze stali cynkowanej metodą Sendzimira, a w przypadku korytek siatkowych, cynkowanych galwanicznie. Do pomieszczeń o dużej wilgotności i zanieczyszczeniu po wietrza, np. zakłady chemiczne, pływalnie, stocznie remontowe, przestrzenie na zewnątrz budynków, obszary przybrzeżne i oddalone w głąb morza (duże zasolenie) zaleca się stosowanie koryt i drabin cynkowanych metodą zanurzeniową. Wewnątrz pomieszczeń użytkowych, gdzie dodatkowym kryterium jest estetyka proponowane są wyroby lakierowane. Do środowisk szczególnie agresywnych chemicznie (rafinerie, oczyszczalnie, zakłady tworzyw sztucznych) i dla przemysłu spoż ywczego (mleczarnie, zakłady mięsne, itp.) zaleca się stosowanie wyrobów ze stali nierdzewnej. Kolejnym etapem doboru systemu jest uzyskanie informacji na temat kabli które będą układane w instalacji (średnica, waga, ilość, ognioodporność). W przypadku duż ych obciążeń proponowane będą systemy samonośne . Zarówno koryta jak i drabiny tego rodzaju nie wymagają stosowania tak częstych podpór jak standardowe systemy . Do kabli energetycznych, o dużych średnicach, szczególnie polecane są drabiny zapewniające dobrą wentylację.

urządzenia dla energetyki 6/2012

Przy instalacjach lekkich gdzie potrzebny będzie bezpośredni dostęp do kabli w celu szybkiej diagnostyki i serwisu proponowane będą koryta siatkowe. Do instalacji gdzie ważna jest również ochrona mechaniczna, zabezpieczenie przed pyłem i kurzem, stosuje się najpopularniejsze koryta kablowe. Standardowe szerokości koryt i drabin kablowych to 100, 200, 300, 400, 500 i 600 mm (mininimalna to 35 mm). Zakres wysokości 30 - 200 mm. W budownictwie coraz więcej uwagi zwraca się na zabez pieczenie obiektów na wypadek pożaru. Jedną z zasadniczych kwestii jest zapewnienie ciągłości dostaw energii elektrycznej do urządzeń wchodzących w skład systemów przeciwpożarowych i służących ewakuacji w warunkach pożaru. Firma BAKS przebadała swoje konstrukcje no-

technologie, produkty – informacje firmowe

śne we współpracy z następującymi producentami kabli: Bitner, Dätwyler, Elkond, Eupen, Faber, Madex, Nexsans, Prakab, Studer, Technokabel, Tele-Fonika Kable. Uzyskane w ten sposób certyfikaty gwarantują, że trasy kablowe BAKS bezpiecznie utrzymają instalację podczas pożaru przez okres 90 min. W skład przebadanych konstrukcji wchodzą koryta kablowe, koryta siatkowe, drabiny kablowe i wybrane elementy nośne i montażowe. Ważną cechą oferty BAKS jest jej kompleksowość. Oferujemy nie tylko trasy kablowe, ale cały, bardzo rozbudowany system elementów montażowych. Szeroka gama zawiesi ściennych i sufitowych pozwala dobrać optymalne rozwiązanie zarówno pod względem wytrzymałościowym jak i ekonomicznym. Nadążając za oczekiwaniami projektantów i instalatorów unowocześniamy istniejące rozwiązania i wprowadzamy nowe. Oto najważniejsze tegoroczne nowości:

Nowy System klik

W obecnych czasach podwyższyły się wymagania dotyczące wyrobów branży elektroinstalacyjnej.

Muszą nie tylko spełniać zaostrzone kryteria wytrzymałościowe, być estetyczne, ale również łatwe i szybkie w montażu. Wykorzystując zaawansowane możliwości technologiczne firma BAKS stworzyła system koryt kablowych łączonych bez użycia śrub. Idea tego rozwiązania jest taka, że montujemy system zawiesi ściennych lub/i sufitowych, na nim mocujemy koryta, łącząc je na zasadzie zatrzaskiwania jednego z drugim bez użycia jakichkolwiek narzędzi i wypełniamy kablami. W dnie i w burtach koryt są otwory przez które, jeśli zachodzi taka potrzeba (bardzo duże obciążenie), możemy je ze sobą skręcić.

Nowe koryta samonośne z dnem sekwencyjnym

Innowacyjnym rozwiązaniem są koryta samonośne, których dno składa się z kilkunastu odcinków. Duże otworowanie wykończone nakładkami ochronnymi ułatwia wyprowadzanie wiązek kabli, praktycznie w dowolnym miejscu. Gęsta perforacja w sekcjach dna zapewnia znakomitą wymianę ciepła i jest tak zaprojektowana by umożliwić montaż na wspornikach BAKS w dowolnym miejscu, a przetłoczenia poprzeczne podwyższają wytrzymałość koryta i umożliwiają montaż specjalnych uchwytów kablowych.

Firma BAKS - Profesjonalne Systemy Tras Kablowych zaprasza Państwa serdecznie, do odwiedzenia stoiska na targach ENERGETAB 2012 w dniach 11- 14 września i premierę nowych produktów - pawilon G stanowisko nr 28. BAKS - Kazimierz Sielski, ul. Jagodne 5, 05-480 Karczew tel.: 48 22 710 81 00 fax: 48 22 710 81 01, e-mail: baks@baks.com.pl, www.baks.com.pl n

urządzenia dla energetyki 6/2012

technologie, produkty – informacje firmowe

Ormazabal Polska schodzi do podziemia Czy znacie Państwo ideę domu „bliskiego ziemi”? Prawdopodobnie idea domu, który w większości jest wkopany w ziemię kojarzy się z ciemną, ponurą, wilgotną ziemianką, w której można co najwyżej przechować ziemniaki. Męska część pewnie wraca wspomnieniami do czasów poligonowych przygód. Micheal Shealy, rozwijając pomysł Michaela Reynoldsa, stworzył jednak coś, co zachwyca.

aproponował dom pasywny o ujemnym „blueprincie” energetycznym, który w taki sposób wykorzystuje ukształtowanie terenu i zorientowanie całości budowli względem słońca aby z jednej strony korzystać z jego energii z możliwością jej akumulacji a z drugiej aby móc bronić się przed jej nadmiarem w upalne dni. Dom ma jednak nie tylko zapewniać niskie koszty utrzymania i budowy. W tym względzie idea wykorzystania materiałów odpadowych, jako podstawowego budulca, również ma swój wkład. Otóż budując z odpadów poddajemy je recyklingowi, czyli nie tylko budujemy coś z niczego ale również zmniejszamy ilość odpadów, które należałoby przetworzyć zwykle w bardzo energochłonny sposób. To lepsze niż perpetuum mobile! Dom ma jednak być przede wszystkim funkcjonalny i idealnie wtapiać się w otaczający krajobraz. Nie wiem na ile taki wstęp jest właściwy dla tego o czym dziś mam pisać, ale skojarzenie to nasuwało mi się nieustająco na myśl. Stacje podziemne Ormazabal są umieszczone w całości lub w znacznej części pod powierzchnią ziemi. To pierwsze oczywiste skojarzenie. Aby móc udowodnić Państwu że to nie jedyne co łączy, prześledźmy inne cechy naszych stacji. Ormazabal produkuje prefabrykowane stacje podziemne w technologii monoblok od 1994 roku. W tym czasie powstało już ponad 10.000 stacji, sprzedanych i zamontowanych w kilkunastu krajach na całym świecie. Ormazabal jest nie tylko liderem pod względem wielkości produkcji ale również pod względem rozwiązań technicznych. Stacje są odlewane w całości jako jeden element betonowy.

urządzenia dla energetyki 6/2012

technologie, produkty – informacje firmowe

Technologia ta nazywa się monoblok i zapewnia stuprocentową szczelność konstrukcji, która w przypadku tego produktu jest absolutnie niezbędna. Potwierdzamy ją każdorazowo zanurzając wszystkie wyprodukowane egzemplarze stacji w specjalnie przygotowanym w fabryce basenie. Mimo odlewania całości w trakcie jednego procesu ściany stacji mają dość skomplikowany kształt. Ich przestrzenna konstrukcja pozwala uzyskać niezwykle wysoką odporność mechaniczną, przy zachowaniu niewielkiej masy (proszę spojrzeć na rysunek nr). Dzięki temu nasze stacje są stosunkowo lekkie, co minimalizuje zużycie materiałów i energii w czasie produkcji, a zarazem wyjątkowo wytrzymałe co pozwala na umieszczać je w chodnikach a nawet w drogach! Stacja wytrzymuje niewielki ruch samochodowy (samochody do 3T - ulice osiedlowe, wjazdy na parking, itp.) i dowolne natężenie ruchu pieszego. Do 6 ton nacisku punktowo. Taką samą wytrzymałość ma właz. Powierzchnia dachu może być przystosowana do pokrycia darnią lub innymi roślinami płożącymi, płytami chodnikowymi lub gresem. Tu jest to bardzo blisko koncepcji Reynoldsa z jego „earthship house”, bo właśnie w jego rozwiązaniu, rodem z „Gwiezdnych wojen”, dach domu jest pokryty darnią. Dodatkowo Ormazabal opatentował sposób zabezpieczenia włazów przed dostępem osób postronnych. Po otwarciu włazu automatycznie podnosi się siatka zabezpieczająca schodnię. Takie rozwiązanie otwierania i obsługi stacji przewyższa wszelkie normy unijne i zyskuje aprobatę bardziej jeszcze wymagających zakładów energetycznych na całym świecie. Pokrywa schodni podnosi się przy użyciu minimalnej siły dzięki sprężynom hydraulicznym i niskiej masie własnej. Nawet gdyby jedna ze sprężyn uległa uszkodzeniu pokrywa może być otwarta z użyciem ograniczonej siły a awaria obu dalej nie uniemożliwia jej otwarcia. Ormazabal jest również właścicielem patentu dotyczącego wygrodzenia przestrzeni schodni. System dźwigni powoduje automatyczne rozłożenie barierek wraz z otwarciem włazu, co gwarantuje bezpieczeństwo zarówno obsługi jak i osób postronnych. Barierki stanowią zgodnie z przepisami wygrodzenie miejsca pracy. Obsługa nie musi więc ustawiać dodatkowych wygrodzeń i znaków ostrzegawczych. Ze względów

urządzenia dla energetyki 6/2012

bezpieczeństwa właz ma światło 1300x700mm, co jest zgodne z normą europejską dla dróg ewakuacji. System wentylacji jest oprócz odporności mechanicznej i wodoszczelności kolejnym krytycznym elementem każdej stacji transformatorowej. Ma gwarantować bezpieczeństwo zainstalowanych aparatów oraz obsługi, znajdującej się wewnątrz zasilonej stacji. Schemat systemu wentylacji został przedstawiony na rysunku. W stacjach podziemnych jest to zagadnienie szczególnie skomplikowane z racji tego że zarówno wlot jak i wylot powietrza chłodzącego stację znajduje się na tej samej wysokości. Aby mimo wszystko zapewnić grawitacyjną cyrkulację Ormazabal stworzył i opatentował kolejne innowacyjne rozwiązanie. Jest ono wykorzystywane zarówno dla wariantu z kratkami wentylacyjnymi ukrytymi w poziomie dachu stacji jak i dla stacji z wystającymi wywietrznikami. Pierwsze sprawdzają się wszędzie tam gdzie stacja zabudowana jest w ciągach komunikacyjnych. Drugie mają zastosowanie tam gdzie jednak może pokazać się woda powierzchniowa. Mianowicie odległość od poziomu ziemi do pierwszej lameli wywietrznika wynosi około 20 cm co zapewnia dodatkową ochronę przed zalaniem z zewnątrz. Za-

technologie, produkty – informacje firmowe

lać stację jest bardzo trudno, ponieważ kanały wentylacyjne tworzą swoisty syfon. Ma on znaczną pojemność i jest połączony z odprowadzeniem wody. Zagrożeniem dla każdej stacji są niestety powodzie. Ale i w tym przypadku zastosowanie szczelnych rozdzielnic średniego napięcia typu CGMCosmos (badanie przez 8 godzin pod 3 metrowym słupem wody w ramach próby typu) wraz z odpowiednim osprzętem kablowym daje możliwość pracy sieci SN nawet podczas zalania. Stacja posiada innowacyjny system gaszenia ognia w misie olejowej, której pojemność przekracza ilość oleju transformatora 1000kVA – 600l. Misa wypełniona jest granulatem, który pod wpływem temperatury odcina dostęp powietrza do płonącego oleju. System zamków wykorzystanych w stacji został opatentowany przez Ormazabal zyskał sobie ogromną przychylność wśród największych naszych odbiorców. Największy hiszpański Zakład Energetyczny Iber-

drola wymaga tego systemu zamków we wszystkich swoich stacjach, także „naziemnych”, nawet od innych dostawców. Zabezpiecza on bezwzględnie przed dostępem osób niepowołanych. Co prawda stacje to nie domy, ale mają kilka cech wspólnych z pomysłami domów „bliskich ziemi”. Myślą przewodnią tego pomysłu jest brak zgody na zaśmiecanie otaczającego nas krajobrazu zbędnymi czy zaburzającymi jego harmonię elementami. Ta sama myśl towarzyszy stacjom podziemnym. Poważne traktowanie ekologii na każdym etapie powstawania produktu, funkcjonalność, ergonomia i bezpieczeństwo dla osób korzystających ze stacji to kolejne cechy wspólne. Myślę, że jest to zestawienie dwóch niezwykle innowacyjnych przedsięwzięć, którym towarzyszy troska o piękno i bezpieczeństwo naszego otoczenia. Przemysław Szywała

urządzenia dla energetyki 6/2012

Rozdzielnice gazowe pierwotnego i wtórnego rozdziału energii, transformatory olejowe

do 36 kV

Ormazabal Polska Sp z o.o. ul. A. Struga 23 95-100 Zgierz tel./fax: +48 42 659 36 13 www.ormazabal.com

Posiadamy certyfikaty Instytutu Energetyki i Energopomiaru

technologie, produkty – informacje firmowe

KONTROLA JAKOŚCI OGRANICZNIKÓW PRZEPIĘĆ WYTWARZANYCH W APATOR S.A. W artykule omówiono cykl produkcyjny warystorów tlenkowo – cynkowych oraz procedury kontroli produkcji ograniczników przepięć niskiego napięcia w Apator S.A. Przedstawiono przykładowe wyniki prób przeprowadzanych na każdej sztuce wytwarzanego wyrobu. Słowa kluczowe: warystory, kontrola produkcji, jakość wyrobu.

WSTĘP

Ograniczniki przepięć spełniają ważną rolę w systemie elektroenergetycznym zabezpieczając urządzenia i aparaty elektryczne przed skutkami przepięć atmosferycznych i łączeniowych. Podstawowym elementem ogranicznika są warystory wytworzone na bazie tlenku cynku ZnO z odpowiednimi domieszkami, charakteryzujące się nieliniową charakterystyką napięciowo– prądową, którą analizuje się w celu kontroli stanu technicznego wyrobu. W początkowym zakresie charakterystyki, do napięcia trwałej pracy Uc ogranicznika włącznie, występuje przepływ niewielkich prądów (do kilku mA) o charakterze typowo pojemnościowym z niewielką składową rezystancyjną.

Rys. 1. Charakterystyka warystora ZnO

W ograniczniku dobrej jakości składowa rezystancyjna jest niewielka i przy napięciu trwałej pracy nie powinna przekraczać 100 - 150 µA. W przypadku uszkodzeń struktury warystora wskutek oddziaływania przepięć, temperatury, zawilgocenia ma miejsce wzrost wartości prądu. Obserwuje się wówczas wzrost składowej rezystancyjnej, co wykorzystuje się w diagnostyce stanu ograniczników [1]. Prąd rezystancyjny powoduje straty mocy czynnej powodujące przyrost temperatury warystora w normalnym stanie pracy przy napięciu mniejszym od Uc. Zjawisko to wykorzystuje się w diagnostyce stanu ograniczników za pomocą kamer termowizyjnych lub czujników temperatury bezpośred-

nio umieszczonych w obudowie ogranicznika [1, 2]. Zmiana napięcia pracy warystora powoduje znaczny wzrost mocy wydzielonej w jego strukturze. W ogranicznikach najniższych napięć przy napięciu Uc jest to rząd zaledwie kilkudziesięciu mW. W przypadku pogorszenia struktury warystora wydziela się moc nawet kilkuset MW, co powoduje pogorszenie stabilności cieplnej warystora i wzrost jego temperatury, który powinien zostać ograniczony przez trwałe odłączenie ogranicznika poprzez cieplne zabezpieczenie przeciążeniowe umieszczone w jego obudowie. Z punktu widzenia efektywności energetycznej ograniczniki należy dobierać tak, aby przy napięciu występującym w instalacji elektroenergetycznej występowało jak najmniejsze wydzielanie się mocy czynnej. Poziom prądu upływu i mocy wydzielanej w ograniczniku niskiego napięcia jest unormowany dokumentem [3], gdzie w próbie wyrobu wymaga się zmierzenia prądu upływu przy napięciu trwałej pracy Uc poniżej poziomu krytycznego podanego przez producenta. Z treści normy [3] wynika, że składowa czynna prądu upływu przekraczająca 1 mA w próbach kondycjonowania ogranicznika i jego działania (p. 7.6.5) świadczy o braku stabilności cieplnej. W ogranicznikach produkcji Apator SA prąd ten, w próbach wyrobu po oddziaływaniu pojedynczego znamionowego udaru prądowego o kształcie 8/20 µs

urządzenia dla energetyki 6/2012

technologie, produkty – informacje firmowe przyjęto przy Uc= 500 V na poziomie 120 µA.

CHARAKTERYSTYKA WARYSTORA

Warystor ZnO jest elementem, którego charakterystyka napięciowo – prądowa zawiera trzy charakterystyczne obszary – przedprzebiciowy, przebiciowy i nasycenia (Rys. 1). W części przedprzebiciowej temperatura powoduje wzrost wartości prądu (wysokostratna pojemność), a w fazie przewodzenia odwrotnie (rezystancja o małej oporności). Powyższe zachowanie warystora wynika ze zjawisk fizycznych występujących na granicach ziaren otrzymanego spieku. W stanie przedprzebiciowym między ziarnami występuje około 3,5 V spadek napięcia [4]. Poniżej napięcia przebicia przewodnictwo ma charakter omowy wynikający z emisji termoelektronowej Schottky’ego przez barierę potencjału [5]. Dla obszaru przedprzebiciowego istnieje szereg innych modeli, dla których uwzględnia się podwójną barierę Schotky’ego, nieomowe przewodzenie i inne zjawiska fizyczne (np. ze p – i – n,) [6]. Po osiągnięciu napięcia przebicia, które zgodnie z zasadami ochrony przeciwprzepięciowej powinno być wyższe od napięcia pracy chronionego urządzenia, a mniejsze od jego wytrzymałości napięciowej izolacji rozpoczyna się wg rysunku 1 wzrost prądu wskutek tunelowania elektronów przez barierę potencjału. Proces ten jest wspomagany przez generowanie dodatkowych dziur. Poziom prądu nie zależy już od temperatury, ale głównie od napięcia U i współczynnika nieliniowości a zgodnie z zależnością (1): I=kaUα

(1)

gdzie α - współczynnik nieliniowości określa zależność log I1/I2/log(U1/U2) Przy dalszym wzroście napięcia ma miejsce obszar nasycenia – następuje wzrost napięcia przy niewielkiej zmianie prądu wskutek wzrostu rezystancji ziaren ZnO wynikających z braku nośników prądu.

ETAPY PRODUKCJI

Ograniczniki przepięć składają się z szeregu warystorów wykonanych z domieszkowanego tlenku cynku ZnO. W celu uzyskania odpowiednich właściwości mechanicznych, cieplnych, a przede wszystkim elektrycznych stosuje się odpowiedni skład chemiczny

Rys. 2. Przygotowanie masy warystorowej w układzie homogenizacji

i ilościowy – np. wg Matsuoki jest on następujący w %mol [7]: Bi2O3 – 1, Sb2O3 -1, Co2O3 – 0,5, MnO – 0,5, Cr2O3 – 0,4, NiO – 0,8, ZnO – 95,8. Od zawartości poszczególnych składników zależą istotnie parametry warystora i ich stabilność czasowo – cieplna. Ostateczny skład mieszanki i źródło pochodzenia jej poszczególnych składników są tajemnicą producenta, wypraktykowaną na podstawie prób i analiz fizyko – chemicznych. Po zmieleniu wymienionych składników i ich homogenizacji następuje suszenie, granulowanie, a następnie prasowanie, spiekanie ze stabilizowaniem w temperaturze około 1200oC. Ostatnim etapem produkcji krążka ceramiki ZnO jest naniesienie elektrod i zabezpieczenie przed wilgocią. Powyższe czynności odbywają się w sposób zautomatyzowany (Rys. 2 - 4), z kontrolą jakości półproduktów pomiędzy poszczególnymi etapami, co ma podstawowe znaczenie dla otrzymania warystorów o powtarzalnych charakterystykach napięciowo-prądowych. W tym celu po zakończeniu cyklu produkcji jednej partii (tzn. wypaleniu ceramiki i jej metalizacji) wykonuje się procedurę kwalifikacji partii, która polega na analizie 200 losowo pobranych krążków ceramiki warystorowej [8]. W trakcie pomiarów kwalifikacyjnych wyznacza się napięcie referencyjne przy prądzie odniesienia Iref=1 mA, napięcie obniżone przy znamionowym prądzie wyładowczym oraz wykonuje się próbę przyspieszonego starzenia napięciem 1,1 Uc poprzez umieszczenie na 1000 h próbek w temperaturze 115oC (maksymalna dopuszczalna zmiana prądu upływu < 120%).

urządzenia dla energetyki 6/2012

Rys. 3. Prasowanie granulatu na prasie hydraulicznej

Rys. 4. Piec tunelowy do spiekania ceramiki warystorowej

technologie, produkty – informacje firmowe WYNIKI POMIARÓW

Rys. 5. Przykład przeprowadzonej próby ogranicznika ASA 660 – 5 wraz z przebiegami prądu wyładowczego, napięcia obniżonego (lewa strona) oraz napięcia trwałej pracy i prądu upływu (prawa strona)

Po akceptacji partii produkcji każdy z krążków jest badany wg wymagań normy [8] poprzez wyznaczenie napięcia odniesienia dla prądu 1 mA, prądu upływu przy napięciu trwałej pracy oraz napięcia obniżonego przy przepływie prądu wyładowczego o kształcie 8/20 µs. Procedura ta ma na celu odrzucenie próbek nie spełniających założonych granicznych kryteriów oraz podział krążków z partii produkcji na gru-

py o podobnych charakterystykach napięciowo – prądowych. Powtarzalne charakterystyki są szczególnie ważne dla ograniczników SN i WN, kiedy duża liczba zastosowanych szeregowo pojedynczych warystorów w przypadku znacznych rozbieżności charakterystyk obciąża się nierównomiernie i poprzez niejednorodny w objętości rozkład temperatury prowadzi do uszkodzenia ogranicznika.

Rys. 6. Napięcie obniżone przy przepływie prądu wyładowczego 8/20 µs

W czasie produkcji monitorowano dane techniczne ogranicznika niskiego napięcia typu ASA 500-5 bez odłącznika, o następujących parametrach technicznych: największe napięcie trwałej pracy – Uc = 500 V, znamionowy prąd wyładowczy – In = 5 kA, największy prąd wyładowczy Imax = 30 kA, napięcie obniżone – Up = 1990 V [9]. System kontroli produkcji w Apator S.A. opiera się na wytycznych przedstawionych w normie [3] dotyczącej ograniczników przepięć nn. Norma [3] w p. 8.2 zaleca przeprowadzenie badań dla pierwiastka trzeciego stopnia z liczebności partii produkcji. W przypadku ograniczników Apatora wymaganie to zaostrzono, ponieważ badaniu podlega każda sztuka wyrobu, co zapewnia pełną kontrolę i uzyskanie powtarzalnych charakterystyk ograniczników dopuszczonych do obrotu. Badanie polega na przyłożeniu napięcia trwałej pracy ogranicznika, a następnie wymusza się przy przejściu napięcia przez zero przepływ udaru prądowego o kształcie 8/20 µs i wartości szczytowej zbliżonej do zadeklarowanego prąd I n. W czasie przyłożenia udaru odbywa się pomiar napięcia obniżonego, a po próbie przy w dalszym ciągu przyłożonym napięciu przemiennym następuje pomiar składowej czynnej prądu upływu. Wystąpienie zbyt dużej wartości napięcia obniżonego (> Up) lub prądu upływu (>120 µA) powoduje odrzucenie badanego wyrobu (rys. 5). Na rys. 6 – 7 pokazano zestawienie napięcia obniżonego oraz prądu upływu, z których wynika, że lepszym probierzem jakości ogranicznika jest prąd upływu mierzony po pojedynczej próbie prądowej. W czasie badania 189 ograniczników zarejestrowano tylko 2 próbki, w których prądy upływu przekraczały założoną granicę tolerancji. Wyniki prądu upływu i napięcia obniżonego charakteryzujące się niewielkimi odchyleniami od wartości średniej świadczą o dużej powtarzalności krążków ceramiki warystorowej otrzymywanych w czasie jednego wypieku. Dodatkowo wykonano próby starzenia ograniczników udarami prądowymi, przykładanymi co 1 minutę tak, aby ograniczyć nagrzewanie ogranicznika. Wybrano losowo 5 próbek z partii produkcyjnej, a następnie przyłożono do każdej z nich serie po 20 udarów każda. Przyjęto procedurę badania o charakterze kumulacyjnym – do 20 udaru

urządzenia dla energetyki 6/2012

technologie, produkty – informacje firmowe stosowano serie 1-udarowe, od 21 do 40 – 10 serii 2-udarowych, od 41 do 60 – 5 serii 4-udarowych. Przyłożenie kilku udarów w krótkim odstępie czasu powoduje przyspieszone nagrzewanie ogranicznika, wzrost jego prądu upływu, a następnie pogorszenie parametrów prowadzące w końcu do przebicia jego struktury. Należy nadmienić, że przeprowadzona próba jest obostrzona w stosunku do wymagań kondycjonowania ograniczników klasy II podanych w p. 7.6.4 [3] gdzie przykłada się 3 serie po 5 udarów każda, przy czym odstęp czasu pomiędzy seriami wynosi 25 – 30 minut, aby ogranicznik osiągnął temperaturę otoczenia (nie ma wymagania zasilania ogranicznika napięciem Uc pomiędzy seriami udarów prądowych). Wykonane powyższe badania starzenia ogranicznika udarami prądowymi o charakterze kumulacyjnych wg programu świadczą o dużym zróżnicowaniu struktury warystora, na powtarzane w odstępach 1 minuty udary prądowe. Dla analizowanych 5 próbek uszkodzenie wystąpiło po przyłożeniu odpowiednio: 10, 22, 49, 47 i 15 udarów. Przykładanie kolejnych udarów powoduje powolny wzrost prądu upływu, który nagle wzrasta nawet kilkanaście razy przy uszkodzeniu warystora (rys. 7).

Rys. 7. Prąd upływu mierzony po przepływie prądu wyładowczego

WNIOSKI KOŃCOWE

Zastosowany w Apatorze cykl produkcji ceramiki warystorowej i ograniczników przepięć zapewnia uzyskanie powtarzalnych wyrobów o jednoznacznie zdefiniowanej charakterystyce napięciowo – prądowej. Wielokrotne oddziaływanie cyklicznych udarów prądowych daje podobne wyniki napięcia obniżonego oraz prądu upływu ogranicznika. Ograniczniki wytrzymują do kilkudziesięciu udarów prądowych In, przykładanych co 1 minutę. Podobieństwo charakterystyk napięciowo –prądowych nie wystarcza do jednoznacznego prognozowania czasu życia ogranicznika i jego zachowania przy powtarzalnych udarach prądowych. Starzenie ogranicznika wynika raczej z równomierności rozkładu temperatury związanej ze ścieżkami przepływu prądu w stanie przewodzenia. Marek OLESZ, Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki Łukasz MELKOWSKI, Apator S.A., Biuro Rozwoju Aparatury Łącznikowej i Ograniczników Przepięć n

Rys. 8. Wzrost prądu upływu w czasie próby starzenia

BIBLIOGRAFIA

1. Smulko J., Olesz M., Hasse L., Kaczmarek L., Lentka G., Problems of varistor quality assessment during exploitation, Metrology and Measurement Systems. - Vol. XIX, No. 2 (2012), s. 395-404 2. Hasse L., Smulko J., Olesz M., Sedlakova V., Sikula J., Sedlak P., Diagnostics of ZnO varistors by means of nondestructive testing, Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej, 2011, Nr 30, s. 51-56 3. PN – EN 61643-11: 2006 / A11: 2007, Niskonapięciowe urządzenia do ograniczania przepięć. Część 11: Urządzenia do ograniczania przepięć w sieciach rozdzielczych niskiego napięcia. Wymagania i próby. 4. Tanaka S., Takahashi K., Direct measurements of voltage – current characteristic of single grain boundary of ZnO varistors. J. Eur. Ceram. Soc. 19, 6-7, 1999, p. 727 – 730 5. Levinson L. M., Philip H. R., The physics of metal oxide varistors, Journal od Applied Physics, 1975, vol. 46, pp. 1332-1341. 6. Chrzan K., Wysokonapięciowe ograniczniki przepięć, Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, 2003, ISBN: 83-7125-108-4 4. 7. Mielcarek W., Uwarunkowania technologiczne warystorów tlenkowych, IEI, Warszawa 2002. 8. PN– EN 61643-331: 2008, Elementy niskonapięciowych urządzeń do ograniczania przepięć. Część 331: Wymagania dla warystorów z tlenków metali (MOV) 9. Ograniczniki niskich i średnich napięć. Katalog produktów. Apator S.A., 2010.

urządzenia dla energetyki 6/2012

technologie, produkty – informacje firmowe

C175 Więcej mocy, to piękna rzecz… Wzrost zapotrzebowania na energię, coraz bardziej restrykcyjne normy emisji spalin, rozwój nowoczesnych technologii oraz potrzeba przestrzeni, stanowią wyzwania dla wszystkich. Wychodząc im naprzeciw Caterpillar – światowy lider produkcji agregatów diesla - zaprojektował i stworzył nową jakość w dziedzinie produkcji energii – serię agregatów prądotwórczych diesla C175 o mocy od 3000 do 4000 kVA w jednym urządzeniu. 42

urządzenia dla energetyki 6/2012

technologie, produkty – informacje firmowe

prowadzony na rynek w 2006 roku, zespół prądotwórczy C175 przeszedł pomyślnie zarówno niezliczone testy fabryczne w fazie prototypowej, jak i ponad 100.000 godzin udowodnionego, niezawodnego działania w szerokiej gamie maszyn CAT (w tym 60.000 godzin w aplikacjach energetycznych). C175 był wykorzystywany zarówno w systemach zasilania rezerwowego jak i przy pracy ciągłej jako główne zasilanie procesów produkcyjnych w fabrykach czy kopalniach kruszyw. Jak mówi Darrin Heflin, Engineering Manager w firmie Caterpillar “Nasi klienci potrzebowali więcej mocy, dostępnej w mniejszym urządzeniu”. „Obecnie, oczekuje się od agregatów prądotwórczych wysokich osiągów i ekonomii paliwowej, przy zachowaniu standardów odnośnie emisji spalin. Odpowiedzią firmy Caterpillar na te potrzeby – było stworzenie C175 – agregatu zaprojektowanego by zapewnić niezawodność, moc i łatwość obsługi – wszystko w jednym solidnym pakiecie.”

jących zasilania zarówno ciągłego, jak i dorywczego. Sercem układu paliwowego jest wysokociśnieniowa pompa oraz zawór sterujący, zapewniający niezwykle precyzyjne zastrzykiwanie / iniekcję paliwa podczas danego momentu spalania. W wyniku tego procesu otrzymujemy niższe emisje, wysoką wydajność oraz zmniejszone zużycie paliwa. Układ zarządzania silnika C15-16, sterowany przez regulator ADEM™ A4, zapewnia lepsze osiągi, nawet przy najbardziej wymagających aplikacjach. Zarówno kable sygnałowe z twardej stali jaki i redundantny układ przesyłu danych gwarantują pewną kontrolę i komunikację pomiędzy poszczególnymi układami silnika. Układ dolotowy doprowadza schłodzone powietrze, potrzebne w procesie spalania, do głowic cylindrów w układzie naprzemiennym, zapewniając tym samym większą gęstość mocy oraz redukcję emisji. Nowa generacja turbosprężarek doładowujących, specjalnie zaprojektowanych dla agregatu C175, zapewnia 5% wzrost wydajności oraz

Silnik C175 – serce agregatu

Kluczowe elementy silnika C175-16 to: system paliwowy, elektronika i układy sterujące, system dolotowy powietrza, układ chłodzenia oraz układ smarowania. Przy projektowaniu tych systemów, inżynierowie kierowali się przede wszystkim uwagami i sugestiami klientów, zdobytymi w drodze zarówno badań rynkowych – jak i zapewnianymi przez system CAT, gromadzący wszelkie sugestie odnośnie istniejących modeli agregatów. Dzięki temu, Caterpillar może zaproponować światowej klasy agregat dla klientów potrzebu-

urządzenia dla energetyki 6/2012

większą żywotność w porównaniu do tradycyjnych turbo. Nowo zaprojektowany układ chłodzenia – chłodzi jedynie te części silnika, które tego wymagają. Dzięki temu silnik jest bardziej wydajny oraz generuje mniejsze straty ciepła. Ta metoda kontroli temperatury pozwala klientom zredukować ogólne koszty eksploatacji – poprzez wykorzystanie mniejszych chłodnic. System smarowania wykorzystuje specjalne filtry oleju CAT - Cat® Advanced High Efficiency Oil Filters, które zapewniają wyższy stopień efektywności filtracji, przy zachowaniu wyższej pojemności. Dzięki ulepszonemu układowi smarowania, tradycyjne 500 godzinne interwały serwisowe, zostały wydłużone do 600 motogodzin. Przy wykorzystaniu programu Cat S•O•S (próbkowania oleju) – odstępy pomiędzy wymianami oleju mogą zostać dodatkowo wydłużone. Oznacza to niższe koszty konserwacji oraz krótsze przestoje w pracy urządzenia.

C175 – nowa jakość w dziedzinie produkcji energii

Nigdy wcześniej tyle energii nie było wytwarzane przez jedną jednostkę. C175 to więcej mocy, więcej miejsca, większa niezawodność – przy zachowaniu ekonomii kosztów instalacji oraz poszanowaniu środowiska. Teraz również Ty możesz doświadczyć skoncentrowanej mocy. Agregaty prądotwórcze C175 są dostępne u wyłącznego przedstawiciela Caterpillar w Polsce – firmy Eneria Sp. z o.o. Zapraszam na naszą stronę internetową: www.eneria.pl. Agnieszka Zawadka Na podstawie materiałów Caterpillar ® n

technologie, produkty – informacje firmowe

Systemy tłumienia i kontroli drgań w liniach przesyłowych Wstęp

System tłumienia drgań jest jednym z najważniejszych elementów napowietrznych linii wysokich napięć, który należy brać pod uwagę na etapie projektowania nowych linii. Dobrze zaprojektowana ochrona przeciwdrganiowa zapewnia bowiem wieloletnią, bezawaryjną eksploatację linii. Podstawowym elementem tej ochrony są tłumiki drgań oraz odstępniki tłumiące. Te drugie znajdują zastosowanie w liniach napowietrznych WN, w których występują przewody wiązkowe. W największym uproszczeniu odstępnik tłumiący jest tym elementem linii, którego zadaniem jest utrzymanie kształtu wiązki, uniemożliwienie stykania się przewodów wiązkowych, a przede wszystkim tłumienie energii drgań przewodów i redukowanie ich amplitudy do bezpiecznych dla przewodów i osprzętu wartości. W zależności od potrzeb i wymagań w liniach napowietrznych stosuje się: • odstępniki sztywne dla mostków, • odstępniki sztywne prądowe dla mostków (spełniające jednocześnie rolę zacisków prądowych), • odstępniki elastyczne, • odstępniki tłumiące. Ze względu na znaczenie i powszechność ich stosowania w niniejszym artykule skoncentrujemy się na tych ostatnich. Opierając się na bogatej wiedzy i długoletnim doświadczeniu firmy Damp (jednego z wiodących producentów odstępników) postaramy się przybliżyć najważniejsze informacje dotyczące wymagań, jakie powinny spełniać odstępniki tłumiące, aby zapewnić długoletnią i bezawaryjną eksploatację linii.

DAMP– specjalista w kontroli drgań

Firma DAMP, z główną siedzibą w miejscowości Carobbio degli Angeli (na północy Włoch) oraz kilkoma zakładami produkcyjnymi na całym świecie (w tym także w Polsce, w miejscowości Nisko w woj. podkarpackim) założona została w 1974 roku. Od początku działalności jej priorytetem jest całkowite zaangażowanie w projektowanie i wytwarzanie systemów tłumiących dla napowietrznych linii energetycznych wysokich napięć. DAMP był jednym z pierwszych producentów

odstępników tłumiących na świecie. Firma oferuje także odstępniki sztywne oraz tłumiki drgań, które stosowane są do ochrony przewodów przed poważnymi uszkodzeniami zmęczeniowymi wywołanymi działaniem wiatru. Wyroby opatrzone marką DAMP działają w wielu strategicznych sieciach przesyłowych na całym świecie. Wykwalifikowany zespół inżynierów, zaawansowane oprzyrządowanie oraz współpraca z uczelniami technicznymi i instytutami specjalizującymi się w obszarze tłumienia drgań (m.in. Uniwersytem Technicznym w Mediolanie) sprawia, że produkty i rozwiązania DAMP charakteryzuje wysoka jakość i funkcjonalność. Najlepszym tego dowodem jest ponad 4,5 miliona odstępników tłumiących (dla wiązek dwu, trzy, cztero, sześcio i ośmioprzewodowych dla wszystkich napięć do 800 kV), które

od wielu lat skutecznie i bezawaryjnie pracują w liniach WN na różnych kontynentach, w zróżnicowanych warunkach środowiskowych i klimatycznych. W 2008 roku, po przejęciu przez firmę MOSDORFER GmbH z Austrii (specjalizującą się w obszarze osprzętu dla napowietrznych linii przesyłowych), DAMP został włączony do grupy Knill Energy. Jak już wspomnieliśmy na wstępie, odstępnik ma duże znaczenie dla prawidłowego i bezpiecznego działania linii, dlatego ważne jest, aby spośród dostępnych na rynku rozwiązań wybrać możliwie najlepsze, spełniające wymagania stosownych norm.

Wymagania wobec odstępników tłumiących

Podstawową normą określającą wymagania wobec odstępników tłumiących

Tłumik drgań Stockbridge’a

Odstępnik sztywny dla wiązki podwójnej

Odstępnik tłumiący dla wiązki podwójnej

urządzenia dla energetyki 6/2012

technologie, produkty – informacje firmowe jest PN-EN 61854:2003 Elektroenergetyczne linie napowietrzne - Wymagania i badania dotyczące odstępników, która odnosi się także do odstępników sztywnych i elastycznych (nie ujęto w niej odstępników międzyfazowych, obręczowych i wiążących). Drugą związaną normą jest PN-EN 61284:2002 Elektroenergetyczne linie napowietrzne - Wymagania i badania dotyczące osprzętu. Poniżej przedstawione zostały najważniejsze wymagania stawiane odstępnikom tłumiącym w wyżej wymienionych normach oraz specyfikacjach technicznych. • Konstrukcja odstępnika Odstępnik tłumiący zbudowany jest ze sztywnego korpusu (ramy) i zacisków połączonych z nim za pomocą elastomerowego przegubu. Rolą elastomeru o określonej sztywności jest zapewnienie prawidłowego tłumienia drgań (pochłanianie energii) w każdych warunkach przez cały okres eksploatacji linii. Drgania przewodów w linii elektroenergetycznej powstają w wyniku parcia wiatru na przewód (przewody) i zawirowań powietrza, jakie powstają przy opływaniu przewodu przez strugę powietrza. Teorią drgań i ich rodzajami nie będziemy się tutaj zajmować, gdyż jest to osobny, rozległy temat. Można przyjąć, że ‘sercem’ odstępnika tłumiącego jest przegub z elastomerem. W głównej mierze od jego właściwości fizyczno-mechanicznych zależą parametry tłumienia i trwałość odstępnika. • Materiały Odstępniki tłumiące wykonane są najczęściej z aluminium lub jego stopów. Rama odstępnika może być wykonana jako jednorodny odlew lub składana z dwóch elementów połączonych ze sobą za pomocą nitów. Jednorodne odlewy zapewniają odstępnikowi większą sztywność oraz niezawodność eksploatacyjną (mniejsza ilość elementów łączących mogących ulec uszkodzeniu). Są także tańsze, co bez wątpienia stanowi istotną zaletę z punktu widzenia inwestora. Zaciski odstępnika, podobnie jak rama, wykonane są z aluminium. Dokręcone z odpowiednim momentem dokręcenia w Nm (określonym przez producenta nie tylko w instrukcji montażu, ale także oznaczonym na samym odstępniku) powinny zagwarantować pewny kontakt powierzchni zacisku z przewodem i właściwą siłę wyślizgu.

Odstępnik firmy DAMP zamontowany na linii 500 kV w Kolumbii

• Zaciski Norma określa, że zacisk powinien być dopasowany do średnicy przewodu z tolerancją do 10%. Można przypuszczać, że zacisk na którym podany jest zakres średnic przewodów od-do będzie zaciskał się najlepiej na przewodzie o średnicy z górnego zakresu. Wieloletnie doświadczenia firmy DAMP pokazują jednak, że znacznie większą pewność dają zaciski dostosowane do konkretnego przewodu, a nie zakresu średnic. Specjalnie wykonany zacisk powoduje: mniejszą siłę dokręcenia, lepszy styk zacisku z przewodem oraz wyższą wartość siły wyślizgu. Mniejsza siła dokręcenia powoduje mniejsze naprężenie w przewodzie. Sama instalacja jest zaś bezpieczna i łatwa, co odpowiada wymaganiom określonym w specyfikacji, któ-

ra dopuszcza tylko takie konstrukcje, które przy otwartym zacisku (po odkręceniu śruby do maksimum) utrzymują wszystkie elementy. W porównaniu do innych dostępnych na rynku modeli, zaciski w odstępnikach DAMP są dłuższe, co zapewnia lepsze trzymanie przewodu i redukuje naprężenia w przewodzie. Wpływa to także na pracę całego odstępnika, który powinien wytrzymać naprężenia mechaniczne, jakie mogą się pojawić podczas eksploatacji linii, włącznie z naprężeniami podczas zwarć. • Elementy wykonane z elastomeru Zgodnie z wymaganiami elastomer powinien pracować w zakresie temperatur od -50°C do +100°C oraz charakteryzować się odpornością na działanie promieniowania UV i ozonu.

Odstępnik tłumiący dla wiązki potrójnej

urządzenia dla energetyki 6/2012

technologie, produkty – informacje firmowe

Model zacisku odstępnika

Stworzenie takiego elastomeru nie jest łatwe, jednak firmy z wieloletnim doświadczeniem, tak jak DAMP, dają sobie z tym radę. Badania nowego elastomeru, jak i badania elastomerów z odstępników firmy DAMP, demontowanych po 20-25 latach dla celów poznawczych, wskazują jednoznacznie, że zastosowany elastomer zachował swoje właściwości elektromechaniczne oraz jest w pełni odporny na działanie promieniowania UV i ozonu. Normy dotyczące elastomerów nie do końca są jednoznaczne. W związku z tym w niektórych publikacjach można spotkać wymagania dotyczące konieczności ochrony elastomeru. Problem polega na tym, że nie ma obecnie konstrukcji odstępnika, która w 100% chroniłaby elastomer przed działaniem promieniowania UV. Jeżeli elastomer nie będzie odporny na UV nie ma znaczenia jaka jego cześć ulegnie uszkodzeniu. Właściwości tłumiące ulegną pogorszeniu i odstępnik nie będzie spełniał prawidłowo swojej funkcji. Wydaje się naturalne, że w sytuacji kiedy normy nie są jednoznaczne i rodzą się wątpliwości, należałoby się oprzeć na

wiedzy i potwierdzonych doświadczeniach eksploatacyjnych. • Oznaczenie odstępników Specyfikacja określa także minimalne wymagania co do oznakowania odstępników. Oprócz średnicy przewodu, dla którego przeznaczony jest odstępnik powininny się na nim znaleźć również takie informacje jak: numer katalogowy, nazwa lub logo producenta, rok produkcji, moment dokręcenia oraz oznaczenie gdzie jest góra odstępnika (strzałka TOP). • Rozmieszczenie i montaż odstępnika Po wyborze konkretnego typu odstępnika, na etapie projektu wykonawczego linii przychodzi czas na tzw. studium drgań (vibration study). Szczegółowa analiza przeprowadzana jest przez projektanta lub dostawcę odstępnika na podstawie dostarczonych przez klienta parametrów linii takich jak: rodzaj, średnica oraz naprężenie przewodów, długość przęseł, położenie linii czy ukształtowanie terenu. Przy użyciu programów komputerowych,

które pozwalają na symulację obciążenia przewodu uwzględniającą różnego rodzaju ruchy przewodu (w zależności od parametrów środowiska takich jak temperatura, prędkość wiatru, EDS, itp), dobiera się ilość odstępników i określa ich rozmieszczenie na przewodach. Mosdorfer i DAMP dysponują najnowszymi programami do analizy drgań, które dobrze odzwierciedlają rzeczywistość, co potwierdzają późniejsze pomiary pracy linii. W momencie kiedy linia jest już zbudowana przychodzi czas na montaż odstępników. Praktyka pokazuje, że większość problemów związanych z odstępnikami tłumiącymi wynika z ich niewłaściwego montażu. Konieczne jest zatem ścisłe przestrzeganie instrukcji i wytycznych w zakresie montażu, które dostarcza producent odstępnika. Sposób montażu i rozmieszczania odstępników na linii uzależniony jest m.in. od ukształtowania terenu, na którym położona jest linia. Sprawa jest dość prosta w terenie, który pozwala na pracę z podnośnika. Jeżeli nie ma takiej możliwości i konieczne jest zastosowanie wózka na przewody, należy pamiętać o równomiernym rozłożeniu ciężaru wózka na przewodach. Ważne jest także, aby pomiar odległości, wyznaczonych na podstawie studium drgań, rozpocząć od właściwego miejsca (elementu). Informacja taka powinna być podana przez producenta w instrukcji montażu. W przypadku uchwytu zaprasowywanego pomiar rozpoczynamy od końca uchwytu, zaś dla uchwytu przelotowego początek pomiaru wyznacza pionowa oś uchwytu. W przypadku odstępników niesymetrycznych należy także pamiętać, aby przy montażu obracać je naprzemiennie o 180°. Dużym ułatwieniem przy montażu odstępników jest stosowany w zaciskach firmy DAMP system blokujący ESLOCK zabezpieczający śruby przed wykręceniem. Dzięki temu montaż jest znacznie szybszy i pewniejszy niż w przypadku zaginanych podkładek. Do montażu wystarcza klucz dynamometryczny. Istotną sprawą jest także, aby wszystkie śruby odstępnika były zorientowane w kierunku ziemi, co ułatwia późniejsze inspekcje. Nie u wszystkich producentów warunek ten jest spełniony.

Podsumowanie Symulacja drgań w przęśle

Odstępniki tłumiące stanowią ważny element linii przesyłowych WN, któ-

urządzenia dla energetyki 6/2012

technologie, produkty – informacje firmowe

Model odstępnika podwójnego

Model odstępnika potrójnego

ry niejednokrotnie ma decydujący wpływ na prawidłowe i bezawaryjne działanie linii. Odstępniki oferowane przez firme DAMP są jednymi z najlepszych i najpewniejszych pod względem eksploatacji konstrukcji dostępnych na rynku. Zaprojektowane i produkowane wg najnowszych norm IEC 61854 spełniają wymagania techniczne największych operatorów i koncernów energetycznych na całym świecie. Poszczególne elementy (rama, zaciski) wykonywane są z wysokiej jakości materiałów, co sprawia, że zdolności tłumiące odstępnika okazują się skuteczne na przestrzeni wielu lat. Stosowane przez firmę DAMP systemy mocujące i blokujące chronią przed jakimikolwiek obluzowaniami spowodowanymi przez drgania na skutek ruchu przewodu. Warto również podkreślić, że odstępniki tłumiące to tylko jeden z elementów systemów tłumienia drgań oferowanych przez firmę DAMP. Przy projektowaniu tych systemów wykorzystywane są zaawansowane programy komputerowe do analizy drgań. Ponadto prowadzone są obszerne badania laboratoryjne (badania RIV i wyładowań koronowych od 1974 roku, badania zwarciowe od 1978 roku) oraz badania terenowe, co sprawia, że DAMP od wielu lat utrzymuje czołową pozycję w obszarze systemów kontroli drgań. Robert Marfiak, Katarzyna Pluta, EnerVision Sp. J.

Punkty początkowe pomiaru przy rozmieszczaniu odstępników w przęśle

* W razie zainteresowania szczegółowymi informacjami zachęcamy do kontaktu z firmą EnerVision, która jest wyłącznym przedstawicielem Mosdorfer i Damp na rynku polskim.

Śruba zacisku

urządzenia dla energetyki 6/2012

Specjalne wykonania odstępników DAMP

technologie, produkty – informacje firmowe

Wady rejestratorów zakłóceń elektrycznych firmy TRONIA Artykuł powinien mieć wstęp, rozwinięcie i zakończenie. We wstępie wprowadzamy Czytelnika ogólnie w temat, wskazując dziedzinę, której dotyczy artykuł. W rozwinięciu przekonujemy, że wyrób naszej firmy jest nieporównanie lepszy od wyrobów jakiejkolwiek konkurencji, a w zakończeniu wstawiamy kilka okrągłych zdań, sugerujących, że supremacja naszego wyrobu została już dostatecznie udowodniona, więc w zasadzie nie ma już o czym pisać.

onieważ Rejestratory Zakłóceń Elektrycznych firmy TRONIA zostały już wielokrotnie zaprezentowane w podobny sposób, również na tych łamach, chciałbym wskazać – z przekory i jako advocatus diaboli – wady naszych wyrobów. Może zainteresuje to Czytelnika bardziej niż ich zalety. Jedną z największych ułomności rejestratorów naszej produkcji jest bezawaryjna praca przez wiele lat, w trybie 7 dni na tydzień, 24 godziny na dobę. Użytkownik jeździ na targi, czyta fachową prasę, rozmawia z kolegami o nowych zakupach i po pewnym czasie zaczyna się denerwować: wszyscy mają już nowe konstrukcje, pachnące lakierem i olśniewające nowym oprogramowaniem, a on wciąż musi patrzeć na te same plansze, naciskać te same klawisze i czytać te same komunikaty… Wyrzucić żal, bo urządzenie wciąż działa i nie ma do czego się przyczepić, a z drugiej strony człowiek się czuje taki jakiś opóźniony… Gdyby chodziło o kilka lat bezawaryjnej eksploatacji, to jeszcze dało by się to jakoś znieść. Ale jeśli po piętnastu latach jedyną wymaganą czynnością konserwatorską jest odkurzanie, to chyba nie jest to zgodne z ogólnymi trendami! Jest to też bardzo niekorzystne dla nas, jako produ-

centa rejestratorów, gdyż brak ciągłego, jak w przypadku naszej konkurencji, kontaktu z użytkownikami, powoduje znaczne obniżenie naszych dochodów i obrotów. Czasem osoba, która kupowała nasze urządzenie jest już na emeryturze, a o pierwszy serwis prosi ktoś zupełnie obcy, kto wtedy jeszcze nawet nie pracował.

Dość poważną wadą naszych rejestratorów jest również ich modułowa konstrukcja. W normalnym przypadku, awaria urządzenia skutkuje przerwaniem jego pracy, wezwaniem ekipy serwisowej, kilkudniową delegacją i odnowieniem znajomości i kontaktów. Niestety, w naszym przypadku, użytkownik sam wymienia moduł na zapasowy, wysyła kurierem uszkodzony do nas, a my odsyłamy sprawny odwrotną pocztą, przy czym przerwa w pracy rejestratora jest liczona w minutach, a nie w dniach. Wszystko anonimowo, bez rozmów przy kawie i obiegu informacji. Użytkownik może nawet we własnym zakresie zmieniać rodzaje i zakresy wartości mierzonych sygnałów, dzielić rejestrator na kilka mniejszych, lub – przeciwnie – łączyć kasety, w celu rozbudowy systemu. Jest to dla nas bardzo niekorzystne rozwiązanie. Największe światowe koncerny dostarczają wyłącznie to, co nabywca zamówił, zastrzegając, że najmniejsza modyfikacja grozi utratą gwarancji, sporem przed międzynarodowym sądem i karami przekraczającymi wartość firmy użytkownika. Niestety, wciąż daleko nam do takich standardów postępowania. Użytkownicy często skarżą się również na dużą liczbę funkcji, oferowanych przez

urządzenia dla energetyki 6/2012

technologie, produkty – informacje firmowe oprogramowanie. To onieśmiela i odstrasza operatorów, którzy przyzwyczajeni są, że efektem pracy rejestratora jest wyłącznie wydruk sinusoidy, która wskazuje poprawność lub zakłócenie danego sygnału. Jest to proste przesłanie, które wyraźnie wskazuje dalsze postępowanie. Te wszystkie trajektorie, wyliczane przebiegi mocy, składowych symetrycznych, tabele zakłóceń harmonicznych i raporty z automatycznej (!) analizy rejestracji są może dobre dla naukowców, ale nie dla normalnych ludzi. Bardzo to wydłuża również proces szkolenia i zapoznawania nowego użytkownika z rejestratorem. Nawet pobieżny przegląd podstawowych funkcji może zająć kilka godzin, a znam przypadki, że niektórzy spędzili wiele dni na ćwiczeniach... Nietrafionym rozwiązaniem jest również dołączanie rejestratora do zakładowej sieci Ethernet. Kiedyś wygenerowanie alarmu przez rejestrator oznaczało konieczność udania się – dość szybkiego, bo syreny są dość głośne… - do przycisku kasującego alarm, a następnie do rejestratora, żeby obejrzeć wydruk i ocenić powagę zakłócenia. Przyspieszało to krążenie krwi, ćwiczyło refleks i przydawało wagi pracy operatora. Teraz operator nie musi wstawać ze swojego fotela. Kasuje alarmy kliknięciem myszki, a zanim na dobre rozpatrzy się w sytuacji, dostaje odpowiednie polecenia od przełożonego, który wcześniej przeanalizował rejestrację, pobierając ją z serwera w innej części firmy… Oznacza to również, że pracę obiektu, a więc i jego operatorów, mogą oceniać – i to incognito – osoby podłączone do dowolnej końcówki sieci zakładowej! Z analizą zakłóceń związana jest jeszcze jedna pomyłka programistów: możliwość analizowania w jednym programie zapisów z urządzeń różnych producentów, wyświetlanie ich na wspólnym wykresie, przy automatycznie zunifikowanych parametrach i traktowanie wszystkich urządzeń jak jednego rejestratora. W ten sposób niepotrzebne stają się specjalistyczne programy wspomnianych producentów, jak również ludzie, którzy nauczyli się ich obsługi. Zamiast zespołowej analizy awarii, wymiany poglądów i integracji załogi, jeden pracownik może ocenić przebieg zakłócenia, zarejestrowany przez zabezpieczenia, rejestratory itp. Może to doprowadzić do obniżenia dochodów poważnych firm, dostarczających wspomniane oprogramowanie, a to już

krok do nieprzyjemnych konsekwencji. O cichej pracy urządzeń nie będę nawet wspominał. Pewien operator opowiadał, że po zainstalowaniu naszego rejestratora przez wiele dni czegoś mu brakowało i robił nawet dodatkowe obchody. Okazało się, że znikł jednostajny, znajomy szum poprzedniego rejestratora, a niezwykła cisza w nastawni była przyczyną niespokojnych dyżurów. Kolejną niekorzystną cechą rejestratorów firmy TRONIA jest brak… urządzenia jako takiego. Otrzymujemy zapytania ofertowe z prośbą o podanie ceny rejestratora i nie możemy na nie odpowiedzieć, gdyż produkujemy zarówno urządzenia przenośne, mieszczące się w jednej kasecie 19-calowej, jak i konstrukcje zajmujące kilka szaf. Kiedy prosimy o szczegóły, pytający często miesza się i rozłącza. W efekcie ponownie tracimy potencjalne dochody, zamiast uruchomić seryjną produkcję systemów może czasem nadmiarowych, ale za to dobrze zdefiniowanych, dla których można napisać data sheet, bo jeden nie różni się niczym od drugiego. Świat już dawno produkuje wyroby zunifikowane - jeśli nawet nie pod względem konstrukcji, to zwykle pod względem funk-

urządzenia dla energetyki 6/2012

cjonalności. My natomiast wciąż staramy się dostarczać urządzenia dopasowane do potrzeb użytkownika – jak w czasach, kiedy interes użytkownika był ważniejszy od interesu producenta i jego związków zawodowych! Często nawet, na wniosek użytkownika, wprowadzamy zmiany czy to w sprzęcie, czy to w oprogramowaniu, czego już się w zasadzie nigdzie nie praktykuje. Podsumowując, należy ocenić nasze rejestratory jako nie przystające do współczesnych standardów i skazane na ignorowanie przez potencjalnych nabywców, orientujących się w obecnych trendach i im podporządkowanych. Pośrednim potwierdzeniem powyższego stwierdzenia jest przyznanie rejestratorowi COMPACT nagrody Najwyższa Jakość Quality International za 2011 r. Jak wiadomo, wyroby najpierw zdobywają rynek, a potem już tylko medale… n Janusz Proniewicz TRONIA Sp. z o.o. ul. Sycowska 11, 02-266 Warszawa tronia@poczta.onet.pl; WWW.tronia.pl tel. (+48) 781 991 168, faks: (+48) 22 846 41 97

rys.1 Przykład konfiguracji z wykorzystaniem urządzeń rodziny SPRECON-E oraz programu konfiguracyjnego SPRECON-E CONFIGURATOR.

technologie, produkty – informacje firmowe

„Norma bateryjna” PN-EN 50272-2

– jej interpretacja i zastosowanie w praktyce W poniższym artykule chciałbym przybliżyć czytelnikom zapisy normy PN-EN 50272-2, spróbować ją prawidłowo zinterpretować i opisać jej praktyczne zastosowania na obiektach elektroenergetycznych.

orma PN-EN 50272-2 opisuje podstawowe wymagania dla baterii akumulatorów i instalacji bateryjnych o napięciu znamionowym do 1500 V prądu stałego jak również wymagania dotyczące kwestii bezpieczeństwa przy demontażu, montażu, eksploatacji i konserwacji baterii akumulatorów stacjonarnych – ołowiowo-kwasowych i niklowo-kadmowych. Podstawowe obszary zastosowań przedmiotowej normy to instalacje, z którymi de facto baterie akumulatorów są ściśle kojarzone – aplikacje bateryjne w elektrowniach, stacjach elektroenergetycznych, telekomunikacji, systemy fotowoltaiczne, uruchamianie generatorów, ciągła dostawa mocy, czy też oświetlenie bezpieczeństwa i systemy alarmowe. Wreszcie norma pokazuje w jaki sposób należy zabezpieczać się przed zagrożeniem ze strony energii elektrycznej, emisji gazów i elektrolitu. Dokument ten zawiera podstawowe definicje związane z zagadnieniem, zgodnie z którymi ogniwa akumulatorów możemy podzielić na 3 grupy: yy ogniwa otwarte, tj. ogniwa posiadające wieczko, w którym znajduje się otwór służący swobodnej emisji gazów. Są to klasyczne ogniwa akumulatorów z elektrolitem ciekłym z możliwością zainstalowania zewnętrznych rekombinatorów gazu. yy ogniwa regulowane zaworem, tj. ogniwa nominalnie „zamknięte”, szczelne, ale wyposażone w otwór odgazowujący z zaworem regulującym ciśnienie. Jeśli ciśnienie przekroczy wartość progową, zawór pozwala na ujście gazów poza obudowę. Jest to druga grupa – popularne ogniwa żelowe bądź ogniwa w technologii AGM. yy ogniwa szczelnie zamknięte, tj. ogniwa, które pozostają zamknięte i których konstrukcja nie pozwala na

wydostanie się ani gazu ani cieczy podczas pracy w granicach ładowania i temperatury zdefiniowanych przez producenta. Ogniwa takie mogą zostać doposażone w urządzenie bezpieczeństwa zapobiegające niebezpiecznie wysokiemu ciśnieniu wewnętrznemu. Nie jest wymagane uzupełnianie elektrolitu a ogniwo jest zaprojektowane do pracy przez cały okres żywotności w stanie fabrycznie zamkniętym. Niewielka grupa baterii złożonych z ogniw tego typu jest spotykana na obiektach elektroenergetycznych. Najczęściej kojarzonym zagrożeniem, które wiąże się z eksploatacją baterii akumulatorów – zwłaszcza w zakładach chemicznych – jest zagrożenie eksplozji wodoru. W trakcie pracy baterii (ładowanie, przeładowanie) we wszystkich ogniwach - z wyjątkiem szczelnie zamkniętych, w wyniku elektrolizy wody wytwarzany jest wodór i tlen. Gazy te po wydostaniu się poza obudowę mogą w powietrzu tworzyć tzw. gaz piorunujący, czyli mieszaninę wybuchową, jeśli stężenie procentowe wodoru w atmosferze przekroczy 4% objętości. Aby utrzymać dolny próg wybuchowości (tzw. LEL), tj. 4% stężenia wodoru w atmosferze, należy wentylować pomieszczenie baterii lub obudowy (np. szafy). Jeśli powyższy warunek jest spełniony, pomieszczenie baterii lub obudowy uważa się za bezpieczne pod względem wybuchowym. Norma PN-EN 50 272-2 pozwala nam wyliczyć dwie wartości: Q – minimalną prędkość przepływu powietrza przy wentylowanym pomieszczeniu baterii lub obudowy, oraz A – wolną powierzchnię przekroju wlotu i wylotu powietrza. Te dwa parametry pozwolą nam na znalezienie takich rozwiązań, by zapewnić właściwe warunki konieczne do wyeliminowania zagrożenia wybuchem.

Bateria „otwarta” z systemem rekombinacji gazu AquaGen zainstalowana w szafie.

Wzór na obliczenie minimalnej prędkości przepływu powietrza Q wydaje się być dość skomplikowany: Q = v · q ·s · n · Igas · C rt · 10 -3 [m3/h] aczkolwiek po podstawieniu kilku stałych otrzymujemy dość prosty algorytm: Q = 0,05 · n · Igas · C rt · 10 -3 [m3/h], gdzie n to liczba ogniw w baterii, Crt to pojemność C10 dla ogniw ołowiowo-kwasowych i C5 dla ogniw niklowo-kadmowych do Uk=1,8V/ogniwo w 20°C, a Igas to natężenie prądu wytwarzającego gaz w mA/Ah pojemności znamionowej. Może ono przyjmować dwie wartości dla każdego typu ogniw, jak prezentuje tabela nr 1. Proszę zwrócić uwagę na wiersz ostatni, gdzie dla ogniw otwartych baterii kwasowo-ołowiowych przyjęto wartość 20, a dla ogniw VRLA regulowanych zaworem - 8. Norma daje możliwość zastosowania do ogniw otwartych tzw. zewnętrznym katalitycznych rekombinatorów gazu. Dzięki ich zastosowaniu natężenie prądu Igas można ograniczyć do 50% wartości. Oczywiście rekombinatorów zewnętrznych nie można zainstalować do pozostałych grup ogniw, co wynika wprost z definicji ogniw. Je-

urządzenia dla energetyki 6/2012

technologie, produkty – informacje firmowe Tabela nr 1. Wartość natężenia prądu I podczas ładowania prostownikami w systemie IU lub U Baterie ołowiowe Ogniwa otwarte

Baterie ołowiowe Ogniwa VRLA

Baterie Ni-CD Ogniwa otwarte

Natężenie prądu konserwacyjnego Igas mAh/Ah (w warunkach ładowania konserwacyjnego przy obliczaniu przepływu powietrza)

Natężenie prądu przyspieszonego mAh/Ah Igas (w warunkach ładowania przyspieszonego przy obliczaniu przepływu powietrza)

śli wartość 20 pomnożymy przez 50%, wówczas Igas zostanie zredukowane z 20 do 10, co przy wartości 8 dla ogniw z zaworem stanowi różnicę tylko 20%. Dzięki wyliczeniu wartości Q, bardzo łatwo wyliczyć nam wolną powierzchnię przekrojów kratek wentylacyjnych:

Proszę zwrócić uwagę na niewielkie różnice w odległości bezpieczeństwa jakie występują w przypadku ogniw otwartych z zewnętrznymi rekombina-

Tabela nr 2. Kalkulacja wymaganej wymiany powietrza wentylującego oraz odległości bezpieczeństwa dla baterii 220V złożonej z 106 ogniw o pojemności C10=200Ah. Bateria z ogniwami otwartymi 220V bez rekombinatorów gazu

Bateria z ogniwami otwartymi 220V z rekombinatorami gazu

Bateria z ogniwami z ciśnieniem regulowanym zaworem

Wymagany obieg powietrza

21,20 m3/h

10,60 m3/h

8,48 m3/h

Przekrój otworów wentylacyjnych

594 cm2

297 cm2

238 cm2

Odległość bezpieczeństwa

457 mm

363 mm

337 mm

A = 28 · Q gdzie A oznacza właśnie powierzchnię przekroju wlotu i wylotu powietrza. Dla celów obliczeniowych przyjmuje się prędkość przepływu powietrza 0,1 m/s. Kratki wentylacyjne wlotowe i wylotowe powinny znajdować się na przeciwległych ścianach, a jeśli nie jest to możliwe, odległość pomiędzy nimi powinna wynosić nie mniej niż 2m. Jeśli nie jesteśmy w stanie zapewnić odpowiedniej wymiany powietrza w sposób naturalny, powinniśmy zastosować wentylację wymuszoną. Ważna jest komunikacja prostownika współpracującego z baterią z układem wentylacyjnym za pomocą odpowiednich sprzężeń lub alarmów. Kolejnym istotnym parametrem, który możemy wyliczyć z normy jest odległość bezpieczeństwa. Jest to odległość od urządzeń iskrzących bądź rozgrzanych do 300°C elementów do ogniwa, czyli źródła gazu. Odległość tą oznaczaną d obliczamy w następujący sposób: D = 28,8 ·

Gdzie: Igas = natężenie prądu wytwarzającego gaz (mA/Ah) Crt = pojemność znamionowe (Ah) Jak widać odległość tą bardzo łatwo wyliczyć – wystarczy znać pojemność baterii i prąd gazowania, który odczytujemy z przestawionej już tabeli. Dla 2 typów baterii 220V złożonej ze 106 ogniw o pojemności 200Ah – z ogniwami otwartymi i z ciśnieniem regulowanym zaworem wyliczenia przedstawia tabela nr 2.

i nieprzepuszczalności posadzki na działanie roztworu kwasu siarkowego. W celu ochrony przez niebezpieczeństwem porażenia energią elektryczną, instalacja bateryjna powinna być odizolowana od kontaktu z osobami trzecimi. Najlepiej, aby znajdowała się ona w wydzielonym pomieszczeniu, z ograniczonym dostępem – szczególnie jeśli napięcie baterii przekracza 60V. Drzwi akumulatorni należy odpowiedni oznakować, naklejając etykiety ostrzegawcze. Stojak, na którym jest posadowiona bateria, powinien być w pełni izolowany, a jeśli jest on wykonany z nieizolowanego metalu, należy go uziemić. Firma Hoppecke stosuje w pełni izolowane łączniki oraz śruby, ponadto konstruk-

torami gazu (363 mm) w stosunku do ogniw żelowych czy AGM (337 mm). Podczas eksploatacji baterii akumulatorów kolejnym zagrożeniem jest ryzyko poparzenia elektrolitem. W bateriach ołowiowo-kwasowych elektrolit stanowi roztwór kwasu siarkowego o odpowiedniej gęstości. Przy pracy z bateriami należy zabezpieczyć ciało przed poparzeniem stosując odzież ochronną – okulary i rękawice. W sąsiedztwie baterii – w akumulatorni lub w jej pobliżu - powinno znajdować się źródło wody. Może to być woda bieżąca, aczkolwiek coraz popularniejsze są tzw. oczomyjki, czyli zbiorniki z wodą. Gdy dojdzie do kontaktu oczu z elektrolitem, należy przemyć oczy wodą, jeśli elektrolit miał kontakt z naszym ciałem powinno się użyć wody mydlanej. Oczywiście w każdym przypadku należy skontaktować się z lekarzem. W przypadku zabezpieczenia przed wyciekiem elektrolitu poza obudowę baterii, pod stelażem można umieścić kuwety kwasoodporne. Ich rolą jest zgromadzenie elektrolitu w celu neutralizacji sorbentem, a pojemność kuwety powinna być wystarczająca dla pomieszczenia objętości cieczy z co najmniej 1 ogniwa lub monobloku. Przy stosowaniu kuwet nie ma konieczności zapewnienia kwasoodporności

cja wyprowadzenia biegunów została w ostatnim czasie specjalnie zmodyfikowana poprzez pełne zaizolowanie elementów metalowych, dzięki czemu z praktycznego punktu widzenia jedynym miejscem nie w pełni izolowanym jest otwór pomiarowy w śrubie, który umożliwia pomiar napięcia. Posadzka w akumulatorni powinna być elektrostatycznie rozpraszająca, aby uniknąć wytwarzania ładunku elektrostatycznego. Rezystancja w odniesieniu do punktu uziomu powinna być nie mniejsza niż 10 MΩ i nie większa niż 50kΩ, ponadto służby eksploatacyjne powinny nosić obuwie antystatyczne. Baterie akumulatorów stacjonarnych są elementem systemu elektroenergetycznego, który stwarza różne zagrożenia, aczkolwiek przy przestrzeganiu przepisów bezpieczeństwa i środków opisanych w normie PN-EN 50252-2 można te zagrożenia i ich skutki wyeliminować. Ponadto, rozwiązania przedstawione w opisanym dokumencie pozwalają zupełnie inaczej spojrzeć na instalacje bateryjne.

Zbigniew Graczykowski Hoppecke Baterie Polska Sp. z o.o. n

urządzenia dla energetyki 6/2012

Transport szynowy – technologie, produkty

Liczniki osi – moda czy konieczność stosowania? Niewątpliwie jak w każdej dziedzinie życia tak i w srk (signalingu) obowiązują zmieniające się w czasie tendencje, wzory i powszechnie akceptowane trendy. Od kilku już lat na polskich kolejach obserwujemy coraz liczniejsze przypadki instalacji systemów liczenia osi do stwierdzania niezajętości torów i rozjazdów. Czy jest to tylko chwilowa moda czy faktyczne zalety tych urządzeń są czynnikiem decydującym?

próbować należy odpowiedzieć na tak postawione pytanie zaczynając od wymienienia najważniejszych cech odróżniających liczniki osi od stosowanych do tej pory obwodów torowych: yy całkowite odizolowanie urządzeń przytorowych od szyn, a tym samym wyeliminowanie wpływu warunków atmosferycznych (burze, zmiany oporności podtorza), jak również możliwość tworzenia obwodów obejściowych prądów błądzących –szczególnie w rozwiązaniach bez elektroniki przytorowej, yy uniezależnienie od trudności związanych z niewłaściwym zwieraniem toków szynowych przez tabor kolejowy (zardzewiałe szyny, izolowane zestawy kołowe) yy łatwość zabudowy na obiektach inżynierskich takich jak mosty, wiadukty yy brak kolizji z prowadzonymi robotami torowymi yy uzyskanie najwyższego stopnia bezpieczeństwa (poziom SIL 4), jak również pełnej diagnostyki i rejestracji stanu urządzeń w wyniku zastosowana najnowszej technologii cyfrowej yy możliwość wykorzystania w przyszłości informacji związanych z ilością osi, a tym samym rodzaju i wielkości pociągów do celów handlowych i statystycznych. Cechy te umożliwiły podwyższenie niezawodności urządzeń detekcji koła wykrywających niezajętość torów i rozjazdów do poziomu satysfakcjonującego personel utrzymania. W niektórych obwodach licznikowych okres pomiędzy usterkami można było liczyć w latach. W technice, tak jak w prawdziwym życiu, w którym co chwilę zmieniają się warunki działania, pojawiają się nowe zagrożenia i coraz większe wymagania

użytkowników w związku z czym należy stale modernizować i poprawiać jakość urządzeń tak, aby mogły sprostać nowym wyzwaniom. Dla całej infrastruktury kolejowej przełomowym wyzwaniem stało się sprostanie wymogom stawianym przez pociągi wielkiej szybkości. Jeśli chodzi o liczniki osi to problemem stało się oddziaływanie elektromagnetyczne i mechaniczne nowych systemów hamulcowych pojazdów szynowych. Oddziaływanie hamulców zmniejszyło niezawodność działania, ale nie miało wpływu na bezpieczeństwo działania systemów liczenia osi. Ponieważ, nie ma uregulowań prawnych określających dopuszczalny poziom parametrów pola magnetycznego hamulców elektromagnetycznych, producenci liczników osi musieli sami przyjąć te wartości i zminimalizować wpływ mas żelaznych elementów hamulców. Przygotowanie teoretyczne i badania laboratoryjne nie są w stanie wyeliminować wszystkich wad i niedoskonałości wdrożonych do produkcji urządzeń. Wady te można zaobserwować a później je poprawić dopiero po dość długim okresie pracy w normalnych warunkach eksploatacyjnych. Oczywiście ważnym jest, aby działania zmierzające do wyeliminowania wad „wie-

ku dziecięcego” podjąć szybko i nie zostawiać użytkownika samego z tymi kłopotami. Należy również wspomnieć o niedogodnościach stosowania liczników osi wynikających również z samej istoty ich działania, tj. o konieczności ich zerowania po usunięciu usterki lub regulacji. Szczególnie uciążliwe jest to dla urządzeń liniowych w przypadku zerowania do zajętości. Poprawienie takiego stanu rzeczy jest możliwe poprzez następujące działania: yy podwyższenie niezawodności proces długi i żmudny wymagający współpracy producenta i użytkownika oraz czasu, yy rozpoczęcie dyskusji na temat zerowania do niezajętosci z poszukiwaniem możliwości wsparcia personelu eksploatacji przy pomocy rozwiązań regulaminowych i technicznych np.: porównywania ilości osi na sąsiednich odstępach blokady liniowej. Możliwe są również działania, które mogą wyniknąć z dalszych doświadczeń eksploatacyjnych.

Rys. 1. Licznik osi jednosekcyjny.

Rys. 2. Licznik osi wielosekcyjny.

Kryteria wyboru liczników osi

Przy wyborze licznika osi ważne jest uwzględnienie następujących zagadnień: yy Typ licznika osi yy Typ stosowanego czujnika koła yy Innowacyjność produktu

urządzenia dla energetyki 6/2012

Transport szynowy – technologie, produkty Ze względu na budowę można wyróżnić dwa typy liczników osi: jednosekcyjne i wielosekcyjne. Zarówno liczniki osi jednosekcyjne jak i wielosekcyjne posiadają podobne elementy takie jak: punkty liczące (tj. czujniki koła z kartami przetwarzającymi i analizującymi sygnały z nich przychodzące, itp.) oraz jednostki centralne (zbierające informacje z punktów liczących i określające stan kontrolowanych odcinków). W przypadku liczników jednosekcyjnych jednostka centralna obsługuje jeden kontrolowany odcinek (tor, rozjazd, grupa rozjazdów). Realizacja kontroli na stacji wielu odcinków oparta jest wyłącznie na dokładaniu kolejnych tych samych modułów licznika osi (punktów liczących i jednostek centralnych). W rezultacie informacja o niezajętości poszczególnych odcinków wyprowadzana jest przez niezależne jednostki centralne dla każdego odcinka z osobna. W przypadku liczników wielosekcyjnych jedna jednostka centralna może obsługiwać wiele obwodów jednocześnie. Realizacja kontroli wielu odcinków na stacji oparta jest na dokładaniu punktów liczących i odpowiednim oprogramowywaniu jednostki central-

nej. W rezultacie informacja o niezajętości poszczególnych odcinków wyprowadzana jest przez jedną tą samą jednostkę centralną dla każdego odcinka z osobna. Różnice w budowie liczników osi jednosekcyjnych i wielosekcyjnych pociągają za sobą pewne konsekwencje: yy brak ograniczeń co do liczby kontrolowanych odcinków w przypadku zastosowania liczników jednosekcyjnych. Liczniki osi wielosekcyjne posiadają ograniczenie co do liczby obsługiwanych punktów liczących przez jedną jednostkę centralną. yy zastosowanie wielosekcyjnego licznika osi dla stacji, w której nie wykorzystuje się znacznej pojemności jednostki centralnej jest z pewnością droższym rozwiązaniem niż zastosowanie w tym przypadku liczników osi jednosekcyjnych. yy w przypadku awarii jednostki centralnej licznika osi wielosekcyjnego cała stacja jest poza kontrolą. W przypadku awarii jednostki centralnej licznika osi jednosekcyjnego poza kontrolą jest tylko jeden odcinek na stacji. yy jeżeli istniejącą instalację chcielibyśmy w przyszłości rozszerzyć o kontrolę dodatkowych obwodów to w przypad-

urządzenia dla energetyki 6/2012

ku licznika osi wielosekcyjnego prócz zabudowania dodatkowych punktów liczących wymagane będzie również dokonanie zmiany oprogramowania jednostki centralnej. Natomiast w przypadku liczników jednosekcyjnych nie ma potrzeby dokonywania żadnych zmian oprogramowania tylko wystarczy dobudować dodatkowe punkty liczące i jednostki liczące. Prócz omówionych wyżej różnic w zastosowaniu liczników osi wynikających z ich budowy należy jeszcze zwrócić uwagę na stosowane czujniki koła. Zasadniczo można wyróżnić tu dwie grupy głowic przytorowych: z elektroniką przytorową i bez elektroniki przytorowej. Czujniki koła z elektroniką przytorową charakteryzuje cyfrowa transmisja sygnałów pomiędzy puszką przytorową a urządzeniami licznika znajdującymi się w przekaźnikowni. Natomiast czujniki koła bez elektroniki przytorowej charakteryzuje analogowa transmisja sygnałów. Pociąga to za sobą następujące właściwości: yy czujniki koła z elektroniką przytorową wymagają stosowania specjalnych kabli do transmisji. Natomiast czujniki koła bez elektroniki przyto-

Transport szynowy – technologie, produkty elektronika przytorowa

czujnik koła

Rys. 3. Czujnik koła z elektroniką przytorową. czujnik koła

Rys. 4. Czujnik koła bez elektroniki przytorowej.

rowej mogą pracować na typowych kablach stosowanych na kolei, również z wykorzystaniem istniejącej infrastruktury kablowej. yy ze względu na dewastacje i kradzieże czujniki koła bez elektroniki przytorowej wydają się być lepszym rozwiązaniem. yy przeprowadzanie prac serwisowych czujników z elektroniką przytorową podczas np. opadów deszczu jest utrudnione. yy diagnostyka sygnałów analogowych dla personelu utrzymania jest bardziej przyjazna aniżeli w technice cyfrowej. Nie wymaga żadnych dodatkowych urządzeń poza tymi, którymi monter dysponuje. yy Ważnym również elementem przy wyborze liczników osi jest także sprawa innowacyjności produktu. Liczniki osi nie są produktem nowym. Ich historia sięga już zdecydowanie ponad 50 lat istnienia. Nie można więc oczekiwać, że systemy opracowane 20 a nawet 10 lat temu, które w tamtych warunkach działały prawidłowo nadal będą pracowały niezawodnie. W ostatnich latach postęp techniki był znaczący.

Po torach poruszają się coraz to nowe pojazdy wyposażone w nowoczesne urządzenia, które generują wielorakie zakłócenia. Zakłócenia, które kiedyś nie były znane lub nie były o takim poziomie natężenia. Firma Frauscher jest firmą specjalizującą się w wąskiej dziedzinie gospodarki dotyczącej produkcji czujników koła i systemów liczenia osi. Dzięki wąskiej specjalizacji dba aby własne wyroby były stale unowocześniane równolegle z pojawiającymi się ku temu potrzebami. Na przykładzie historii naszej firmy pragniemy zwrócić uwagę na potrzeby stałego rozwoju własnych produktów, ich unowocześniania i modernizowania zgodnie z pojawiającymi się potrzebami i trendami. Decydując się na zakup systemów liczenia osi w trakcie przeprowadzanych modernizacji stacji i szlaków dokonuje się inwestycji na wiele lat. Ważne jest aby związać się z firmą, która zapewnia stały rozwój swoich produktów i jest w stanie rozwiązywać stale to nowe pojawiające się problemy eksploatacyjne. Janusz Mikołajczyk, Daniel Pytlik n

Rok 1986 – opracowanie do dziś stosowanego czujnika koła RSR180 Rok 1993 – opracowanie pierwszego licznika osi AZF Lata 1996 – 2000 prace nad nowym czujnikiem RSR122 odpornym na hamulce wiroprądowe będące na wyposażeniu szybkich pociągów ICE Rok 2002 – opracowanie nowego licznika osi ACS2000 Rok 2006 – pierwsza prezentacja nowego czujnika koła RSR123 opracowanego w wynalezionej i opatentowanej przez firmę Frauscher technologii V.Mix Technology® Lata 2008 – 2010 – prace nad nowoczesnym oprogramowaniem diagnostycznym FDS dla licznika osi ACS2000 Obecnie – prace nad zaawansowanym licznikiem osi AAC2010, którego premiera odbyła się na targach InnoTrans 2010 w Berlinie.

urządzenia dla energetyki 6/2012

transport szynowy – technologie, produkty

Firma Kontron uzyskała certyfikat IRIS Najwyższa jakość w zakresie niezawodności i zarządzania cyklem życia produktów w przemyśle kolejowym. Firma Kontron uzyskała certyfikat IRIS rev.02 (International Railway Industry Standard, Międzynarodowy Standard Przemysłu Kolejowego), opracowany przez niezależne stowarzyszenie europejskiego przemysłu kolejowego UNIFE (Union des Industries Ferroviaires Européennes). Certyfikat IRIS potwierdza, że produkty Kontron są zgodne z międzynarodowymi, zunifikowanymi standardami i spełniają najwyższe wymagania w zakresie niezawodności i zarządzania cyklem życia produktów w przemyśle kolejowym.

ontron uzyskał certyfikat IRIS obejmujący projektowanie, rozwój i produkcję pojedynczych komponentów do zastosowań kolejowych, jak również systemów pokładowych wykorzystywanych w pojazdach szynowych i systemów torowych. Klienci firmy wykorzystują te wbudowane platformy w systemach napędowych, pokładowych systemach sterowania pojazdami oraz w systemach komunikacyjnych i informacyjnych dla pasażerów. Certyfikat otrzymały również projekt, integracja sprzętowa i programowa oraz serwis i wsparcie otwartych systemów komputerowych dla

aplikacji czasu rzeczywistego. Klienci korzystający z produktów firmy Kontron otrzymali obecnie oficjalne potwierdzenie ze strony UNIFE, że ich partner handlowy jest wiarygodnym dostawcą wysokiej jakości produktów.

Zaangażowanie na rynku kolejowym

Norbert Hauser, wiceprezes ds. marketingu firmy Kontron, powiedział, że uzyskanie certyfikatu IRIS przez zakład Kontron w Tulonie to milowy krok w rozwoju strategii biznesowej firmy na rynku kolejowym. ” Daje nam to kredyt zaufania do stosowania najwyższych

standardów jakości na rynku kolejowym tak, aby nasi klienci mogli bezpośrednio stosować rozwiązania Kontron w celu poprawy bezpieczeństwa, efektywności kosztowej i jakości swoich urządzeń kolejowych bez spełniania dodatkowych warunków” - dodał. Dzięki wykorzystaniu efektu synergii w zarządzaniu zużyciem technologicznym w aplikacjach wydłużonego cyklu życia produktów przeznaczonych nie tylko dla branży transportowej, ale także dla wojska i branży medycznej, firma może zapewnić wyjątkowo długi okres obsługi przy zachowaniu rozsądnych kosztów. Oczywiście, otrzymanie cer-

urządzenia dla energetyki 6/2012

transport szynowy – technologie, produkty

tyfikatu IRIS w żadnym wypadku nie oznacza, że firma Kontron jest debiutantem w tym biznesie.

Długoletnie doświadczenie na rynku transportowym

Kontron posiada solidne i długoletnie doświadczenie w rozwoju i produkcji wbudowanych komputerów czasu rzeczywistego dla rynku kolejowego. Spółka była zaangażowana w wiele dużych projektów transportowych, w skład których wchodziły instalacje blokad liniowych czy systemy o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa oraz prace dla dostawców takich jak Siemens Sp. z o.o. czy Politechnika Warszawska. Instalacje firmy można znaleźć np. w warszawskim metrze, jak również w wielu projektach kolejowych zrealizowanych w Niemczech, Rosji czy nawet Chinach, aby wymienić tylko kilka państw. Kontron jest uniwersalnym dostawcą rozwiązań zarówno dla pojazdów szynowych jak i instalacji torowych spełniającym wszystkie wymagania wbudowanych systemów komunikacyjnych globalnego przemysłu kolejowego. Jest to możliwe dzięki połączeniu szerokiego asortymentu ogólnodostępnych platform pokładowych, dopasowanych poziomem do specyfiki systemu lub rozwiązania, z możliwościami projektowymi i usługami programowymi spółki, które są z powodzeniem wykorzystywane w celu efektywnego spełniania wymagań klientów ze

szczególnym naciskiem położonym na skrócenie czasu wprowadzania produktu na rynek. Dzięki wykorzystaniu standardowych modułów konstrukcyjnych inżynierowie mogą wdrażać swoje projekty z zachowaniem maksymalnego bezpieczeństwa inwestycji i długotrwałej dostępności w niemal wszystkich zastosowaniach spotykanych w pojazdach szynowych i urządzeniach torowych, począwszy od inteligentnych kamer monitoringu i dedykowanych urządzeń sterujących dla pociągów do terminali w punktach sprzedaży i informacyjnych ( POS/POI), graficznych interfejsów użytkownika lub urządzeń stanowiskowych z obsługą wielu wyświetlaczy. Kontron pracuje z wybranymi partnerami w celu zapewnienia ścisłego przestrzegania standardów (IRIS, ISO9001, EN50155 i innych.) oraz organizuje regularne audyty kompleksowo zabezpieczające jakość wszystkich produktów i usług. Firma oferuje swoim klientom z branży kolejowej globalną obecność i doświadczenie oraz zapewnia wyczerpującą wiedzę na temat lokalnych i międzynarodowych standardów oraz wymagań, dostarczając tym samym sprawdzonych rozwiązań. Rozwój, technologia, certyfikacja i produkcja w jednym ręku gwarantują najwyższą jakość, minimalizują ryzyko projektowe oraz zmniejszają całkowity koszt użytkowania.

urządzenia dla energetyki 6/2012

Najnowsze platformy technologiczne

Kontron opracowuje również odporne mechanicznie systemy komputerów zintegrowanych z wyświetlaczem takie jak HMITR - chłodzony pasywnie ( bezwentylatorowy), bezobsługowy komputer panelowy zgodny z normą EN50 155, specjalnie zaprojektowany do wizualizacji procesów sterujących w pojazdach szynowych. Venturo, system zarządzania pojazdami firmy Kontron, przeznaczony dla autobusów i tramwajów można dopasować do specyfiki konkretnej aplikacji. W jego skład wchodzą zdalne interfejsy komunikacyjne, a dzięki wykorzystaniu istniejących modułów konstrukcyjnych całość projektu klienta jest maksymalnie opłacalna zarówno na etapie rozwoju jak i produkcji seryjnej. Więcej informacji na temat rozwiązań firmy Kontron dla transportu można znaleźć na stronie: http://www.kontron.com/industries/ transportation/ n

eksploatacja i remonty

Obróbka kabli elektrycznych Jednym z najistotniejszych elementów wpływających na dynamikę rozwoju cywilizacyjnego w każdym kraju jest energia elektryczna. Prąd jest wykorzystywany niemal w każdej dziedzinie naszego życia. Energia elektryczna jest wielkim dobrem, lecz równocześnie użytkowanie jej niesie ze sobą potrzebę stworzenia ogromnej infrastruktury energetycznej. Jej nerwami są różnego rodzaju kable – od największych przesyłowych aż po malutkie kabelki, z którymi możemy się zetknąć na co dzień np. w naszych mieszkaniach. Instalacje elektryczne wymagają napraw i konserwacji. Stąd też rodzi się potrzeba, aby szczególnie osoby, które profesjonalnie parają się naprawami urządzeń elektrycznych, w tym obróbki kabli, były wyposażone w doskonałej jakości narzędzia gwarantujące im bezpieczeństwo, komfort, szybkość i precyzję pracy.

irma Lange Łukaszuk założona w 1987 roku już od 25 lat z powodzeniem dystrybuuje markowe wyroby przemysłowe. Duża część jej oferty jest związana z rynkiem elektrotechnicznym. Szczególnie należałoby w tym miejscu wymienić niemiecką firmę Steinel – znanego na całym świecie producenta oświetlenia automatycznego, wskaźników napięcia i czujników ruchu. Lange Łukaszuk posiada również w swojej ofercie handlowej bardzo bogaty wachlarz narzędzi ręcznych dla elektryków, przeznaczonych do prac związanych z szeroko rozumianą obróbką kabli.

Niezwykle popularną grupą narzędzi są różnego rodzaju szczypce.

Lange Łukaszuk oferuje duży wybór szczypiec renomowanej niemieckiej firmy NWS. Istnieje ona prawie 40 lat

i może poszczycić się wieloma innowacyjnymi rozwiązaniami. Wyroby NWS (skrót od słów: Nothen Werkzeuge Solingen) spełniają wszelkie europejskie oraz światowe normy w zakresie jakości oraz bezpieczeństwa. NWS należy do grupy przedsiębiorstw stosujących najnowsze technologie. Duża część procesu produkcyjnego jest w pełni zautomatyzowana – odbywa się przy użyciu robotów. W trosce o zapewnienie odpowiedniej jakości produkty NWS są wytwarzane wyłącznie w Niemczech w dwóch zakładach produkcyjnych. Pierwszy znajduje się od początku działalności firmy w Solingen. Drugi zaś został otwarty po zjednoczeniu Niemiec w miejscowości Steinbach-Hallenberg w Turyngii - regionie znanym nie tylko z pięknych krajobrazów, ale również słynącym z tradycji w wytwarzaniu różnorodnych narzędzi ręcznych.

Szczypce NWS charakteryzują się niezwykłą wprost precyzją wykonania, funkcjonalnością, estetyką oraz trwałością. Ergonomia rękojeści nie ma sobie równych w branży. Szczypce NWS trzyma się bardzo pewnie, a wysiłek towarzyszący pracy jest minimalny. Tworzywo sztuczne zastosowane w rękojeściach jest elastyczne, miękkie, olejoodporne, przyjemne w dotyku, eliminuje poślizg dłoni. Wszystkie rękojeści są oferowane w bardzo żywych, dobrze dobranych barwach. Sercem każdych szczypiec jest stal z jakiej jest zbudowana ich część robocza. NWS w swoich produktach wykorzystuje specjalnie wyselekcjonowaną, hartowaną w oleju, stal chromowo-wanadową. Partie szczypiec, które bezpośrednio stykają się z przedmiotem obrabianym (ostrza do cięcia, uzębienia służące do chwytania, zagniatania itp.) często są dodatkowo indukcyjnie

urządzenia dla energetyki 6/2012

eksploatacja i remonty

wzmacniane do poziomu twardości 64 HRC. Również niezwykle starannie są wykonane przeguby. Charakteryzuje je zupełny brak luzów. Umożliwiają wiele cykli pracy bez widocznych oznak zużycia. NWS posiada praktycznie każdy niezbędny do obrabiania kabli typ szczypiec oraz nożyc. I tak: będą to szczypce uniwersalne, obcinaczki boczne (również z dłuższą szyjką, umożliwiające cięcie grubszego kabla przy mniejszym wysiłku), nożyce do cięcia oraz odizolowywania kabli, szczypce płaskie, okrągłe, półokrągłe (te ostatnie również odgięte), odizolowywacze.

Ważnymi, powszechnie używanymi narzędziami są też nożyce do przecinania kabli o różnych średnicach: jednoręczne, oburęczne, z mechanizmem grzechotkowym i bez.

Grupa izolowanych narzędzi NWS posiada znaki zgodności z europejską normą EN 60900. W każdym zestawie narzędzi dla elektryka musi się znaleźć przynajmniej jeden nożyk do usuwania izolacji. Firma Lange Łukaszuk w swojej ofercie posiada cały wachlarz tego typu narzędzi marki Jokari. Jokari Krampe GmbH jest niemieckim, światowej klasy, producentem narzędzi ręcznych do odizolowywania kabli. Wiele lat dzierży palmę niekwestionowanego lidera rynku. Firma od samego początku, tj. od przeszło czterdziestu lat, mieści się w miejscowości Ascheberg land Westfalia. Oferta Jokari obejmuje przeszło 20 różnych typów nożyków, dzięki którym możliwe jest proste, szybkie, wygodne i bezpieczne usunię-

cie izolacji z wielu rodzajów kabli o dowolnym kształcie. Wyroby Jokari odznaczają się niezmiennie wysoką jakością oraz starannością wykonania. Między innymi dlatego całość produkcji odbywa się w siedzibie firmy w Niemczech. Firma zatrudnia najlepszych specjalistów w takich dziedzinach jak metaloznawstwo czy obróbka tworzyw sztucznych. Ci wysoko wykwalifikowani eksperci nieustannie pracują nad udoskonalaniem istniejących i wynajdywaniem nowych, jeszcze doskonalszych, nożyków. W swojej pracy używają tylko najwyższej jakości materiałów, narzędzi oraz najnowszych technologii. Jokari korzysta z najnowocześniejszych linii produkcyjnych. Jednymi z najistotniejszych elementów wchodzących w ich skład są superprecyzyjne wtryskarki Arburga i Battenfelda. Firma legitymuje się wieloma certyfikatami m.in. TÜV oraz GS. Znana jest również ze swojej innowacyjności – praktycznie każdy rok przynosi kolejne udoskonalenia istniejących nożyków lub zupełnie nowe modele. Jokari jest jedynym producentem pokrywającym swoje ostrza azotkiem tytanu dzięki czemu charakteryzują się one niezwykłą wręcz trwałością (później się tępią) i czystością cięcia. Również kwestie ochrony środowiska są bardzo poważnie traktowane. Na dachu hali produkcyjnej umieszczone są panele solarne, a do ogrzewania wykorzystywana jest energia geotermalna. Do form wtryskowych wprowadzane są poliamidy i masy plastyczne bez dodatku PCV. Sprzęt Jokari znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach powiązanych z branżą elektryczną i pokrewnymi: przemyśle energetycznym, elektronice, samochodówce, telekomunikacji, czy informatyce.

Sztandarowym produktem stworzonym przez Jokari i kopiowanym z mniejszym lub większym powodzeniem przez wielu innych producentów jest nożyk do zdejmowania izolacji z kabli o przekroju okrągłym 8-28mm o symbolu 28H Secura. W nożyku tym, jak w przysłowiowej soczewce skupiają się wszystkie te cechy, za które produkty Jokari są tak cenione na całym świecie: • ostrze pokryte specjalną powłoką z azotku tytanu, • przeciwpoślizgowe wykończenie pałąka przytrzymującego kabel, • wysokiej jakości, niezwykle trwała, miła w dotyku obudowa z tworzywa sztucznego, • dobrze dopracowana ergonomia. Innym wysoko cenionym produktem Jokari są automatyczne szczypce do ściągania izolacji z kabli 0,2 do 6mm². Setki tysięcy zadowolonych użytkowników może potwierdzić ich precyzyjną i bezawaryjną pracę. Szczypce są wykonane z udaroodpornych poliamidów. Ich faktura powierzchni jest przyjemna w dotyku oraz umożliwia pewny chwyt. Tnące elementy metalowe są, jak zwykle to bywa w produktach Jokari, pokryte azotkiem tytanu, co wydatnie przedłuża czas eksploatacji. Szczypce są wyposażone w bardzo praktyczny a zarazem precyzyjny ogranicznik głębokości zdejmowania izolacji. Tego typu narzędzia pozwalają wydatnie ułatwić i przyśpieszyć pracę elektryka. Unikalna jakość produktów Jokari daje poczucie pewności i bezpieczeństwa. Użytkownik bowiem wie, że może na nie liczyć w każdych okolicznościach. Michał Ostrowski Lange Łukaszuk

urządzenia dla energetyki 6/2012

eksploatacja i remonty

Nowoczesne narzędzia bateryjne Hitachi z bateriami 4 AH Hitachi Power Tools Polska Sp. z o.o. wprowadza do sprzedaży nową kompletną linię narzędzi bateryjnych zasilniach nowoczesnymi wysoce wydajnymi bateriami litowo – jonowymi o pojemności 4 amperogodziny. Technologia baterii litowo – jonowych od niedawna stała się standardem w zasilaniu elektronarzędzi bateryjnych. Na dzień dzisiejszy profesjonalni producenci elektronarzędzi zasilają swoje urządzenia tylko i wyłącznie bateriami typu Li-ion. Do tej pory jednak maksymalna pojemność takiej baterii wynosiła 3 Ah. Hitachi jako niekwestionowany światowy lider technologii Li-ion wprowadza właśnie do sprzedaży baterie o zwiększonej pojemności do 4Ah.

urządzenia dla energetyki 6/2012

eksploatacja i remonty

owa szeroka oferta narzędzi wśród której znajdziemy zarówno wkrętarko-wiertarki w wersji z oraz bez udaru, szlifierki, wyrzynarki, pilarki, klucze i wkrętarki oraz młotowiertarki zasilana może być nowymi bateriami 4Ah jak również bateriami tradycyjnymi o mniejszej pojemności jak np. 3, 2 lub 1,5 Ah. Całkowitą wymienność i uniwersalność nowych 4Ah baterii Hitachi potwierdza także fakt, iż dostępne są one zarówno w wersji slajdowej z wbudowany systemem kontroli i ochrony procesów ładowania i pracy jak również tradycyjnej baterii blokowej. Oznacza to że praktycznie każde narzędzie Hitachi wyprodukowane w latach poprzednich może być zasilane nowymi bateriami! Co ważne nowe baterie maja te same wymiary i wagę jak dotychczasowe odpowiedniki. Wpływa to znacząco na komfort pracy przy zwiększonych parametrach. Na szczególną uwagę w ofercie Hitachi zasługują nowe wiertarko-wkretarki typu DS18DSDL oraz wiertarko-wkretarki z udarem DV18DSDL. Całkowicie nowo zaprojektowane modele zasilane oczywiście bateriami slajdowymi 4Ah charakteryzują się bardzo dużą mocą. Wiertarko-wkretarka DS18DSDL osiąga 80Nm maksymalnego momentu, natomiast model z udarem DV18DSDL to 75Nm maksymalnego momentu. Tak wysokie parametry do tej pory nie były osiągalne dla maszyn bateryjnych. W ofercie dostępne są również odpowiednie modele 14,4V jak również wersje z bateriami blokowymi. Warto zwrócić jeszcze uwagę na jeden fakt związany z nowymi bateriami Li-ion 4Ah. Wydajność pracy na tych bateriach wzrasta o ponad 33% w porównaniu z takimi samymi urządzeniami zasilanymi bateriami 3Ah. Firma Hitachi idzie jeszcze o krok dalej. Uzupełnia nową ofertę swoich 4Ah urządzeń bateryjnych o narzędzia wyposażone w silniki bezszczotkowe. W silnikach szczotkowych występują tarcia i straty elektryczne. Dzięki ich redukcji silniki bezszczotkowe są wydajniejsze i mogą dłużej pracować bez doładowania akumulatora. To z kolei wpływa znacząco na długość pracy na jednym ładowaniu. Połączenie technologii silników bezszczotkowych oraz wysoce pojemnych baterii Li-ion 4Ah od Hitachi daje wzrost wydajności pracy do 200% w porównaniu do tradycyjnych rozwiązań*. Nowa bardzo szeroka oferta narzędzi bateryjnych 4Ah Hitachi trafia właśnie do sieci dealerskiej. Mamy nadzieję, że nowe narzędzia przyczynią się do wzrostu komfortu i wydajności pracy wśród użytkowników elektronarzędzi. n

* Do 200-u % dłuższa praca bez doładowania w porównaniu ze sprzętem z silnikami szczotkowymi, zasilanymi akumulatorami 3 Ah.

urządzenia dla energetyki 6/2012

K AMERY TERMOWIZ YJNE FLIR T440

FLIR E60 FLIR i7

Termogram standardowy

Termogram z technologią MSX

Wielospektralne, dynamiczne zobrazowanie (MSX), to najnowsza funkcja kamer termowizyjnych firmy FLIR Systems polegająca na tworzeniu bardziej szczegółowego, ostrzejszego obrazu, co pozwala operatorowi na lepszą identyfikację szczegółów. Funkcja ta polega na zwiększaniu w czasie rzeczywistym kontrastu w obrazie termowizyjnym wykorzystując wysokiej rozdzielczości pasmo wizyjne. Dzięki nowej funkcji MSX obrazy wyglądają na ostrzejsze, zawierają więcej informacji, co w efekcie redukuje czas analizy i tworzenia raportów.

SZKOLENIA TERMOWIZ YJNE Zapraszamy na seminarium termowizyjne prowadzone przez specjalistów z wieloletnią praktyką pomiarową w zakresie termowizji. Na seminarium będzie poruszana tematyka badań i pomiarów termowizyjnych w budownictwie, elektroenergetyce, utrzymaniu ruchu i innych dziedzinach. Udział w seminarium jest bezpłatny.

Zarejestruj się już teraz na naszej stronie internetowej.

Październik 2012

15.10 - Szczecin 16.10 - Gorzów Wlkp. 17.10 - Zielona Góra 18.10 - Jelenia Góra 19.10 - Wałbrzych

ŚĆ ILOEJSC

MI NICZO RA

WWW.SEMINARIUM-TERMOWIZYJNE.PL Przedstawicielstwo Handlowe Paweł Rutkowski ul. Rakowiecka 39A/3, 02-521 Warszawa, tel.: +48(22) 849 71 90, fax. +48(22) 849 70 01, e-mail: rutkowski@kameryir.com.pl

w w w. k a m e r y I R . c o m . p l

technologie, produkty – informacje firmowe

Rozwój Systemu MASTER 3 SE Systemy automatyki dzięki ich ciągłemu rozwojowi znajdują coraz szersze zastosowanie w przemyśle. Inwestor coraz częściej zadaje sobie pytanie nie „czy” ale „jaki” system automatyki wybrać dla swojego procesu wytwórczego.

ystem Automatyki MASTER produkcji Instytutu Automatyki Systemów Energetycznych Sp. z o.o. jako jedynym polski system automatyki, służący kontroli, sterowaniu i wizualizacji urządzeń wytwarzania, przesyłu i rozdziału energii elektrycznej jest oparty całkowicie na polskiej myśli technicznej spełniając wszelkie wymogi stawiane wysokiej klasy urządzeniom kontroli i wizualizacji procesów energetycznych. Ponad 40-letnie doświadczenia inżynierów Instytutu zebrane podczas realizacji szeregu inwestycji w energetyce polskiej i światowej, posłużyły i nadal służą doskonaleniu systemu zgodnie ze światowymi tendencjami rozwojowymi w technologii i informatyce. Stały rozwój systemu umożliwia jego dostosowanie do wszelkich nowości technicznych pojawiających się na rynku. Poziom dolny systemu, służący do sterowania i regulacji procesem znany jest pod nazwą MASTER 3 SE. Składa się on z modułów wykonanych w standardzie

Eurocard, zamkniętych w kasecie wielkości 6U.W pojedynczej kasecie może zmieścić się do 21 modułów. Tak skonfigurowany układ automatyki zwany ogniwem może pracować samodzielnie, bądź może być połączony zredundowaną siecią Ethernet z komputerami bramek i wtedy może stanowić część składową większego systemu. Ogniwo może pracować z pojedynczym sterownikiem SMC-4 lub w konfiguracji redundantnej tych samych sterowników, co podnosi niezawodność oraz funkcjonalność systemu. Komunikacja inżyniera ze sterownikiem odbywa się łączem USB, drugi szeregowy kanał transmisji przeznaczony jest do połączeń z innymi systemami za pomocą protokołów Modbus RTU lub 3964R w dowolnej konfiguracji Master/Slave. Sterownik jest dwuprocesorową jednostką i posiada dodatkowo dwa rezerwujące się kanały sieciowe typu Ethernet obsługujące protokoły Delta4 (wewnętrzny protokół Instytutu) oraz Modbus TCP służące do

połączeń wewnątrz oraz międzysystemowych. Wartym podkreślenia jest fakt, że wszystkie moduły składowe systemu zostały zaprojektowane przez inżynierów Instytutu na podstawie wiedzy i doświadczeń wieloletniej ścieżki rozwoju systemu MASTER. Dotyczy to również warstwy programowej systemu, a więc firmware’u sterowników oraz oprogramowania wbudowanego wszystkich modułów wejścia/wyjścia. Oprogramowanie użytkowe systemu procesowego MASTER opiera się na języku typu FCB o nazwie ReginH, który pozwala na graficzne budowanie skomplikowanego programu do sterowań i regulacji. Biblioteka zawiera ponad 160 procedur przetestowanych na wielu obiektach o zróżnicowanym profilu produkcji. Graficzny interface użytkownika pozwala na wygodne konfigurowanie, uruchamianie i testowanie programu użytkowego. Zastosowane w wersji SE nowoczesne rozwiązania czynią system niezwykle

Kaseta Mastera

urządzenia dla energetyki 6/2012

technologie, produkty – informacje firmowe odpornym na wszelkie zakłócenia elektromagnetyczne. Dzięki temu MASTER 3 SE może być także stosowany w środowiskach o bardzo wysokich wymaganiach co do niezawodności automatyki i spełnia wszystkie normy kompatybilności elektromagnetycznej. Zostało to potwierdzone w testach w laboratorium Instytutu, które specjalizuje się w badaniach kompatybilności elektromagnetycznej. Zależnie od przyjętego zakresu automatyzacji obiektu oraz wymagań użytkownika system może być stosowany w różnorodnych konfiguracjach i w zależności od potrzeb obiektowych w skład systemu wchodzi odpowiedni zestaw modułów. Na przestrzeni kilku ostatnich lat Instytut zintensyfikował prace projektowe w celu unowocześnienia systemu MASTER 3 SE. W wyniku powstały nowe konstrukcje modułów wejść i wyjść analogowych i dwustanowych. Nowe moduły oparte są na nowoczesnym 32-bitowym mikrokontrolerze SAM 3X firmy Atmel z rdzeniem Cortex M3. Pomimo swoich nowych możliwości są one kompatybilne ze swoimi poprzednikami i mogą być stosowane w starych aplikacjach systemu.

Moduł PMX-1:

Moduł wejść dwustanowych 32-kanałowy, podzielony na cztery 8-kanałowe wyspy ze wspólną masą odseparowane od siebie z możliwością zwarcia za pomocą zwory. Wejścia mogą pracować z zasilaniem 24 i 48 V w każdym kanale dzięki indywidualnym zworom. Możliwość kontroli linii. Możliwa do zaaplikowania funkcja zdarzeniowa SOE (Sequence of events) z rozdzielczością 1 milisekundy.

Moduł PMX-3:

Moduł wejść/wyjść dwustanowych 16 kanałowy. Wejścia podzielone na 2 wyspy ze wspólną masą odseparowane od reszty z możliwością zwarcia za pomocą zwory. Wejścia mogą pracować z zasilaniem 24 i 48 V w każdym kanale dzięki indywidualnym zworom. Możliwość kontroli linii. Możliwa do zaaplikowania funkcja zdarzeniowa SOE (Sequence of events) z rozdzielczością 1 milisekundy. Wyjścia podzielone na separowane dwójki ze wspólną masa. Błyskawiczna detekcja przeciążenia z 1-sekundowym próbkowaniem ustąpienia.

Moduł PMA-3:

Moduł wejść analogowych obsługujący 8 wejść w standardzie 4÷20 mA,

Program użytkowy ReginEd

0÷20 mA, 0÷5 mA z wyjściami 3-przewodowymi (aktywne lub pasywne do wyboru), wejścia są separowane galwanicznie od systemu i między sobą. Rozdzielczość przetwarzania A/C 16 bitów przy całkowitym błędzie pomiaru poniżej 0,01%. Moduł posiada układ redukcji offsetu, maksymalny czas próbkowania 5 kHz (domyślny 2,5 kHz), czas pojedynczego pomiaru 4 µs, filtr uśredniający, filtr wiarygodności danego pomiaru. Możliwość konfigurowania modułu przez złącze USB 2.0. Wszystkie wejścia posiadają pełną kompensację temperaturową w całym zakresie pracy.

Moduł PMB-8 i moduł PMB-8s:

Moduł wyjść analogowych PMB-8 przeznaczony jest do generacji szybkich sygnałów analogowych dowolnego zakresu zawartego w przedziale 0÷20 mA. Moduł zawiera 8 kanałów wyjściowych separowanych galwanicznie od systemu i między sobą. Rozdzielczość przetwarzania C/A 16 bitów na kanał przy całkowitym błędzie pomiaru poniżej 0,03%. Dodatkowo został stworzony moduł PMB-8s, który jest jedynym dostępnym na rynku modułem umożliwiającym sterowanie sygnałem wyjściowym w zakresie wartości od -20 do +20 mA. Taka konstrukcja umożliwia rozwiązywanie nietypowych zagadnień w procesach sterowania automatyki przemysłowej. Moduły wykonawcze wejść i wyjść analogowych PMA-3 PMB-8 i PMB-8s są najnowocześniejszymi, najdokładniejszymi i najtańszymi modułami 16-bitowymi dostępnymi na rynku polskim do zastosowań w automatyce przemysłowej.

Moduły te przewyższają jakością i dokładnością moduły innych producentów oraz posiadają następujące cechy wyróżniające je pośród modułów firm światowych stosowanych szczególnie w branży energetycznej: • możliwość bardzo szybkich pomiarów prądów wejściowych jednocześnie we wszystkich 8 kanałach wejściowych, • możliwość pełnej konfiguracji modułu, m.in. włączenie i wyłączenie filtrów uśredniających 20 ms, filtrów wiarygodności pomiarów, • bardzo dużą dokładność - rzeczywisty błąd pomiaru nie przekracza 0,01% zakresu pomiarowego, • wysoka stałość parametrów wejściowych i wyjściowych w czasie poniżej 0,01%, • pełna zgodność z wymogami kompatybilności elektromagnetycznej EMC, • pełna odporność na zakłócenia zewnętrzne, • pełna kompensacja temperaturowa (dla PMA-3 - w zakresie 5÷75°C, dla PMB-8 w zakresie 5÷55°C) niezależnie od kanału, • bardzo szybką odpowiedź układu na sygnał sterujący (dla PMA-3 4 µs, dla PMB-8 - poniżej 5 µs), • pełna kompatybilność ze starszymi modułami Systemu MASTER. Aktualnie Instytut pracuje nad dostosowaniem modułów wejść/wyjść analogowych do protokołu HART oraz nad konstrukcją nowego sterownika dla systemu pod nazwą PMC-4. Jerzy Bielawski, Wojciech Szubert

urządzenia dla energetyki 6/2012

technologie, produkty – informacje firmowe

Co nowego w dziedzinie sztucznej fotosyntezy? W dobie poszukiwań nowych źródeł energii bardzo dużym zainteresowaniem naukowców cieszy się zjawisko powszechnie występującej w przyrodzie fotosyntezy. Kilka ośrodków badawczych na świecie zajmuje się przeniesieniem tego naturalnego zjawiska wstępnie do warunków laboratoryjnych, by następnie przełożyć je na większą skalę. Sztuczną fotosyntezę definiuje się jako sposób otrzymywania wysokoenergetycznych związków chemicznych z dwutlenku węgla i wody z wykorzystaniem energii słonecznej. Po raz pierwszy wizję skopiowania procesu fotosyntezy przedstawił na łamach czasopisma Science włoski chemik Giacomo Ciamician w roku 1912, ale dopiero od lat 70-tych ubiegłego wieku pojęcie to cieszy się szerszym zainteresowaniem.

edług współczesnych naukowców opracowanie sposobu odtworzenia procesu fotosyntezy w sposób sztuczny umożliwiłoby uzyskanie prądu elektrycznego, wodoru lub innego paliwa (np. metanu), które mogłoby rozwiązać problem zarówno deficytu źródeł energii konwencjonalnej, jak i zanieczyszczenia

środowiska nadmierną emisją CO2 do atmosfery, co także mogłoby rozwiać obawy ekologów. Zespół naukowców z Vanderbilt University w Nashville w USA wydzielił roślinne, fotosyntetyzujące molekuły i umieścił je na cienkich blaszkach ze złota. W ten sposób powstało fotosyntetyzujące urządzenie popularnie zwane

urządzenia dla energetyki 6/2012

sztucznym (bądź złotym) liściem. Kane Jennings i Peter Ciesielski wykorzystali w swych badaniach pomysł amerykańskiego badacza Eliasa Greenbauma (Oak Ridge National Laboratory), który wykazał w latach 90-tych ubiegłego wieku utrzymującą się aktywność kompleksu białkowego PS1 uzyskanego z liści szpinaku umieszczonego na powierzchni złota. Do swojego urządzenia Jennings i Greenbaum użyli stopu złota ze srebrem, z którego za pomocą stężonego kwasu azotowego usunęli srebro uzyskując cienką, rozległą i porowatą blaszkę złota. Gotowy materiał umieścili na grubszej blaszce złota, a kompleks P1 został zamocowany do liścia za pomocą warstwy porowatej. Kiedy sztuczny liść jest wystawiony na działanie promieni słonecznych generuje elektrony (które w normalnej roślinie byłyby wykorzystywane do redukcji związków w łańcuchu chemicznym) zbierane jako prąd elektryczny. Dość ważnym mankamentem obecnych rozwiązań sztucznego liścia jest niska produkcja prądu oscylująca w granicach 800 [nA/cm2], jednakże trwają badania nad modelem bardziej wydajnym, posiadającym film kompleksu PS1 na poziomie jednego µm grubości, który produkuje 2 mA/cm2, co pozwala wg Jenningsa na zasilenie nieskomplikowanego kalkulatora. Zaletą sztucznego liścia, jako urządzenia do produkcji prądu elektrycznego jest prostota konstrukcji i stosunkowo niska cena jego wykonania. Najistotniejszym problemem związanym z prostotą budowy jest brak możliwości wystawianie sztucznego liścia na bezpośrednie działanie słońca, ale naukowcy starają się wypracować sposób by to umożliwić. Sztuczny liść wygenerowali w swoich badaniach także naukowcy z Massachusetts Institute of Technology w Cambridge. Laboratorium prof. Nocery bada mechanizmy przetwarzania i magazynowania energii sprawnie funkcjonujące w przyrodzie. Model profesora Nocery, w odróżnieniu do naukowców z Nashville, jest połączeniem elektroniki i katalizatorów służących do przyspieszania przebiegu procesu. Urządzenie, umieszczone w naczyniu z wodą i wystawione na działanie jasnego światła, jest w stanie zasilać nieduży budynek mieszkalny. Działanie modelu opiera się na reakcji fotooksydacji wody, w wyniku której następuje rozbicie cząsteczek wody na atomy tlenu i wodoru oraz gromadzeniu ich w ogniwie paliwowym. Elektryczność jest produkowana na skutek spalania

technologie, produkty – informacje firmowe wodoru. Produktem ubocznym tego procesu jest czysta woda. W tym przypadku sztuczny liść przeprowadza jedynie pierwszą fazę fotosyntezy, a energia słoneczna służy jedynie do procesu katalizy cząsteczki wody. Katalizatory użyte do produkcji sztucznego liścia są wykonane z powszechnie dostępnych niklu i kobaltu, co powoduje dziesięciokrotne zwiększenie wydajności procesu sztucznej fotosyntezy w stosunku do naturalnie przeprowadzanej w przyrodzie. Badaniami nad omawianym procesem, jednakże z wykorzystaniem półprzewodników, zajmują się naukowcy z EPFL (Politechnika Federalna w Lozannie). Adriana Paracchino i Elijah Thimsen (pod przewodnictwem prof. Michaela Grätzela) badali układ, w którym półprzewodnikiem był tlenek miedzi. Ekspozycja układu na działanie promieniowania słonecznego była przyczyną produkcji prądu elektrycznego wykorzystywanego do katalizy wody. Niestety tlen w związku miedzi wystawiany na działanie promieni słonecznych w środowisku wilgotnym jest niestabilny. Problem niestabilności atomów tlenu rozwiązano pokryciem półprzewodnika atomową nanowarstwą składającą się z tlenku cynku i tlenku tytanu przy pomocy techniki osadzania powłoki atomowej ALD. W ten sposób uzyskano łatwo adaptowalny proces na skalę przemysłową, który jest niedrogi i gwarantuje stabilność produkcji wodoru. Zespół naukowców pracuje nad polepszeniem własności elektrycznych warstwy ochronnej i zwiększeniem efektywności procesu. Nad badaniami procesu fotosyntezy w aspekcie naturalnych substancji występujących w organizmach fotosyntetyzujących zastanawia się także zespół naukowców pod kierownictwem profesora Hitoshi Tamiaki z Ritsumeikan University w Japonii, który próbuje przygotować sztuczne chlorofilowe modele zdolne do prowadzenia procesu fotosyntezy. Syntetyczny model systemu miceli został poddany polimeryzacji w celu stabilizacji fizycznej i chemicznej. Uzyskane w ten sposób agregaty poddawane światłu umożliwiają transfer energii nawet przy braku białka. Metaboliczny mechanizm tych agregatów nie został jeszcze do końca poznany ze względu na fakt występowania drobnych substancji, które nie zostały zidentyfikowane przez naukowców pracujących nad rozpoznaniem tych substancji z wykorzystaniem metod biochemicznych i syntetycznych. Japońska grupa naukowców opraco-

wuje również urządzenia wykorzystujące materiały przez nich uzyskane, co pozwoli na rozwój przyjaznych środowisku ogniw słonecznych. Jednakże największym sukcesem w dziedzinie pozyskiwania energii w procesie sztucznej fotosyntezy mogą się pochwalić badacze z wydziału chemii szwedzkiego Królewskiego Instytutu Technologicznego, którym stosunkowo niedawno udało się opracować katalizator molekularny pozwalający na przyspieszenie procesu sztucznej fotosyntezy do poziomu porównywalnego z procesem naturalnym, dzięki któremu przetworzeniu ulega 300 molekuł wody na sekundę. Naturalna fotosynteza odbywa się z prędkością 100-400

letowym dwutlenek tytanu, w wyniku której otrzymywany jest 15% roztwór metanolu w rozcieńczonej zasadzie sodowej. Niestety dalsze szczegóły wyników badań nie zostały opublikowane, co jest spowodowane złożeniem wniosku o uzyskanie patentu przez profesora i jego współpracowników. Analizując stopień prowadzenia badań w Polsce i na świecie nad procesem sztucznej fotosyntezy, można stwierdzić, iż w dobie kryzysu energetycznego naukowcy z całego świata poszukują różnych źródeł węgla do uzyskiwania związków wysokoenergetycznych lub sposobów na odzyskanie energii zamkniętej w wiązaniach chemicznych powszechnie dostępnych związ-

molekuł na sekundę. To ważny przełom w technologii sztucznej fotosyntezy. Zespół pod kierownictwem profesora Sun’a ma na celu rozwinięcie produkcji wodoru lub uzyskanie prądu elektrycznego przy wykorzystaniu procesu sztucznej fotosyntezy. W Polsce badaniami nad zagadnieniem sztucznej fotosyntezy zajmuje się profesor Dobiesław Nazimek wraz z zespołem naukowców z lubelskiego Uniwersytetu Marii Skłodowskiej – Curie. Opracowywana przez polską grupę badaczy metoda polega na syntezie dwutlenku węgla, rozpuszczonego w roztworze wodorotlenku sodu, i wody w metanol w obecności katalizatora, którym jest silnie napromieniowany twardym promieniowaniem ultrafio-

ków przy pomocy źródeł energii odnawialnej. Efektywnie przeprowadzona sztuczna fotosynteza otwiera furtkę do niewyczerpalnych źródeł jakimi są dwutlenek węgla zawarty w atmosferze i woda występująca na całej Ziemi. Ciągle jednak pozostają do rozwiązania problemy optymalizacji procesu pod względem efektywności energetycznej, kosztów, dostępności substancji potrzebnych do zbudowania prototypów, uwzględnienia aspektów ochrony środowiska i upowszechnienia metody na szerszą skalę. Opracowała: Monika Skonieczna Centrum Integracji Badań Energetycznych CENERG, Instytut Energetyki n

urządzenia dla energetyki 6/2012

» What can I do to help reduce my time to market? « time-to-market? You can relax. Kontron's product quality, global production facilities and unmatched support help accelerate your project's time-to-market. » Broadest Embedded Computing Technology product portfolio » Rugged Commercial-Off-The-Shelf (COTS) » Customization and ODM Services

» Outstanding Support – high level Engineering » Extended Lifecycle Management

LATEST INTEL® ATOM™ TECHNOLOGY connects FPG and x86 A

nanoETXexpress-TT

MICROSPACE® MSMST

CB752

COM Express® Type 10 compatible Intel® Atom™ E6xx processor

PCIe/104™ SBC Intel® Atom™ E6x5CT processor

Embedded Box-PC Intel® Atom™ N270 processor

HMITR EN50155 compliant Display Computer Intel® Atom™ E6xx processor

THE RIGHT SOLUTION FOR YOU Kontron offers you an extensive portfolio of products and services.

Info-Hotline: +48(0)22 389 84 50 Email: info@kontron.pl

Visit our Website!

www.kontron.pl

If it’s embedded, it’s Kontron.

Zaproszenie