Sicurezza Funzionale - Rischio Contatto Diretto 1500Vdc

[Ger8s]

Salve

Ho cercato un po’ nel forum e non ho trovato thread pertinenti. Spero questo sub forum sia appropriato alla discussine che sto iniziando.

Devo sospendere in modo sicuro l’erogazione di tensione per un test elettrico che è eseguito con una tensione di 1500VDC (max). La tensione pericolosa deve essere immediatamente sospesa all’apertura dei ripari mobili, ovviamente non è possibile installare ripari fissi (nemmeno locali atti a circoscrivere i contatti potenzialmente in tensione). Non sussiste il rischio di tensioni residue. Il carico è modesto diciamo che il generatore può erogare sino a 500mA. Non posso spegnere il generatore a monte (240VAC) perché le accensioni sarebbero frequenti (rischio danneggiamento apparecchiatura) e l’apparecchio richiede alcuni minuti per riavviarsi (comunicazione GPIB, ecc..).

Abbiamo valutato il rischio di possibile contatto diretto letale (in assenza di contromisure) alquanto elevato e previsto una safety function che possa soddisfare il PL=d. Per questioni di sintesi non vi riporto l’intera valutazione. Per gli aspetti si affidabilità della componentistica si considera un accesso (apertura ripari -> attivazione funzione di sicurezza) con frequenza sino a 1 volta all’ora, servizio continuativo 24/7 e mission time > 15y.

Qualcuno saprebbe indirizzarmi su una tipologia di contattori appropriati quali attuatori della richiesta safety function? L’aspetto critico è la tensione di esercizio, non sono stato in grado di trovare contattori con si tali tensioni di esercizio per i quali i dati di affidabilità siano noti al fine di imputarli nel sw di calcolo (io uso PASCal o Sistema). Andrebbero bene anche contattori generici dalla normale affidabilità (ma dalla appropriata tensione di esercizio) imputabili come generic contactor usato < 60% del carico max. Ovviamente mi serve anche almeno un contatto ausiliario NC per il feedback in quanto devo raggiungere un DC almeno 99%.

Grazie per l’eventuale contributo.

Stefano

Modificato: 17 settembre 2014 da Livio Migliaresi
adeguato il carattere

[del_user_155042]

cerca nel mondo fotovoltaico , dovresti trovare i contattori che cerchi.

potresti mettere due in serie per completare la tensione , ma qui dovresti sincronizzare le aperture e chiusure.

[Ger8s]

Grazie bypass,

purtroppo ho già analizzato, per quel che ho potuto, il settore solare ma i contattori hanno strane fogge e sono privi di contatti ausiliari oppure vi sono contattori con contatti sotto vuoto ma per carichi assolutamente sproporzionati a ciò di cui abbisogno (contattori da decine di kW, mentre io devo interrompere circa un centinaio di mA). L'impiego di due contattori in serie è già previsto ma per soddisfare all'architettura ridondante, necessaria per raggiungere un PL=d in accordo alla norma EN 13849-1 alla quale intendo attenermi. Scusatemi ero stato impreciso e non avevo illustrato il contesto: si tratta di una macchina per collaudo elettrico. Proprio per questa ragione (affidabilità dei componenti) desidero quindi orientarmi su un dispositivo appositamente concepito per tali tensioni e di cui sono disponibili i dati (B10d, MTtF, ..) per imputare il componente nel catalogo PASCal o SISTEMA, oppure per impiegarlo come un normale contattore sotto caricato.

In ogni modo se hai una marca da indicarmi, tento di vedere se vi sono articoli che possono fare al mio caso.

Grazie

Modificato: 17 settembre 2014 da Livio Migliaresi
adeguato il carattere

[Wolfy]

1500VDC a 500ma sono qualcosa di abbastanza standard nel mondo radioamatoriale, prova a controllare i relè a vuoto usati per interrompere le tensioni anodiche degli amplificatori valvolari!

[Volutamente Anonimo]

Prova nel mondo della trazione ferroviaria. Tipo Microelettrica scientifica.

purtroppo ho già analizzato, per quel che ho potuto, il settore solare ma i contattori hanno strane fogge

Ovvero?

oppure vi sono contattori con contatti sotto vuoto ma per carichi assolutamente sproporzionati

Ovvero? non credo che trovi roba sotto i 16/40A per quel tipo di tensione, credo che quando vai a costruire qualcosa per quel livello di tensione, non credo che uno vada a fare qualcosa da 1A per poi vendere un pezzo ogni 10 anni.

[Ger8s]

Ciao utente anonimo.

Ho visto alcuni contattori per settore trazione ferroviaria ed, esattamente come da te detto, si trovano solo contattori enormi, anche se per funzioni ausiliarie.

Ricercando nel campo della microelettronica e strumentazione ho trovato solo relè (con zoccolo o per PCB) privi di contatti guidati, non contattori, per cui inaffidabili allo scopo.

Quelli di strana foggia che menzionavo sono di una certa ditta ma non so se sono autorizzato a postare qui un link senza contravvenire alle regole del forum: si può? Comunque privi di contatto ausiliario NC.

Purtroppo so che i più se ne fregano di assestare il rischio seriamente (o nemmeno ne hanno l'idea) e montano degli inaffidabili relè HV per scopi come il mio, e così i produttori si trovano a vendere 1 contattore speciale ogni 10 anni…. Anche i miei predecessori montavano semplici relè… sicché un giorno un contatto s’è incollato, non ci sono stati infortuni ma è la prova che certe norme tecniche hanno fondamento, poi si sa, si può sempre spiegare al giudice che tutto sommato le nome tecniche si applicano volontariamente .

Così mi trovo nell’impasse

Ciao

[Wolfy]

ma il generatore in questione non ha un comando di avvio e un comando di stop della parte HV?

[Ger8s]

Allora, la macchina di collaudo è esistente (di qualche anno), l’esigenza è nuova. Originariamente chi aveva concepito la macchina aveva pensato, per questioni di sicurezza, di spegnere tali generatori (a monte) ma ora c’è l’esigenza di riavvio rapido a seguito dell’apertura / richiusira dei ripari e quindi spegnere i generatori non è più accettabile (il bootload di tali apparecchi e l'aggancio delle comunicazioni con i PC / PLC richiedono minuti).
I generatori sono apparecchiature di laboratorio Keythley 2410 (che eroga sino a 1100 VDC – 200mA) ed Heizinger PNCcap 1500-100 pos (che eroga sino a 1500 VDC – 100mA). Gli apparecchi dispongono di interlock via software (GPIB) oppure mediante un miserabile input di interlock… Nel mondo di tali apparecchi da laboratorio i concetti “safety-related functions” come nell’ambiente del macchinario industriale (rif. ISO EN 13849-1 per la macchina, IEC 62061 per l’apparecchio) sono inimmaginabili. Parlare con questi costruttori di valutazione del rischio, risk assestment, affidabilità delle funzioni di sicurezza è assolutamente impossibile.
Se qualcuno ha delle nozioni in tal senso sono benvenuti suggerimenti, valuterei anche la sostituzione degli apparecchi, se vi fosse una soluzione tecnica con safety interlock affidabili (intendo con dati FMEA impiegabili in un contesto safety-related). Suggerimenti graditi anche per future implementazioni.

[Davide-SB]

MI sentirei di suggerirti un sistema tipo come si fa in MT per mettere in sicurezza le parti elettriche da munutenzionare.

All'uscita del generatore 155V, potresti mettere un contattore commerciele, (di buona qualità) a 4 poli NA, mettendo in serie i contatti per avere un unico cotattore bipolare, in grado di sopportare meglio questa tensione così elevata.

Poi a valle inserirei un altro contattore con contatti NC cablati in modo che a riposo ti mandino in corto e a terra la linea da 1500V che và in macchina.

I due teleruttori andranno alimentati insieme con apportuni interbloggi e/o ritardi per non mandare la linea in corto durante le normali manovre.

Per completare, si dovranno installare contatti ausiliari NC sù ogni contattore, da cablare in serie, per abilitare il pulsante di ripristino del modulo che gestisce le sicurezze macchina.

Secondo mè, l'aspetto di sicurezza di quasta soluzione, non stà tanto nell'interrompere questa tensione pericolosa, ma è di garantire con il cortocircuito che tale tansione non possa provocare incidenti.

[Ger8s]

Grazie Davide

Una soluzione originale a cui potevo pensare avendo già ragionando sul settore ferroviario ….

Devo chiedere ai colleghi se, nella malcapitata ipotesi di corto per guasto dei primi relè, i generatori possono danneggiarsi.

Ci rifletto.

Ciao

Modificato: 17 settembre 2014 da Livio Migliaresi
adeguato il carattere

[Ger8s]

Ciao Davide,

ho riflettuto un po’. In serie al circuito di misura potrei mettere dei relè HV che già usiamo abitualmente (non per funzioni di sicurezza) solo per evitare il corto circuito quando interviene la safety function, inoltre ho conferma che i generatori non si danneggerebbero in caso di malaugurato corto. Ho comunque alcune perplessità su questa soluzione tecnica:

1. per realizzare la funzione di sicurezza, dovrei garantire il “corto circuito”, per avere la ridondanza dovrei mettere due contattori con contatti in parallelo che cortocircuitano la tensione pericolosa, configurazione alquanto inusuale;
2. un terminale dei generatori è a PE, cortocircuitare significa mettere tale tensione (seppur poco “energetica”) a PE, non per un guasto, ma volontariamente;
3. i contattori, nel normale funzionamento (cioè funzione di sicurezza non attiva), sarebbero diseccitati, quindi con contatti aperti (ovviamente). Alcuni poli dei contatti (presumibilmente i morsetti 1, 3, 5,…) si troveranno normalmente alla tensione di 1000 – 1500V DC, ma l’isolamento di tali contattori “normali” (tra contatto e contatto e tra contatto e bobina di comando) non sono progettati per tali tensioni.

Credo che la soluzione non sia percorribile.

Ciao

[Davide-SB]

Scusa del ritardo, ma mi era sfuggita la discussione.
Non sò se hai già risolto il problema, ma continuo a spiegare meglio le mie considerazioni.
1) Questo "corto circuito" verrebbe fatto in un ramo già precedentemente disalimentato dal contattore di linea,ed

è appunto da considerarsi come una ultima cautela aggiunta ad un'altra misura di sicurezza già attivata.
Per quanto sia considerata inusuale, come ti dicevo in media tensione (15.000Vac) funziona nello stesso modo, se

il sezionatore non dovesse funzionare, una fase rimasta accidentalmente in tensione andrà in corto verso terra,

azionando la messa a terra del ramo sù cui si dovrà operare.
La filisofia è meglio fare saltare la distibuzione di media di un quartire, piuttosto che piangere un morto.

2) Si tratterebbe di una corrente di guasto molto bassa, che gìà in caso di test fallito della macchina, già ora

và al PE, suppungo.
Si tratta solo di fare in modo che tali collegamenti equipotenziali siano fatti bene e ben segnalati da poterne

controllare la continuità. Come già dovrebbe essere.

3) Se in commercio esiste un contattore in grado di GARANTIRE l'interruzione di 1500Vdc sarebba opportuno

utilizzarlo.
Ma considerando che i normali contattori vengono provati (penso) a 2500Vdc, per mè potrebbero andare bene

lostesso.
Considera che è molto più importante, dal punto di vista della sicurezza, il compito che svolge il contattore che mette in corto la linea, perchè i suoi contatti saranno in tensione solamente in caso di guasto del contattore di linea a monte.
E comunque in condizioni di contattore spento sarà sempre in grado di mettere in corto la linea che interrotta.
Se dovesse rimarere incollato in posizione ON, il relativo contatto aux. NC rimarrà aperto, impedendo la messa inservizio della macchina.

In conclusione, se in commercio esistesse un componente che risolvesse questo problema specifico, già certificato per essere utilizzazato in circuiti di sicurezza, serebbe opportuno installarlo.
In caso contrario qualcuno dovrà realizzare un sistema (visto che non lo fà il mercato).
Ovviamente si dovranno considerae tutte le possibili condizioni di guasto del sistema, cercando di "eliminarne" i

rischi.
Sarebbe utile sapere la fine della storia.
Se ha risolto, come?

[Ger8s]

Ciao

Alla fine mi sono venuti incontro i colleghi meccanici. Abbiamo realizzato dei ripari diversi ed una zona, con scarsa accessibilità, dotata di proria funzione di sicurezza dedicata. La questione di base permane ma lo spegnimento degli apparecchi e ridotto, in frequenza, a 1 volta ogni 2-3 giorni.

Ad ogni modo i contattori con tensioni nominali di cui abbisognerei esistono ma, come ho detto, sono inappropriati.

Ad esempio Siemens produce dei contattori per tali tensioni, con contatti sotto vuoto, ma sono per carichi troppo grandi e, con mia sorpresa, al di la dei costi e delle dimensioni (non accettabili), anche un assorbimento troppo basso è un problema per i contatti di potenza: https://www.automation.siemens.com/ww/forum/guests/PostShow.aspx?PageIndex=1&PostID=578137&language=en#top

Per concetti di affidabilità delle safety related functions, e quindi dei componenti impiegati, invece, il riferimento è EN 13849-1.

Ciao

[Wolfy]

Interessante la risposta che ti hanno dato, sono problematiche a cui non avrei mai e poi mai pensato