Bij 10kV schakelwerkzaamheden is het al diverse malen voor gekomen dat er bij het enkelpolig schakelen ferroresonantie optreed. In deze toolbox wordt het fenomeen omschreven, en wat er tegen gedaan kan worden om het te voorkomen.
Ferroresonantie is een verschijnsel waarbij tijdens het enkelpolig schakelen de spanning wordt opgeslingerd door een resonant circuit. Tijdens normaal bedrijf is dit systeem in rust, maar tijdens verstoring (door bijvoorbeeld een schakelhandeling) treed er onbalans in het circuit op. De spanning kan worden opgeslingerd zodanig dat de schakelinrichting begint te sproeien.
Uit veiligheidsoverweging worden nieuwe en of onderhouden componenten op afstand ingeschakeld. Omdat de schakelaar vaak in een kleine ruimte vlak naast de transformator staat zou op afstand schakelen de veilige schakelhandeling zijn. Echter is het zo dat wanneer je bij een enkelpolige-schakelinrichting op afstand een transformator eenpolig af- en inschakelt er ferroresonantie kan optreden. Dit kan in het ernstigste geval leiden tot een kortsluiting op de schakelinstallatie. Door de opbouw van deze schakelaars komt de vlamboog over het algemeen altijd naar je toe.
In onderstaande afbeelding is te zien dat bij het enkelpolig schakelen (in- en uitschakelen) de spanning ‘terugkomt’ naar het punt waar geschakeld wordt. In de praktijk komt het voor dat bij het in- en uitschakelen van een transformator met een lange kabel ervoor, de spanning via de andere fase ‘terugkomt’ naar de plaats van schakelen.
De verhoogde terugkomende spanning zorgt voor een snelle veroudering van het isolatie materiaal en kan er voor zorgen dat er kortsluiting ontstaat op een van de componenten (trafo, kabel, verdeler).
Bij een kortsluiting op bijvoorbeeld een magnefix is de enige bescherming die je hebt, de kleding die je aanhebt.
Ferroresonantie kan voorkomen worden door transformatoren 3-polig te schakelen. Daarnaast moet het enkel-polig schakelen met lange kabels (>100mtr) tussen de schakelaar en de transformator vermeden worden.
Indien dit niet lukt gaat de installatieverantwoordelijke over de bedrijfsvoering van het net, en bepaald dus hoe ver het net mag worden afgeschakeld om bij een 3-polige schakelaar te komen. Wij van Heijmans als werkverantwoordelijke zijn verantwoordelijk voor het veilig uitvoeren van onze werkzaamheden.
Het is dus noodzakelijk om te overleggen zodat op voorhand werkplannen en schakelbrieven rekening houden met dit fenomeen.
Doordat de risico’s van het schakelen samenhangen met de situatie hoe er geschakeld wordt, worden ze in onderstaande paragrafen per situatie toegelicht.
Het meest veilig is schakelen op een installatie die 3-polig schakelt. Het nadeel van deze methode is dat wanneer er halverwege de ring geschakeld moet worden, de helft van de ring spanningsloos moet worden geschakeld. Daarbij komt kijken dat wanneer je een halve ring ineens in bedrijf neemt, je de inrush van alle aangesloten transformatoren erbij krijgt. Dit kan leiden tot het trippen van het inkoopveld.
Een oplossing hiervan is het vervangen van de enkel-polige schakelaars voor andere installaties die drie-polig schakelen.
Het risico op ferroresonantie kan worden verkleint op het moment dat er naast de transformator kan worden geschakeld. Heijmans heeft er voor gekozen om bij onderhoud en nieuwbouw van componenten, op afstand in te schakelen. De reden hiervoor is dat de kans bestaat dat er iets is misgaat ondanks alle testen. Wanneer men ferroresonantie wil vermijden door naast de transformator in te schakelen, wordt het risico van ontploffing van de transformator gecreëerd. Alle van toepassing zijnde PBM’s in de bijlage moeten gedragen worden.
Door de transformator op afstand enkelpolig in te schakelen wordt het risico van de ontploffende transformator weggenomen. Het nieuwe risico is ferroresonantie. De verhoogde terugkomende spanning zorgt voor een snelle veroudering van het isolatie materiaal en kan er voor zorgen dat er kortsluiting ontstaat op een van de componenten (trafo, kabel, verdeler).
Bij een kortsluiting op een enkelpolige schakelaar (bijvoorbeeld een magnefix) is de enige bescherming die je hebt, de kleding die je aanhebt.
Alle van toepassing zijnde PBM’s in de bijlage moeten gedragen worden.
Een paar voorbeelden van risicoconfiguraties worden gegeven in Figuur 1 : Voorbeelden van ongebalanceerde systemen met risico op ferroresonantie, zoals bovenaan deze toolbox weergegeven. Deze configuraties kunnen voorkomen wanneer een of twee van de bronfasen verloren zijn gegaan terwijl de transformator onbelast is, als gevolg van bijvoorbeeld een primaire zekering die smelt.
De capaciteiten kunnen bijvoorbeeld de vorm hebben van de capaciteit van de ondergrondse kabel.
De reeks ferroresonante circuits is bijvoorbeeld opgebouwd uit de verbinding in serie van de fase-
naar-aarde capaciteit (tussen stroomonderbreker en transformator) van de open fase en de magnetiserende impedantie van de transformator.
Kijk voor meer informatie ook op:
Scan de volgende code met de app om deze toolbox te bekijken.