System of protection against electric shock for circuits with power electronics converters

• Autorzy: Czapp, S. , Świsulski, D.

Warianty tytułu

PL

System ochrony przeciwporażeniowej do obwodów z przekształtnikami energoelektronicznymi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Effects of current on people are mainly considered for 50/60 Hz sinusoidal current and smooth direct current. However, modern low voltage circuits are very often equipped with power electronics converters – rectifiers, frequency converters, therefore non-sinusoidal earth currents (touch currents) occur. For non-sinusoidal currents safety criteria should be modified. This paper presents these modified criteria and a computer system of protection against electric shock which can be implemented in circuits with power electronics converters. The system is based on LabVIEW environment. Implementation of the safety system enables the disconnection of supply exclusively when real hazard of the ventricular fibrillation occurs.

PL

Skutki rażenia człowieka są najczęściej analizowane dla prądu sinusoidalnego o częstotliwości 50/60 Hz lub nietętniącego prądu stałego. Jednakże w nowoczesnych instalacjach niskiego napięcia pojawia się coraz więcej przekształtników energoelektronicznych – prostowników, przekształtników częstotliwości, a w takich obwodach mogą płynąć odkształcone prądy ziemnozwarciowe (prądy rażeniowe). Przy prądach odkształconych kryteria bezpieczeństwa powinny być zmodyfikowane. W artykule przedstawiono zmodyfikowane kryteria bezpieczeństwa oraz komputerowy system ochrony przeciwporażeniowej, wykorzystujący środowisko LabVIEW, przeznaczony do obwodów z przekształtnikami. Zastosowanie tego systemu pozwala na wyłączenie zasilania, kiedy pojawia się zagrożenie migotaniem komór serca.

Słowa kluczowe

PL

bezpieczeństwo elektryczne; prąd niesinusoidalny; przekształtnik energoelektroniczny; prąd rażeniowy

EN

electrical safety; non-sinusoidal current; power electronics converter; touch current

• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 91, nr 11
• Strony: 139-144
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Czapp, S.

• Gdansk University of Technology, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk,

autor

Świsulski, D.

• Gdansk University of Technology, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk,

Bibliografia

• [1] IEC/TS 60479-1:2005 Effects of current on human beings and livestock. Part 1: General aspects
• [2] Beldycki L., Analysis of the effectiveness of protection against electric shock in circuits with frequency converters, MSc thesis (in Polish), Gdansk University of Technology, Gdansk, (2008)
• [3] Czapp S., Guzinski J., The effect of the motor filters on earth fault current waveform in circuits with variable speed drives, Proc. of the 11th Conf.-Seminar Int. School on Nonsinusoidal Currents and Compensation ISNCC 2013, Zielona Gora, Poland, 20-21 June, (2013)
• [4] Czapp S., Swisulski D., Computer system for evaluation of shock hazard in circuits with non-sinusoidal earth currents, 12th Conf.-Seminar Int. School on Nonsinusoidal Currents and Compensation ISNCC 2015, Lagow, Poland, 15-18 June, (2015)
• [5] Czapp S., The effect of earth fault current harmonics on tripping of residual current devices, Przeglad Elektrotechniczny, 85 (2009), nr 1, 196-201
• [6] Czapp S., The impact of higher-order harmonics on tripping of residual current devices, Proc. Int. Power Electronics and Motion Control Conference EPE-PEMC 2008, Poznan, Poland, 1-3 Sept., (2008)
• [7] Skibinski G. L., Wood B. M., Nichols J. J., Barrios L. A., Effect of adjustable-speed drives on the operation of low-voltage ground-fault indicators, IEEE Trans. on Industry Applications, vol. 37, no. 5, Sept./Oct. (2001), 1423-1437
• [8] Schoneck J., Nebon Y., LV protection devices and variable speed drives. Cahier technique no. 204, Schneider Electric, 2002
• [9] IEC/TS 60479-2:2007 Effects of current on human beings and livestock. Part 2: Special aspects
• [10] Padure P., Haraguta C. I., Vintea A., Ghita O. M., Evaluation method for harmonic distortion and power losses of photovoltaic systems using LabVIEW software, 49th Int. Universities Power Engineering Conference (UPEC), Cluj- Napoca, 2-5 Sept. (2014), 1-6
• [11] Penghui Li, Lijie Zhao, Hai jun Bai, Yanhua Zhang, Power quality monitoring of power system based on spectrum analysis, Int. Conference on E-Product E-Service and EEntertainment (ICEEE), Henan, 7-9 Nov. (2010), 1-4
• [12] Swisulski D., Komputerowa technika pomiarowa. Oprogramowanie wirtualnych przyrządów pomiarowych w LabVIEW. Agenda Wyd. PAK, Warszawa, Poland, (2005)
• [13] Swisulski D., Metody równoczesnej akwizycji w systemach z napięciowymi i częstotliwościowymi torami pomiarowymi, Przeglad Elektrotechniczny, 88 (2012), nr 10b, 29-31
• [14] Wei Fu, Yan Zhu, Junli Fu, Puzhong Ouyang, Control and testing system based on LabVIEW for programmable AC power source, 10th Int. Conference on Electronic Measurement & Instruments (ICEMI), Chengdu, 16-19 Aug. (2011), 130-133
• [15] HD 60364-4-41:2007 Low-voltage electrical installations – Part 4-41: Protection for safety – Protection against electric shock
• [16] Swisulski D., Czapp S., Metrological analysis of an computerized system of protection against electric shock in circuits with variable speed drives, Przeglad Elektrotechniczny, 91 (2015), nr 8, 58-61