Auswirkungen elektrischer Anlagen auf die Arbeitssicherheit verstehen

Elektrische Anlagen wie Transformatoren, Leistungsschalter und Motoren sind für den industriellen Betrieb von entscheidender Bedeutung und sorgen dafür, dass Maschinen und Prozesse reibungslos und effizient laufen. Der Zustand und die Leistung dieser Anlagen wirken sich jedoch auch direkt auf die Sicherheit am Arbeitsplatz aus. Ein Ausfall elektrischer Geräte kann zu gefährlichen Situationen führen, darunter elektrische Brände, Explosionen, Geräteschäden und andere Risiken für Menschenleben. In diesem Blog wird untersucht, wie elektrische Anlagen die industrielle Sicherheit beeinflussen, welche potenziellen Gefahren damit verbunden sind und welche Strategien zur Minderung dieser Risiken bestehen, um eine sicherere Umgebung für Personal und Anlagen zu schaffen.

Die Rolle elektrischer Anlagen in der industriellen Sicherheit

Elektrische Anlagen in Industrieanlagen übernehmen die wichtige Rolle der Stromverteilung und stellen sicher, dass die Geräte die richtige Spannung und Stromstärke erhalten, um effizient zu arbeiten. Diese Anlagen arbeiten oft unter hoher Belastung, und ein Ausfall kann sehr störend sein und die Sicherheitsrisiken drastisch erhöhen. Typische Ausfallursachen sind Alterung, unsachgemäße Wartung, Überlastung und Umweltbedingungen.

Wichtige Ausfälle elektrischer Anlagen und ihre Auswirkungen auf die Sicherheit

Ausfälle elektrischer Anlagen bergen erhebliche Risiken für den industriellen Betrieb und können zu Geräteschäden, Produktionsausfällen und Sicherheitsrisiken führen. Transformatoren, Leistungsschalter und Motoren sind kritische Komponenten, die zuverlässig funktionieren müssen, um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten.

• Transformatorausfälle: Ein defekter Transformator kann Spannungsungleichgewichte, Überhitzung und Risse (manchmal auch Explosionen) verursachen, die wiederum Personal gefährden und die umliegende Infrastruktur beschädigen. Die Analyse gelöster Gase (DGA) ist ein vorbeugendes Instrument, das frühe Anzeichen von Transformatorfehlern erkennt und den Eigentümern hilft, Probleme zu beheben, bevor es zu katastrophalen Ausfällen kommt.
• Fehlfunktionen des Leistungsschalters: Leistungsschalter sind entscheidend, um fehlerhafte Stromkreise zu isolieren und Überlastungen zu verhindern. Ein fehlerhafter Leistungsschalter löst möglicherweise nicht aus, wodurch unsichere elektrische Bedingungen bestehen bleiben und Brände oder Geräteschäden entstehen können. Regelmäßige Tests und Kalibrierungen stellen sicher, dass die Leistungsschalter im Notfall wie vorgesehen funktionieren.
• Motorausfälle: Motoren in Industrieanlagen sind anfällig für Überhitzung, Lagerschäden und Isolationsfehler. Ein Motorausfall kann die Produktion zum Stillstand bringen, aber noch schlimmer: Er kann Brandgefahr oder mechanische Ausfälle in angeschlossenen Maschinen verursachen und so die Sicherheit des Personals in der Nähe gefährden.
• Harmonics werden häufig von Leistungselektronikgeräten in Wechselrichtern, Ladegeräten und Frequenzumrichtern (VFD) für Elektromotoren erzeugt. Oberwellen können elektrische Geräte zusätzlich belasten, beispielsweise durch Erwärmung von Transformatoren (eine typische Ursache für vorzeitige Ausfälle). Die Überwachung von Oberwellen, um sicherzustellen, dass sie unter den in IEEE.519-2014 beschriebenen Werten bleiben, trägt dazu bei, unvorhergesehene Ausfälle und Störungen zu vermeiden.

Elektrische Gefahren in industriellen Umgebungen

Mit elektrischen Anlagen in industriellen Umgebungen sind mehrere Gefahren verbunden:

• Lichtbögen: Hochspannungsgeräte können Lichtbögen erzeugen, wenn elektrischer Strom über einen Luftspalt zwischen Leitern fließt. Lichtbögen setzen intensive Hitze und Energie frei und können schwere Verbrennungen, Brände oder sogar Todesfälle verursachen. Diese Risiken können durch ordnungsgemäß gewartete Geräte, persönliche Schutzausrüstung (PSA) und Strategien zur Lichtbogenminderung verringert werden.
• Stromschlag: Der Kontakt mit stromführenden elektrischen Teilen aufgrund von Isolationsfehlern, fehlerhafter Verkabelung oder unsachgemäßer Wartung stellt ein erhebliches Risiko dar. Für die Sicherheit der Arbeiter ist es unerlässlich, sicherzustellen, dass elektrische Anlagen ordnungsgemäß isoliert und geerdet sind.
• Brände und Explosionen: Überlastete Stromkreise, Kurzschlüsse und elektrische Fehler können zu Bränden oder Explosionen führen, vor allem wenn brennbare Materialien vorhanden sind. Regelmäßige Geräteinspektionen, Überlastungsschutz und geeignete Feuerlöschsysteme können solche Vorfälle verhindern.
• Aufplatzen: Obwohl es nicht so schlimm ist wie eine Explosion, verlieren geplatzte Transformatoren große Mengen an Isolierflüssigkeit (Öl), was sowohl ein Risiko für die Umwelt als auch für die Sicherheit darstellt, Aufräumarbeiten erfordert und in der Regel ungeplante Ausfälle nach sich zieht. Ein Bruch ist ein häufiger Fehler, der durch Online-DGA-Überwachung oft vermieden werden kann.

Strategien zur Verbesserung der Sicherheit durch Asset Management

Um die Sicherheit im industriellen Bereich zu gewährleisten, müssen elektrische Anlagen sorgfältig überwacht, gewartet und verwaltet werden. Einige wichtige Strategien sind:

• Überwachungstechnologien: Echtzeit-Überwachungssysteme wie Online-DGA (für Transformatoren), Infrarot-Thermografie und Schwingungsanalyse können wichtige Einblicke in den Zustand der Anlage liefern. Diese Technologien helfen den Betreibern, Probleme mit elektrischen Anlagen frühzeitig zu erkennen, wodurch das Ausfallrisiko verringert und die allgemeine Sicherheit verbessert wird.
• Regelmäßige Kontrollen und Prüfungen: Regelmäßige Tests von Geräten wie Leistungsschaltern, Transformatoren und Schutzrelais sind unerlässlich, um sicherzustellen, dass sie im Notfall ordnungsgemäß funktionieren. Regelmäßige Sichtprüfungen können auch potenzielle Sicherheitsrisiken wie freiliegende Kabel, Korrosion und Lecks aufdecken.
• Schulung zur elektrischen Sicherheit: Die Schulung des Personals in Bezug auf elektrische Sicherheit, den richtigen Umgang mit elektrischen Anlagen und das Erkennen von Warnsignalen für Ausfälle ist von entscheidender Bedeutung. Gut ausgebildete Teams sind besser für Notfälle gerüstet und verringern die Wahrscheinlichkeit von Unfällen.
• Systeme zur Minderung von Lichtbogenblitzen: Durch die Installation von Lichtbogenerkennungs- und -unterdrückungssystemen in Hochrisikobereichen kann die Schwere von Lichtbogenereignissen begrenzt werden. Dadurch wird sowohl das Verletzungsrisiko für Arbeiter als auch das Risiko von Schäden an der Ausrüstung verringert.
• Zustandsbasierte Wartung (CBM): Obwohl dies nicht immer möglich ist, kann es hilfreich sein, die Wartung auf der Grundlage des Anlagenzustands und nicht eines zeitbasierten Wartungsplans durchzuführen. CBM verwendet Echtzeitdaten von Sensoren, um den tatsächlichen Zustand elektrischer Anlagen zu überwachen. Durch frühzeitiges Erkennen von Anomalien, wie z. B. erhöhte gelöste Gase, Überhitzung oder Vibration, kann CBM Ausfälle verhindern, bevor sie zu einem unsicheren Zustand führen.

Die Leistung und Zuverlässigkeit elektrischer Anlagen sind eng mit der industriellen Sicherheit verknüpft. Eine Verschlechterung der Geräte kann erhebliche Sicherheitsrisiken für Personal und Einrichtungen darstellen, wenn sie nicht rechtzeitig behoben wird. Die Online-Überwachung mithilfe von Wasserstoffsensoren gibt Aufschluss darüber, wann Wartungsarbeiten durchgeführt werden müssen (oder wann eine Anlage außer Betrieb genommen werden muss). Die Priorisierung der Sicherheit elektrischer Anlagen gewährleistet nicht nur die Betriebskontinuität, sondern schützt auch die Arbeiter vor gefährlichen elektrischen Gefahren und sorgt so insgesamt für eine sicherere industrielle Umgebung.

Dieses Verständnis unterstreicht die entscheidende Bedeutung des Managements elektrischer Anlagen für Betriebseffizienz und Sicherheit in industriellen Umgebungen. Möchten Sie über den Schutz Ihrer Industrietransformatoren sprechen? Kontaktieren Sie uns , um mit einem unserer Anwendungstechniker zu sprechen.

Traci Hopkins ist Vertriebsmanagerin für Lateinamerika bei der H2scan Corporation, einem führenden Anbieter von Wasserstoffsensorlösungen. Hopkins ist Autorin zahlreicher Artikel für verschiedene Publikationen der Versorgungsindustrie und hielt auf zahlreichen nationalen Ingenieurkonferenzen Vorträge zum Thema Transformatorzuverlässigkeit. Sie hat mit Wartungs- und Zuverlässigkeitsexperten auf sechs Kontinenten zusammengearbeitet. Derzeit konzentriert sie sich darauf, spezialisiertes Know-how im Bereich Wasserstoffüberwachung in die lateinamerikanischen Versorgungsmärkte zu bringen.

Über die Autorin: Traci Hopkins

Traci Hopkins begann ihre Laufbahn im Bereich der Zuverlässigkeit elektrischer Energie im Juni 2012 als Dozentin in verschiedenen Schulungs- und Ausbildungsabteilungen für Transformatortechnologien. Kurz darauf übernahm sie die Rolle der Diagnostic Analytic Coordinator für den internationalen Markt und unterstützte weiterhin Schulungen und Ausbildungen durch internationale Veranstaltungen. Im Jahr 2022 wechselte sie zu H2scan als Vertriebsleiterin für Lateinamerika und war für die Förderung der Wasserstoffsensorik in verschiedenen Branchen verantwortlich. Traci verfügt über die Schulungszertifikate CRL, MTMP, MTRP und DPS. Sie ist außerdem Senior Member von IEEE PES, der Association of Asset Management Professionals und WIRAM (Women in Reliability and Asset Management).