Wie ein Lebensmittelbetrieb mit RCBOs von Soutya AC die Ausfallzeit um 45 % reduzierte

Ein Lebensmittelverarbeitungsbetrieb in Johor, Malaysia, verlor jeden Monat Tausende von Dollar durch lästige Stromausfälle und die dadurch verursachten Produktionsausfälle. Die Anlage ersetzte ihre veraltete separate MCB- und RCCB-Anordnung durch AC-Fehlerstrom-Leistungsschalter mit Überstromschutz (RCBOs) von Soutya. Das Ergebnis: Ungeplante Ausfallzeiten gingen im ersten Quartal um 45 % und lästige Fahrten um mehr als 90 % zurück.

Kundenhintergrund

Das Werk beschäftigt 120 Mitarbeiter und betreibt drei Produktionslinien für verpackte Saucen und Dressings. Jede Linie betreibt eine Mischung aus Kühleinheiten, Hochschermischern und automatisierten Abfüllmaschinen. Das elektrische System zieht eine durchschnittliche Last von 850 A über zwei Hauptverteilertafeln, und eine dritte Tafel kümmert sich um Heizung, Lüftung, Lüftung und Beleuchtung.

Die Lebensmittelproduktion erfordert einen kontinuierlichen Betrieb. Ein Stopp mitten in einer Charge kann die Rohzutaten verderben und einen vollständigen Reinigungszyklus erzwingen. Die Anlage war seit 12 Jahren in Betrieb und die elektrische Infrastruktur war durch die Hinzufügung neuer Geräte Stück für Stück gewachsen.

Herausforderungen und Schmerzpunkte

Das ursprüngliche Design verwendete thermisch-magnetische Miniatur-Leistungsschalter (MCBs) für den Überstromschutz und einen separaten Fehlerstrom-Schutzschalter (RCCB) oben auf jeder Platine. Theoretisch bietet diese Schichtung sowohl Überstrom- als auch Erdschlussschutz. In der Praxis führte dies zu ernsthaften Koordinierungsproblemen.

Drehzahlgeregelte Antriebe der Mischer erzeugten geringe Leckströme. Diese Ableitströme stauten sich auf den Haupt-RCCBs auf, die ohne Vorwarnung auslösten. Innerhalb eines Dreimonatszeitraums verzeichnete das Werk 14 ungeplante Stromausfälle. Jeder Shutdown dauerte durchschnittlich 40 Minuten. Bei geschätzten Kosten von 18.000 US-Dollar pro Stunde durch Produktionsausfall und verschwendete Zutaten kosten diese Veranstaltungen etwa 168.000 US-Dollar pro Quartal.

Das Wartungsteam versuchte zwei Fehlerbehebungen. Erstens erhöhten sie die Empfindlichkeitsbewertung der RCCBs von 30 mA auf 100 mA. Das verringerte die Zahl der Fehlauslösungen, erhöhte jedoch auch das Sicherheitsrisiko, da ein Fehlerstrom von 100 mA gefährlich sein kann. Zweitens ersetzten sie ältere FI-Schutzschalter durch neue Geräte eines anderen Herstellers, in der Hoffnung, dass eine bessere interne Filterung helfen würde. Das war nicht der Fall. Die Ableitströme waren immer noch vorhanden und die neuen FI-Schutzschalter verhielten sich genauso.

Warum der AC-Fehlerstrom-Leistungsschalter von Soutya mit Überstromschutz?

Der Elektroinstallateur der Anlage prüfte drei Optionen: Beibehaltung des mehrschichtigen MCB- und RCCB-Designs, Umstellung auf dedizierte Fehlerstromrelais mit separaten Stromwandlern oder Umstellung auf einzelne RCBOs in jedem Ausgangsstromkreis. Der Auftragnehmer verglich Geräte zweier globaler Marken und den AC-Fehlerstrom-Leistungsschalter mit Überstromschutz von Soutya.

Drei Faktoren haben die Wahl entschieden. Erstens kombiniert der Soutya RCBO den thermisch-magnetischen Überstromschutz und die 30-mA-Fehlerstromerkennung in einem einzigen Modul, wodurch das Koordinationsproblem vollständig beseitigt wird. Zweitens entsprachen die Auslöseeigenschaften des Geräts sowohl der Norm IEC 60898-1 für den Überstromschutz als auch den Anforderungen an die Fehlerstromleistung in GB/T 6829-2017. Drittens bot die Soutya-Einheit eine Ausschaltkapazität von 6 kA zu einem Preis, der etwa 15 % unter dem vergleichbarer europäischer Importe lag.

Der Auftragnehmer schätzte außerdem die standardisierte Klemmenanordnung des Produkts, die die Schalttafelverkabelung vereinfachte. Der Ingenieur der Anlage bestätigte, dass der Soutya RCBO alle örtlichen Sicherheitsanforderungen erfüllt und vom Elektroinspektor akzeptiert wird.

Implementierungs- und Bewerbungsprozess

Das Retrofit-Projekt dauerte vier Wochen. Der Auftragnehmer begann mit einer Volllastprüfung aller ausgehenden Stromkreise, maß die tatsächlichen Betriebsströme und ermittelte, bei welchen Stromkreisen es in der Vergangenheit zu Störungen kam. Diese Prüfung bildete die Grundlage für einen Panel-Plan, der jedem Stromkreis einen korrekt bewerteten RCBO zuwies.

Die nächsten Schritte waren:

• Schalten Sie jeden Verteiler stromlos und entfernen Sie die vorhandenen MCBs und den vorgeschalteten RCCB.
• Installation der Soutya-RCBOs in jeder Ausgangsstromkreisposition.
• Hinzufügen einzelner neutraler Klemmenblöcke, wo diese bei älteren Panels fehlten, da jeder RCBO einen eigenen neutralen Anschluss für die Kernbalance-Erkennung benötigt.
• Testen Sie jeden Stromkreis mit einem tragbaren RCD-Tester, um die Auslösezeit und den Fehlerstromschwellenwert zu überprüfen.
• Inbetriebnahme der Platinen und Protokollierung der grundlegenden elektrischen Parameter zum Vergleich.

Während der Arbeiten trat eine Schwierigkeit auf. Mehrere Schalttafeln der älteren Produktionslinie waren über mehrere Stromkreise hinweg mit gemeinsamen Neutralleitern verkabelt. In dieser Konfiguration erkennt ein RCBO die Summe der Rückströme und löst aus. Die Lösung bestand darin, vier Teilstromkreise so umzugestalten, dass jeder geschützte Stromkreis einen eigenen Neutralleiter erhält. Dadurch verlängerte sich der Zeitplan um zwei Tage, war aber notwendig, um die Installation funktionsfähig zu machen.

Anwendungsergebnisse und quantifizierte Ergebnisse

Zwei Monate nach der Inbetriebnahme zeigten die Wartungsprotokolle der Anlage:

• Belästigungsfahrten gingen um 92 % zurück, von 14 pro Quartal auf 1–2 pro Quartal.
• Die ungeplanten Ausfallzeiten sanken von 140 Minuten pro Monat auf 35 Minuten pro Monat, was einer Verbesserung um 75 % entspricht.
• Die gesamten vierteljährlichen Kosten für Stromausfälle sanken von 168.000 US-Dollar auf unter 40.000 US-Dollar, wodurch das Werk mehr als 128.000 US-Dollar pro Quartal einsparte.
• Keine verpassten Produktionstermine während des zweimonatigen Bewertungszeitraums, im Vergleich zu drei im Vorquartal.

Das Projekt hat sich in weniger als einem Monat amortisiert. Da die RCBOs von Soutya innerhalb von 0,1 Sekunden auf Fehlerströme reagieren, verbesserte die Anlage auch das Sicherheitsniveau, ohne die Betriebszeit zu beeinträchtigen. Das Wartungsteam verbringt seine Zeit nun mit anderen Aufgaben statt mit Zurücksetzen und Fehlerbehebung.

Kundenreferenz

Der Elektro- und Wartungsmanager des Werks brachte es auf den Punkt: „Wir sind von der Jagd nach Phantomauslösungen jede Woche zu einem System übergegangen, das funktioniert. Die RCBOs von Soutya geben uns die Gewissheit, dass jeder Stromkreis geschützt ist und sie online bleiben, wenn sie sollten.“

Lektionen und Empfehlungen

Andere Einrichtungen mit veralteten elektrischen Systemen können aus diesem Projekt drei Lehren ziehen.

• Erstens ist die Investition in einzelne RCBOs an jedem Ausgangsstromkreis eine Investition wert. Sie grenzen Fehler auf einen Stromkreis ein, sodass ein einzelnes Problem nicht mehr zum Stillstand einer gesamten Produktionslinie führt.
• Zweitens führen Sie eine gründliche Auslastungsprüfung durch, bevor Sie Bewertungen auswählen. Der zusätzliche Zeitaufwand für die Messung tatsächlicher Ströme verhindert kostspielige Fehler und gewährleistet die Koordination.
• Drittens überprüfen Sie die Erdungs- und Neutralleiterverkabelung in vorhandenen Schalttafeln. Gemeinsame Neutralleiter sind der häufigste Grund für das Scheitern einer RCBO-Nachrüstung. Planen Sie Nacharbeiten im Projektzeitplan ein.

Wenn das Team das Projekt erneut durchführen würde, würde es darauf bestehen, dass die Arbeiten zur Neuverkabelung des Neutralleiters während eines geplanten Abschaltfensters durchgeführt würden. In diesem Fall führte der Auftragnehmer die Arbeiten während der normalen Wartungsfenster durch, was den Zeitplan in die Länge zog. Eine gezielte Abschaltung wäre ein saubererer und schnellerer Ansatz.

Referenzen

• GB/T 6829-2017. Fehlerstrom-Schutzschalter mit oder ohne Überstromschutz für den Hausgebrauch und ähnliche Zwecke (RCBOs).
• IEC 60898-1. Elektrisches Zubehör - Leistungsschalter für den Überstromschutz für Hausinstallationen und ähnliche Anlagen - Teil 1: Leistungsschalter für Wechselstrom. Betrieb.
• GB/T 16895.1-2020. Elektrische Niederspannungsanlagen - Teil 1: Grundlagen, Beurteilung allgemeiner Merkmale, Definitionen.