Case Study – Wymiana rozdzielni elektrycznych bez wyłączania obiektu technologicznego

Problem

Pytanie brzmiało prosto: czy można wymienić zespół dwóch rozdzielni elektrycznych, z których zasilany jest obiekt technologiczny, którego nie da się normalnie wyłączyć?

Chodziło o rozdzielnie zamontowane na hali technologicznej oczyszczalni ścieków. Z tych rozdzielni zasilane były wszystkie urządzenia technologiczne, a także oświetlenie, gniazda remontowe i pozostałe obwody pomocnicze. Łącznie był to układ 42 obwodów trójfazowych w układzie TN-S.

Główne zasilanie realizował jeden kabel 5x70 mm² prowadzony z głównego złącza kablowego na zewnątrz budynku. Kabel był wprowadzony do jednej z rozdzielni, a stamtąd zasilanie było rozdzielane dalej na drugą.

Problem nie polegał tylko na wymianie aparatury. Problem polegał na tym, że zatrzymanie obiektu było możliwe teoretycznie tylko na bardzo krótko, a w praktyce nigdy nie ma idealnego momentu, w którym ryzyko technologiczne jest zerowe.

Stan wyjściowy

Stan istniejących rozdzielni był ciężki. Wszyscy wiedzieli, że powinny zostać wymienione jak najszybciej, ale nikt wcześniej nie chciał tego ruszać. Obiekt pracował, technologia była krytyczna, a rezerwa czasowa na bezpieczne zatrzymanie urządzeń była symboliczna.

W takich warunkach nie wystarcza standardowa wymiana „wyłączamy – demontujemy – montujemy – uruchamiamy”. Tu trzeba było wymyślić sposób, w którym większość pracy zostanie wykonana przy działającym obiekcie, a końcowe przełączenie będzie krótkie, przewidywalne i kontrolowane.

Planowanie

Samo planowanie i uzgadnianie technologii zajęło prawie dwa miesiące. Trzeba było rozrysować kolejność działań, przewidzieć ryzyka, ustalić sekwencję przełączeń oraz uzgodnić sposób współpracy z załogą obsługującą obiekt.

Nowe rozdzielnie zostały zbudowane w całości poza miejscem docelowym i okablowane jeden do jednego względem istniejących odpływów. Zastosowano nowe obudowy Eaton, aparaturę zabezpieczeniową Eaton, wyłącznik główny oraz ochronę przeciwprzepięciową. Na górze nowych rozdzielni przewidziano listwy WAGO TopJob, odpowiednio dobrane do poszczególnych kabli odpływowych.

Klucz nie polegał na improwizacji na obiekcie, tylko na tym, żeby jak największą część pracy wykonać wcześniej, w kontrolowanych warunkach, zanim zacznie się właściwe przełączanie.

Rozwiązanie techniczne

Na miejscu istniejące rozdzielnie zostały najpierw odkręcone od ściany i odchylone o około 45 stopni na specjalnie przygotowanym stelażu. Dzięki temu wszystkie kable pozostały podłączone, a obiekt nadal pracował normalnie.

W zwolnione miejsce zostały przykręcone nowe rozdzielnie. To stworzyło układ, w którym stara instalacja nadal zasilała obiekt, a nowa była już fizycznie na miejscu i gotowa do przejmowania kolejnych obwodów.

Dodatkowo sytuację uratowało to, że w istniejącej rozdzielni znajdowało się wolne pole odpływowe. Zostało ono wykorzystane jako tymczasowy bypass zasilania do nowych rozdzielni. Dzięki temu nowe rozdzielnie można było zasilić jeszcze przed końcowym przepięciem głównego kabla.

Przebieg przełączania

Przełączanie zostało rozłożone na etapy. Najpierw przepinane były obwody najmniej krytyczne: oświetlenie, gniazda remontowe i te elementy technologii, które można było na chwilę bezpiecznie wyłączyć. Każdy obwód był odpinany od starej rozdzielni, przepinany przez złącza WAGO TopJob do nowej i od razu ponownie załączany.

Dopiero później przełączane były obwody krytyczne. Tu współpraca z załogą była kluczowa.

załoga zatrzymywała pracę konkretnego urządzenia w odpowiednim momencie,
zasilanie tego obwodu było odłączane,
kabel był przepinany do nowej rozdzielni,
obwód był ponownie załączany,
urządzenie wracało do pracy.

W ten sposób krok po kroku przejęto wszystkie odpływy bez wyłączania całego obiektu na cały czas prac.

Moment krytyczny

Jedyna pełna przerwa, która musiała wystąpić, dotyczyła końcowego przepięcia głównego kabla zasilającego. Teoretycznie można było tego uniknąć przez prowadzenie drugiego, całkowicie niezależnego kabla zasilającego, ale po ocenie stanu istniejącego kabla uznano, że nie ma technicznego ani ekonomicznego uzasadnienia do takiego wariantu.

Po wcześniejszym sprawdzeniu całego systemu załoga zatrzymała urządzenia technologiczne w odpowiedniej sekwencji. Następnie zdjęto napięcie z głównego kabla, zdemontowano rusztowanie podtrzymujące stare rozdzielnie, przełączono kabel w docelowe miejsce na nowe rozdzielnie i ponownie podano zasilanie.

Efekt: pełna przerwa zasilania całego systemu trwała mniej niż 15 minut.

Wynik

Całe przełączanie trwało łącznie około 7,5 godziny, ale zdecydowana większość tego czasu upłynęła przy zachowaniu pracy obiektu lub przy krótkich, lokalnych zatrzymaniach poszczególnych urządzeń. To zasadnicza różnica względem klasycznej wymiany, która wymagałaby długiego i ryzykownego postoju całej technologii.

Najważniejsze efekty:

wymieniono dwa zespoły rozdzielni bez długiego wyłączenia obiektu,
zminimalizowano ryzyko technologiczne dla oczyszczalni,
uporządkowano i odtworzono 42 obwody w nowym układzie,
zastąpiono zdegradowaną infrastrukturę nowymi rozdzielniami o przewidywalnej i bezpiecznej pracy,
udowodniono, że zadanie uznawane wcześniej za praktycznie niewykonalne można zrealizować dzięki dobremu planowi i właściwej sekwencji prac.

Wniosek

Ten przypadek pokazuje, że w krytycznych obiektach przemysłowych i komunalnych największym ograniczeniem nie zawsze jest sama technika. Często większym problemem jest brak scenariusza, który pozwala przeprowadzić wymianę etapami, bez utraty kontroli nad procesem.

To nie była „zwykła wymiana rozdzielni”. To było zadanie logistyczne, elektryczne i technologiczne jednocześnie. O powodzeniu zdecydowały nie tylko aparatura i wykonanie, ale przede wszystkim planowanie, przygotowanie układu poza obiektem i ścisła współpraca z obsługą technologii.