Приветствую Вас Гость • Регистрация • Вход • RSS
Воскресенье, 24.9.2017
_ _
Главная » Статьи » Энергетика » Электроустановки

Элегазовые и вакуумные выключатели

Игорь Бабкин:
«Оценивать качество оборудования должны те, кто его испытывает»

Уровень развития коммутационной аппаратуры в мире достиг определенного совершенства и в основном практически удовлетворяет требованиям, предъявляемым потребителями. Все компании, работающие в этой области, сейчас заняты поисками способов повышения надежности и ресурса выключателей, уменьшения габаритов и материалоемкости.
Игорь Владимирович Бабкин, руководитель петербургского испытательного центра ОАО «НИИВА», делится своими размышлениями о современной коммутационной аппаратуре, проблемах, связанных с испытаниями и эксплуатацией выключателей среднего и высокого напряжения.

– Как Вы оцениваете перспективы развития коммутационных аппаратов: вакуум или элегаз?

– Когда началось активное применение элегаза при производстве коммутационных аппаратов, стало ясно – такая дугогасящая среда реальных конкурентов не имеет. Но затем был принят Киотский протокол по ограничению и снижению выбросов парниковых газов в атмосферу, а элегаз, как известно, относится к этим газам. Это привело к тому, что, например, в скандинавских странах был введен запрет на применение элегазовой аппаратуры в распределительных сетях среднего напряжения.
О подобном запрете для коммутационных аппаратов высокого напряжения – 110 кВ и выше – речь не заходила, поскольку было понятно, что альтернативы элегазу просто нет. Но в сетях 6–35 кВ такое решение вызвало если не шок, то состояние, близкое к нему. Schneider Electric, разработавший к тому времени очень хорошие элегазовые выключатели, был вынужден тратить огромные средства, чтобы выйти на рынок с вакуумными аппаратами.
Страны Европы, Азии, в частности Япония, стали очень точно подсчитывать количество выпущенного в атмосферу элегаза. Были введены большие налоги на разницу ввезенного и вывезенного из стран элегаза. Например, их платит испытательный центр KEMA:
взвешивается и подсчитывается объем газа, находящийся в аппаратах, привезенных на испытания, а затем в вывозящихся. В Германии все потребители и изготовители подписывают добровольные соглашения и приводят доказательства того, что они всячески способствуют снижению выбросов элегаза.
Следующий шаг – это последний стандарт МЭК на высоковольтную аппаратуру, ужесточивший норму по выбросу элегаза. Если раньше она составляла 1% в год, то сейчас нормой является 0,5%. Замечу, что эти цифры относятся к технологическим параметрам, а не к конструктивным. Конструктор знает, как сделать то уплотнение, которое гарантированно обеспечит меньший процент утечки элегаза. Но при серийном производстве коммутационной аппаратуры могут появиться различного рода отклонения от технологической документации.
Были предприняты серьезные научные попытки для поиска замены элегазу. На эту тему существуют десятки публикаций и докладов, однако общий вывод состоит в том, что реальной альтернативы элегазу нет. Иногда элегаз используют в сочетании с другими газами. Это прежде всего азот и хладон CF4, который тоже подпадает под действие Киотского протокола.
В результате предпринятых мер в прошлом году все запреты в Европейском союзе на применение элегаза были сняты. И сейчас элегаз самым активным образом «проникает» в распределительные сети среднего напряжения. Элегазовая аппаратура широко используется и в ячейках российского производства, к примеру, «Калининградгазавтоматики», петербургского «ПО Элтехника», тульской «Автоматики», группы компаний «Хайтек». Но в данном случае элегаз используется прежде всего как изолирующая среда, что позволяет сократить изоляционные промежутки и соответственно габариты оборудования.
При этом я все-таки считаю, что основными коммутационными аппаратами в ближайшее время будут либо хорошо изученные и зарекомендовавшие себя вакуумные выключатели, требующие менее мощных приводов и имеющие, как правило, более высокий коммутационный ресурс, либо комбинированные, когда в качестве изоляционной среды используется элегаз, а дугогасительной – вакуум.

– Но ведь вакуумные выключатели имеют ряд серьезных недостатков, как, например, повторные пробои.

– Да, несколько лет вся мировая научно-техническая общественность активно занималась изучением повторных пробоев в вакуумных выключателях. Проводились специальные конференции, были написаны сотни книг и статей. А закончилось тем, что все поняли – нет такой практической опасности. Кроме того, широкий поиск контактных материалов, «спровоцированный» этими дискуссиями, привел к серьезному улучшению характеристик вакуумных выключателей. Указанная проблема в настоящее время вообще снята с повестки.
Хотя, справедливости ради, надо отметить, что вакуумные выключатели по сравнению с элегазовыми в ряде случаев отличаются более жестким отключением.

– Каких новых тенденций следует ожидать в области коммутационного оборудования в ближайшее время?

– Современные аппараты очень надежны, безопасны, требуют лишь минимального обслуживания и будут работать десятилетиями.
О дугогасящих средах я уже рассказал. Вряд ли в ближайшее время появится что-либо принципиально новое, хотя научные изыскания продолжаются.
Сегодня практически всё оборудование для распределительных сетей относится к классу Hi-Tech, то есть к классу высоких технологий. Поэтому теперь начинается соревнование между производителями по уменьшению габаритов выключателей. А здесь конкуренцию элегазу составить никто не может, если будут решены все проблемы с экологией.
Что касается приводов выключателей, то какими бы они ни были – просто пружинными, гидропружинными, пружинно-моторными, электромагнитными – все найдут себе место на рынке. Да, можно спорить о достоинствах и недостатках каждого, но пока оригинальных решений, которые удовлетворяли бы всем запросам эксплуатации, не существует.
Могу предположить, что ближайшим шагом, который предпримут ведущие мировые производители коммутационной аппаратуры, особенно на высокое напряжение, будет разработка и продвижение на рынке различных систем диагностики. На каждом аппарате будут стоять датчики, которые в автоматическом режиме смогут отслеживать состояние изоляции, механической системы, коммутационных контактов, контролировать другие параметры.
С одной стороны, привлекательно. С другой стороны, стоимость выключателей возрастет. Например, цена хорошей системы диагностики изоляции для КРУЭ 500 кВ может достигать трехсот тысяч евро. Но будет ли она востребована потребителями – большой вопрос. Кроме того, получается, что на оборудование, которое должно служить минимум 20–30 лет, навешивают электронные приборы, устаревающие в наше время за несколько лет. И через какое-то время, несопоставимое со сроками службы аппаратов, систему диагностики их параметров потребуется обновлять, не бесплатно, разумеется. Производители в этом заинтересованы, потребители – вряд ли.

– С 1 апреля вступил в действие ГОСТ Р 52565-2006 «Выключатели переменного тока на напряжение от 3 до 750 кВ», которым введены новые требования к выключателям, соответственно новые виды испытаний. Это как-то отразится на работе испытательных центров да и самих производителей коммутационных аппаратов?

– Не скажу, что новый ГОСТ привнес что-либо грандиозное и принципиально новое. По существу этот последний российский стандарт на выключатели – не что иное, как переписанный МЭК с сохранением структуры отечественных стандартов.
Стоит заметить, что коммутационную аппаратуру высокого напряжения в России производят немного компаний – «Уралэлектротяжмаш», «Электроаппарат», «Энергомеханический завод», ЗЭТО, пожалуй, и всё. И все эти заводы довольно давно испытывают свою продукцию с учетом требований стандартов МЭК.
В новый стандарт перенесены некоторые требования из старого ГОСТа, отсутствовавшие в МЭК. Например, требования к коммутационному ресурсу, то есть сколько раз аппарат сможет отключить номинальный ток.
Немного подробнее остановлюсь на этом параметре с точки зрения испытателя. До недавнего времени в МЭК отсутствовали требования к коммутационному ресурсу выключателей. И в Россию поставлялось множество выключателей, не соответствовавших ГОСТ по этому параметру. Только у нас в институте по коммутационному ресурсу были забракованы несколько типов западных выключателей. Но при всем этом в скором времени они были установлены в наших распредсетях.

– Каким же образом некачественная продукция может попасть в эксплуатацию?

– Всё очень просто, и я уже не раз высказывался по этой теме.
Причиной является, по моему мнению, сложившаяся в России система сертификации. Ее основные положения сводятся к тому, что любой производитель без проведения полноценных испытаний своей продукции может заявить, что его оборудование соответствует необходимым требованиям, и получить на него сертификат. Благо контор, выдающих такие бумажки, сейчас предостаточно.
В приведенном примере оказалось, что в сертификате на аппараты было записано, что они «соответствуют требованиям заказчика». А как же тогда ГОСТ?
Более того, от отечественных производителей требуют жесткого соблюдения нормативных документов, а западным бывает достаточно предъявить сертификат. Что такое, к примеру, выполнение требований по коммутационному ресурсу? Легкая дугогасительная камера с небольшими контактами просто не выдерживает таких испытаний.
Как поступают наши заводы? Утяжеляют контакты, увеличивают их диаметры, что соответственно требует усиления привода. Получается габаритная и тяжелая конструкция. Но по ГОСТу.
А в результате на рынке российским производителям говорят:
«Есть же аппараты, которые меньше и легче. Что из того, что они не соответствует ГОСТу? Сертификат-то есть».
Но ситуация меняется, требования к коммутационному ресурсу уже попали в МЭК, так что посмотрим, что будет завтра.

– Может быть, это происходило в силу того, что требования МЭК менее жесткие, чем наших стандартов?

– Наша энергетика продержалась, совершенно не обновляя свои фонды, так долго, до аварии в Чагино, только потому, что общий уровень ГОСТов был более жестким. Если бы требования к электрооборудованию еще 20–30 лет назад привели в соответствие с МЭК, крупные аварии начались бы намного раньше. Сработал тот коэффициент надежности, который изначально был заложен еще в энергетику Советского Союза.

– Но ведь сейчас ГОСТы носят лишь рекомендательный характер. Все ждут принятия технических регламентов, возведенных в ранг федеральных законов.

– Я не вижу путей, по которым технические регламенты смогут выправить сложившуюся ситуацию. Более того, она может стать еще более запутанной.
Самим Законом о техническом регулировании заложены противоречия. В нем сказано, что в техническом регламенте не должно быть ссылок на другие документы, он должен быть полным и законченным. Но если принимать технический регламент на всё высоковольтное оборудование, то туда необходимо вместить слишком многое: трансформаторы, выключатели, КРУЭ, другое высоковольтное оборудование и при этом для каждого необходимо описать все контролируемые параметры. Что же получится? Книжица высотой в несколько метров?
Поэтому сегодня просто необходимо сохранить отечественную систему стандартизации.
Как положительный момент отмечу, что рынок все-таки отреагировал на те проблемы, о которых я упоминал. У производителей стали требовать протоколы испытаний их оборудования. Эксплуатация перестает верить сертификатам. И уже не редкость, когда компания, имеющая все необходимые сертификаты, обращается в испытательные центры с просьбой организовать испытания их оборудования.

– Не стоит ли тогда вообще отменить систему сертификации и полностью перейти на протоколы испытаний, если возникают такие проблемы?

– В том виде, каком она сегодня существует, т.е. как декларативная сертификация, наверное, стоит. Но, скорее всего, не отменять, а изменять. У KEMA сертификатом называется протокол испытаний. А что реально стоит за российским словом «сертификат», сейчас не знает никто. Правила сертификации высоковольтного электрооборудования говорят о том, что в перечень обязательных испытаний, например, для выключателей на номинальное напряжение до 750 кВ сейчас входят только внешний осмотр аппарата и испытания вторичных цепей управления. И всё. Поэтому и сертификаты выдают все, кому не лень, была бы аккредитация Агентства по техрегулированию и метрологии. В итоге получается, что формально всё сделано в соответствии с нормативами. Но такой сертификат не дает гарантии качества продукции.
Не удивительно, что многие крупные потребители электротехнической продукции стараются оградить свой внутренний рынок от некачественного оборудования путем введения отраслевых ограничений или, по существу, отраслевых систем сертификации, как, например, Газпром.
Если сертификаты отменить, то право оценки качества оборудования останется только за теми, кто его испытывает. И это правильно. Но кто бы сделал эту простую операцию…

– Протоколы испытаний подделать невозможно?

– Сделать полную «липу» – вряд ли, ведь всегда можно проверить, действительно ли испытывалось оборудование в том или ином испытательном центре. В аккредитованных испытательных центрах такая информация фиксируется и хранится.
Конечно, встречаются ситуации с теми или иными завышенными параметрами, которые практически невозможно проверить в эксплуатации. К примеру, в вашем журнале Эдуард Палей неоднократно доказывал, что нигде в распределительных сетях нет номинальных токов 630 А и больше, так же как и нет необходимости в отключении токов в 40 кА. Но написать эти цифры на шильдике выключателя – большой соблазн, зная, что в жизни такое не встречается. Однако это уже из области морали изготовителя.

– Западные производители в документации на свои коммутационные аппараты зачастую не указывают климатическое исполнение. На Ваш взгляд, серьезное ли это упущение?

– Что касается климатических условий эксплуатации выключателей, то существует ГОСТ 15150, который никто не отменял. Тем не менее продукция зарубежных производителей практически не испытывается на соответствие его требованиям.
В частности, для климатического исполнения У и категории размещения 1 по ГОСТ 15150 нижнее значение температуры воздуха при эксплуатации определено минус 45OС. Требования МЭК по этой части гораздо ниже требований ГОСТа. Западное оборудование в основном выпускается для эксплуатации при температуре окружающего воздуха до минус 25OС, что для наших условий не подходит.
Тем не менее случаются парадоксальные ситуации. Так, в документации на один объект под Петербургом я видел запись, что применяемое электрооборудование должно быть рассчитано на температуру до минус 27OС. Откуда появилось такое требование? Всё очень просто – авторы проекта заложили в него те аппараты, которые рассчитаны именно на такие климатические условия. Плакать или смеяться в данном случае?
Во время прошлой зимы, которая была очень холодной, с западным высоковольтным элегазовым оборудованием происходило множество неприятных ситуаций. Да, крупных аварий не было, но они реально могли случиться. При понижении температуры происходило сжижение элегаза, его плотность падала ниже допустимой нормы, соответственно автоматика включала запрет на оперирование. С аппаратом нельзя было проводить никаких действий. А если что-нибудь в этот момент произошло – короткое замыкание в сети, например?
Федеральная сетевая компания была вынуждена выпустить специальное письмо по этому поводу, а западные компании срочно искали выход из сложившейся ситуации, причем не считаясь с финансовыми затратами.

– Давайте поговорим о жизни и проблемах российских испытательных центров.

– Вы затрагиваете очень больную тему. Дело в том, что скоро вполне возможно возникновение серьезной проблемы – будет негде испытывать электрооборудование. Еще совсем недавно в России существовало 4 испытательных центра: два в Москве, по одному – в Екатеринбурге и Санкт-Петербурге.
Уральский центр уже прекратил свое существование – на его площадях разместится развлекательный центр. В оставшихся центрах свой набор проблем: старение испытательного оборудования и персонала, недофинансирование, сложные взаимоотношения с собственниками, привлекательность местоположения центров для осуществления различных проектов, далеких от испытаний высоковольтного оборудования. Невеселая складывается картина. Отсутствие испытательных центров в стране может означать только одно – свертывание собственных разработок российскими производителями. Да, можно один раз выехать в голландский центр КЕМА или итальянский СЕSI на окончательные, зачетные испытания. Но при отработке конструкции аппарата требуются десятки испытаний.
В свое время обсуждался проект создания большого испытательного центра под Москвой. Но ничего реального предпринято не было, поскольку необходимы огромные финансовые средства как для строительства, так и для дальнейшей работы. Ни один испытательный центр не может существовать только за счет самих испытаний, так как установки для испытаний высоковольтного оборудования являются довольно большими по размерам и очень дорогими сооружениями.
Как показывает мировой опыт последних десятилетий, создание мощного современного испытательного центра возможно только в качестве государственной структуры. Так, за последние 20 лет заметные достижения в области создания испытательных центров продемонстрировали только азиатские страны, власти которых выразили готовность поддержать такие начинания. Прежде всего следует упомянуть государственные испытательные центры в Южной Корее (KERI), Индии (CPRI), Китайской Народной Республике (XIHARI).
Все другие крупные мировые испытательные центры в основном создавались раньше указанного срока и в большинстве случаев являются испытательными базами крупных изготовителей высоковольтного электрооборудования (ABB, Siemens, AREVA) либо испытательными центрами энергокомпаний (CESI). Главной причиной возрастания роли государства в создании испытательных центров является прежде всего высокая стоимость центров и невозможность быстрой окупаемости.
Всё это означает, что ни РАО «ЕЭС России», ни ФСК, ни любая другая, даже очень крупная компания, не смогут обеспечить нормальное финансовое функционирование такого организма, как испытательный центр высоковольтного оборудования. Эта работа под силу только государству.

 

 

Категория: Электроустановки | Добавил: lofg (20.06.2014)
Просмотров: 2716 | Рейтинг: 5.0/2
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Дизайн сайтов. Скачать шаблоны для Ucoz