 |
Оганес Оганесян:
«Программа испытаний
коммутационного оборудования
максимально приближена
к условиям реальной эксплуатации»
Научно-исследовательский центр по испытанию высоковольтной аппаратуры (НИЦ ВВА) занимается тремя основными видами деятельности. Первый и основной, где НИЦ ВВА выступает как независимая лаборатория, аккредитованная на техническую компетентность, – испытания высоковольтного электротехнического оборудования. Также центр занимается сертификацией электротехнического оборудования. И, наконец, НИЦ ВВА является головной организацией РАО «ЕЭС России» и «Федеральной сетевой компании» по экспертизе коммутационной аппаратуры.
Техническое состояние распределительных пунктов и трансформаторных подстанций в российской энергетике вызывает опасения, активно происходит их замена и реконструкция. На рынке появляется много новых распредустройств и коммутационных аппаратов. Большинство российских разработок проходит испытания в НИЦ ВВА. О тонкостях испытательной работы мы беседуем с Оганесом Оганесяном – начальником лаборатории больших мощностей НИЦ ВВА, которая занимается испытаниями ячеек КРУ, КРУЭ, КСО, а также выключателей на коммутационную способность и их сертификацией.
О нормативных документах
– Оганес Цолакович, давайте начнем с того, какими нормативными документами регламентируется проведение испытаний коммутационной техники? Думаю, заводам-изготовителям распредустройств и коммутационных аппаратов будет полезно заранее знать, что ждет их изделия в НИЦ ВВА.
– Не просто полезно – при разработке нового оборудования конструкторы должны предусмотреть все требования нормативных документов. Их не так уж и мало, но имеются шесть основных, которыми мы руководствуемся при проведении испытаний:
- ГОСТ 687-78 «Выключатели переменного тока на напряжение свыше 1000 В. Общие технические условия»;
- ГОСТ 18397-86 «Выключатели переменного тока на номинальные напряжения 6-220 кВ для частых коммутационных операций. Общие технические требования»;
- ГОСТ 12450-82 «Выключатели переменного тока на напряжения от 110 до 750 кВ. Технические требования к отключению ненагруженных воздушных линий и методы испытаний»;
- ГОСТ 17717-79 «Выключатели нагрузки переменного тока на напряжения от 3 до 10 кВ. Общие технические условия»;
- ГОСТ 14693-90 «Устройства комплектные распределительные негерметизированные в металлической оболочке на напряжение до 10 кВ. Общие технические условия»;
- ГОСТ 14694-76 «Устройства комплектные распределительные в металлической оболочке на напряжение до 10 кВ. Методы испытаний».
Как следует из названий, по первым трем нормативным документам испытываются силовые выключатели, по четвертому – выключатели нагрузки, по последним двум – распредустройства, то есть ячейки КРУ, КРУЭ и КСО.
О ячейках КРУ и КСО
– Какие параметры распределительных устройств интересуют вас, как испытателей, больше всего?
– Основной элемент ячейки – коммутационный аппарат, – должен быть заранее испытан по полной программе, предусмотренной ГОСТ 687-78. До того, как он попадет в нашу лабораторию, его испытают на изоляционную способность, на стойкость при сквозном токе короткого замыкания, на нагрев. И только после этого выключатель будет проверяться на коммутационную способность. Если же аппарат в ячейке, скажем так, не новый и уже имеет сертификат, то мы испытываем его в составе распредустройства по сокращенной программе.
При испытаниях КРУ и КСО самое пристальное внимание мы стараемся уделять локализационной способности, причем в каждом отсеке ячейки. Ведь локализационная способность ячеек – важнейший элемент безопасности для эксплуатационного персонала.
Испытания проводятся в двух режимах. В первом режиме мы проверяем чувствительность дуговой защиты, имеющейся в ячейке. Сейчас многие производители помимо традиционных клапанов для сброса давления, используют и тиристорные защиты, реагирующие на световую вспышку при горении дуги. Поэтому, прежде чем приступать к основным испытаниям, мы проверяем работу и одной, и другой защиты без нагрузки. Клапан несколько раз поднимаем-опускаем, проверяем исправность концевого выключателя. При помощи фотовспышки регистрируется порог срабатывания тиристорной защиты.
Второй режим испытаний является основным. Чувствительность защит проверяется со временем горения дуги в 1 секунду. Начинаем с тока 500 А (при этом срабатывает только тиристорная защита), а затем постепенно поднимаем ток до 1000 А, 1500 А, 2000 А и т.д.
Здесь необходимо сделать небольшое отступление. Я долгое время занимался эксплуатацией электрооборудования и по своему опыту знаю, что при отсутствии дублирующей защиты несработавший клапан уже при токе 2 кА не принесет ничего хорошего – ячейка может повредиться. К сожалению, многие производители не считают такой ток серьезным и настраивают клапаны так, что они открываются при больших токах. И мы в процессе испытаний рекомендуем, чтобы конструкторы таким образом рассчитали пути отхода продуктов горения дуги, массу самого клапана, чтобы он все же открывался уже при токе в 2 кА.
Таким образом, ступень за ступенью мы доходим до тех токов термической стойкости, которые заявлены заводом-производителем. Ячейка на 20 кА – значит и испытываем током короткого замыкания в 20 кА, на 31 кА – испытываем током КЗ в 31 кА. При этом не должно быть прожога ячейки, продукты горения дуги не должны попасть далее 30 см в зону обслуживания, а в пределах этих 30 см должны быть минимальными. Чтобы визуально проконтролировать эти параметры, при испытаниях на локализационную способность мы устанавливаем стойки с индикаторами из материи и воздушными шариками. Будет искра – шарик лопнет. Испытания получаются наглядными, мы их снимаем на видеокамеру и кассету вместе с протоколами отдаем заказчикам. Скоро мы приобретем новую камеру со скоростью записи 1000 кадров в секунду. Это позволит буквально «по косточкам» разобрать процесс испытаний.
ГОСТ также нормирует три цикла при проведении испытаний коммутационных аппаратов, применяемых в ячейках. Если выключатель не рассчитан на работу в режиме автоматического повторного включения (АПВ), то цикл должен быть такой: отключение, 180 секунд пауза, включение-отключение, опять 180 секунд пауза, и ещё раз включение-отключение. Мы называем это «О – 180 с – ВО – 180 с – ВО». Если выключатель должен работать в режиме быстродействующего АПВ, тогда цикл меняется: «О – 0,3 с – ВО – 20 с – ВО». И ещё один цикл применяется при испытаниях выключателей, рассчитанных для работы в режиме простого АПВ: «О – 0,3 с – ВО – 180 с – ВО». В зависимости от того, на что претендует завод-изготовитель, какие качества выключателя и ячейки он объявляет, мы выбираем цикл испытаний.
Эти испытания были очень актуальны при использовании в ячейках масляных выключателей: при их отключении в отсек выбрасывались определенные газовые потоки. И необходимо было определить, не создастся ли токопроводящая среда в маленьких объёмах распредустройства, где расстояние между шинами 130 мм, не вызовет ли она короткое замыкание? Не выбросит ли при этом тележку с выключателем из ячейки? Достаточно ли надёжно фиксирован выкатной элемент с выключателем в рабочем положении?
У вакуумного выключателя этот фактор отпадает, но при его коммутации возникают динамические возмущения, которые могут столкнуть тележку со своего места. В этом случае между втычными контактами может появиться переходное сопротивление, которое опять же вызовет короткое замыкание.
Требует ГОСТ 687-78 и еще одно испытание, против которого яростно выступают производители вакуумных выключателей. Если такой аппарат применяется в составе КРУ, он должен быть испытан на отключение критических токов, которые составляют от 2 до 6% номинального тока отключения. Законодатели, видимо, имели в виду, что при отключении малых токов выключатели будут создавать большие перенапряжения, которые в малых габаритах распредустройств могут вызвать межфазное короткое замыкание. А вакуумные выключатели зачастую просто «не замечают» эти критические токи. Поэтому производители против этого пункта ГОСТ. Но мы проводим испытания: какой бы ГОСТ ни был, его требования необходимо выполнять, и, кстати говоря, больших сложностей с выполнением этого параметра пока не возникало.
Строго нормирует ГОСТ механические характеристики изделий, и при испытаниях мы следим за ними. Допустим, дверцы ячеек должны с полной фиксацией закрываться, а затем открываться 2000 раз. И мы это проверяем: две тысячи раз открываем-закрываем дверцы. Если на дверце два замка, то мы закрываем-открываем оба. Есть в ГОСТ и такое требование: дверца должна открываться настолько, чтобы можно было выкатить выкатной элемент, но при этом угол открытия не мешал работе в соседней ячейке.
Вообще программа испытаний максимально приближена к условиям реальной эксплуатации и полностью выполняет требования ГОСТ.
– Все ли ячейки проходят испытания с первого раза?
– Конечно, нет. Но я не имею права называть предприятия, которым не удалось с ходу пройти испытания и получить сертификат на свою продукцию. Наша работа – коммерческая, и без разрешения заказчиков мы не можем разглашать результаты опытов. Скажу лишь одно: наиболее часто распределительные устройства не выдерживают испытаний на локализационную способность.
Если же говорить о предприятиях-«хорошистах», то очень приличные распредустройства, которые прошли испытания в НИЦ ВВА практически без нареканий, в последнее время сделали «Ровенский завод высоковольтной аппаратуры», ООО «Стройподстанции», петербургский «Электропульт», харьковский завод «Элекс», самарский «Электрощит».
О выключателях
– Вы сказали о наиболее сложных испытаниях для распред-устройств. А какую проверку чаще всего не проходят коммутационные аппараты?
– Для выключателей самое тяжелое испытание – проверка коммутационного ресурса. Необходимо учитывать, что до этого аппарат уже прошел несколько видов испытаний и в каждом по шесть опытов. Он отключал токи 10-30-60% от номинального, номинальный ток с апериодической составляющей, выполнял предусмотренные программой испытаний нормированные циклы и так далее. И к проверке коммутационного ресурса выключатель подходит, образно говоря, изрядно «потрепанным».
Это испытание должно производиться в режиме от 60 до 100% номинального тока отключения, но обычно мы испытываем аппарат на максимальном токе. И не все выключатели выдерживают заявленное производителем количество отключений токов короткого замыкания. Можно сказать о том, что далеко не все выключатели проходят программу испытаний, которая занимает 10-12 рабочих дней, с первого раза. Если на каком-то опыте аппарат «срезается», то этот вид испытаний он проходит заново, пока не наберется шесть удачных попыток.
Некоторые аппараты не проходят даже первой стадии испытаний, которая проводится в других лабораториях. Я уже говорил, что это проверка изоляции, стойкость при КЗ, нагрев.
Не каждый выключатель успешно справляется и с таким режимом, как отключение малых индуктивных токов, то есть отключение заторможенного двигателя. ГОСТ не требует таких испытаний, они проводятся по стандарту МЭК 1233 и утверждены в РАО «ЕЭС России» и Федеральной сетевой компании как обязательные для выключателей, применяемых в энергосистеме России.
Многих потребителей интересует и такой параметр выключателей, как механический ресурс. ГОСТ требует, чтобы масляные выключатели имели механическую износостойкость минимум в 3 тысячи циклов «В-О», вакуумные – 5 тысяч. При этом согласно стандарту испытания проводятся 2N раз. И если производитель заявляет износостойкость 5 тысяч раз, то во время испытаний мы коммутируем аппарат 10 тысяч раз. Но при этом есть один нюанс, в связи с которым, считаю, ГОСТ необходимо подкорректировать. Некоторые производители сейчас заявляют механическую износостойкость аппаратов в 100 тысяч циклов. Чтобы подтвердить эту цифру, нам необходимо «хлопнуть» выключателем уже 200 тысяч раз. Есть ли смысл в подобной работе?
– Как относятся производители к результатам испытаний?
– По-разному. Некоторые после неудачных опытов попросту пропадают, но таких сейчас очень немного. Большинство по результатам исследовательской работы, пусть даже неудачной, занимаются совершенствованием своей продукции. Например, в прошлом году мы испытывали выключатель на 12,5 кА Ровенского завода. Он повредился уже на 30% номинального тока. Специалисты завода его доработали с учетом результатов испытаний, и в этом году выключатель прошел полный цикл.
Случаются и другие ситуации. Выключатель на 20 кА одного из заводов успешно прошел полный объем испытаний, и производитель сразу решил повысить заявленные параметры до тока отключения в 31,5 кА. Однако испытаний таким током выключатель не выдержал. В НИЦ ВВА за последние годы прошла испытания продукция многих российских предприятий. Могу сказать, что наиболее успешно сейчас работают «Таврида Электрик», саратовский «Контакт», «ЗЭТО» из Великих Лук.
Об испытательных лабораториях
– Многие заводы-изготовители коммутационной аппаратуры имеют свои испытательные лаборатории. Признаете ли вы протоколы их испытаний?
– Чтобы мы признали результаты испытаний, лаборатория должна отвечать двум условиям. Необходимо иметь аккредитацию на техническую компетентность, это раз, и во-вторых, лаборатория должна быть независимой.
– Но заводская лаборатория по определению не может быть независимой.
– Конечно. Но есть выход, который активно используют в западных странах. Если эта лаборатория, повторяю, имеет аккредитацию на техническую компетентность по проведению тех или иных испытаний, то она может проводить эти испытания, но в присутствии специалистов одной из независимых лабораторий или органов по сертификации. В этом случае оформляется протокол, что испытания проведены совместно, а эксперты подтверждают правильность полученных результатов. Протокол приобретает юридическую силу, и его учитывают при прохождении изделием сертификации или при его приемке межведомственной комиссией. Так мы работаем с «Таврида-Электрик», Ровенским заводом высоковольтной аппаратуры, самарским «Электрощитом», саратовским «Контактом». Но все-таки основные виды испытаний проводятся в НИЦ ВВА.
Недавно, впервые за последние 10-15 лет, мы подписали договор с екатеринбургским заводом «Уралэлектротяжмаш» на испытания в режиме противофазы элегазового выключателя на 500 кВ. Эти испытания будут проводиться у нас. А затем, и об этом мы сейчас ведем переговоры, скорее всего, будем испытывать выключатель на 750 кВ, но уже на базе уральской лаборатории в присутствии наших представителей.
О Законе о техрегулировании
и комиссии ФСК
– Недавно принят Закон о техническом регулировании, согласно которому до введения в действие технических регламентов, что произойдет только через семь лет, многие ГОСТ могут быть отменены. Можете ли вы спрогнозировать ситуацию, которая сложится в этом случае?
– Даже не хочу об этом думать. Мое личное мнение, что отмену ГОСТ можно сравнить с активно обсуждаемым в последнее время законом о свободной продаже оружия. Если каждый сможет купить себе пистолет или ружье, в России начнется беспредел. То же самое и с нормативными документами – предприятия станут делать что хотят и как хотят. Необходимо отталкиваться от нашей культуры, от сегодняшней экономической ситуации. Страна не готова к такого рода революциям.
Почему в России возникла сертификация? Когда стало возможным ввозить в нашу страну любые иностранные товары в неограниченном количестве и часто очень сомнительного качества, появилась необходимость упорядочить этот процесс. Да, с введением сертификации возник технический барьер для свободной торговли. Но мы должны знать, что потребляем и какого качества.
ГОСТ также вводят барьеры, ограждающие российский рынок от небезопасных изделий, в том числе и электротехнических. Более того, сейчас начинают появляться и отраслевые требования к оборудованию, основанные на ГОСТ, но более гибкие и приспособленные к реальным условиям эксплуатации. Такие требования есть, допустим, у «Федеральной сетевой компании». И прежде чем любой аппарат будет применен в электроустановках ФСК, он, во-первых, должен пройти экспертизу. Затем, если это отечественная разработка, – межведомственную комиссию, если зарубежная – комиссию ФСК. Что касается экспертизы коммутационной аппаратры, то головной организацией по составлению экспертных заключений является НИЦ ВВА.
– Все ли оборудование западных производителей с первого раза проходит комиссию ФСК?
– Нет, причем подобное случалось с продукцией и Schneider Electric, и Siemens, и Alstom. Но в подавляющем большинстве это ошибки и упущения организационного плана – некорректный перевод документов, отсутствие в технической документации некоторых протоколов и так далее. Основная масса замечаний возникает уже на стадии составления экспертных заключений и
99,9% их устраняется еще до заседания комиссии.
– Но одна сотая все же остается...
– Самая большая сложность при приемке оборудования иностранного производства – климатика. Наш ГОСТ требует надежной работы, допустим, высоковольтных выключателей, до температуры –60oС. Согласитесь, в некоторых районах нашей страны такие низкие температуры – не редкость. А западные аппараты рассчитаны и проверены на –25 –30oС. Необходима их доработка.
Подобная проблема особенно актуальна при применении элегазовых выключателей. Свойства элегаза таковы, что при очень низких температурах он может переходить из газообразного состояния в жидкое. Эксплуатировать же выключатель в таком виде нельзя – резко снижается его коммутирующая способность, он не справится с токами короткого замыкания. Баковые выключатели довольно удачно сконструированы, и можно просто поставить тэны на 3-5 кВт и поддерживать температуру элегаза на требуемом уровне. А вот приспособить нагревательный элемент на колонковом выключателе невозможно.
Некоторые производители предпочитают вообще не поставлять свою продукцию в Россию, чем решать эту проблему. Другие, например Alstom, создают смесь из элегаза и азота или газа CF4, которая сохраняет газообразное состояние при низких температурах. Но сохранятся ли при этом все свойства выключателя? Сейчас мы пытаемся получить для испытаний такой аппарат и проверить его работу в условиях низких температур.
Возникают при работе комиссии и моменты, которые требуют принятия специальных решений. Например, рассматривался вопрос о применении выключателя на 330 кВ. Он был всесторонне испытан, нам предоставлены все протоколы, но... Его наибольшее рабочее напряжение составляло 362 кВ, а по ГОСТ требуется 363 кВ. Как быть: можно ли применять такой выключатель? Эти решения также принимаются на комиссии ФСК.
О планах НИЦ ВВА
– Планируется ли в НИЦ ВВА расширение испытательной базы, ведь, насколько я знаю, вы не проводите испытаний на климатические воздействия и стойкость оборудования к внешним механически воздействующим факторам?
– Такие испытания пока не проводятся на базе самого НИЦ ВВА. Стоимость только климатической установки составляет семизначную цифру в американских долларах. Но, понимая, что должны предоставить заказчику полный объем услуг, мы нашли подрядчика – «Росэнергоатом», который
не только имеет оборудование для испытаний на климатику и механические воздействия, но и аттестацию на техническую компетентность по этим работам.
Заключили с ним договор на проведение испытаний. Кстати, «Росэнергоатом» имеет несколько климатических камер: от 8 м3 до 200 м3, что позволяет испытывать любые электротехнические изделия.
Во время климатических испытаний после каждого режима у аппарата должна проверяться изоляция, коммутирующая способность. Поскольку у «Росэнергоатома» нет своих квалифицированных и аттестованных специалистов по электрической части, то эти опыты проводим мы, выезжая на эти испытания со свои оборудованием.
Кстати, такое сотрудничество выгодно и нам, и «Росэнергоатому», и заказчику. Мы получили возможность проводить абсолютно все испытания согласно требованиям ГОСТ,
«Росэнергоатом» загружает свои мощности и зарабатывает деньги, а заказчику нет необходимости искать стороннюю лабораторию, которая может провести испытания на климатику и механические воздействия.
Первым заводом-изготовителем, коммутационные аппараты которого успешно прошли подобные испытания, стал саратовский «Контакт».
– Наступит ли момент, когда «НИЦ ВВА» начнет выдавать сертификаты, которые будут иметь силу не только в России, но и во всем мире?
– Я надеюсь, что это случится в ближайшее время. Во всяком случае представители одного из ведущих в мире независимых испытательных центров – итальянского CESI – приезжали к нам, внимательнейшим образом осматривали наши лаборатории, оценивали возможности НИЦ ВВА. Мы достигли предварительной договоренности, что бросим «пробный шар»: возьмем аппарат, пригласим специалистов CESI и в их присутствии проведем испытания. Они проверят все необходимые параметры опытов, и если все будет в порядке, то на основании наших протоколов выдадут заводу-изготовителю международный сертификат от своего имени.
Сейчас мы ведем переговоры с одним из российских производителей (не буду называть конкретно, чтобы не сглазить), который будет заключать договор с CESI на международную сертификацию с условием о проведении испытаний на базе НИЦ ВВА. Если всё сложится как надо, то мы получим от CESI международный сертификат на техническую компетентность, а российские предприятия – возможность существенной финансовой экономии при проведении международной сертификации своего оборудования. Ведь ни для кого не секрет, что затраты на испытания в НИЦ ВВА и в CESI – две, как говорят в Одессе, большие разницы.
| 
|
