"Новости Электротехники №2(22)"отечественная НВА: существуют ли перспективы развития?

< Предыдущая ] [ Следующая >

Журнал №4(22) 2003

Отечественная НВА: существуют ли перспективы развития?

В последнее время в печати, в том числе в нашем журнале, появились публикации, анализирующие состояние отечественного производства НКУ. Это объясняется тем, что в конечном итоге от качества таких аппаратов, как автоматические выключатели и пускатели, зависит надежность работы управляемого электрооборудования. Сегодня свое мнение высказывает известный специалист в области НКУ Петр Израилевич Ясвен.

Петр Ясвен, главный конструктор НПО «Электроаппарат», г. Чебоксары

В настоящее время электропромышленность России имеет собственное производство низковольтных аппаратов и низковольтных комплектных устройств распределения электроэнергии и управления электроприводами (НКУ) в номенклатуре, достаточной для комплектования промышленных предприятий, объектов энергетики и нефтегазовой промышленности, жилищно-коммунального хозяйства и т. д. Практически у всех известных российских производителей электротехнической продукции имеются свидетельства о соответствии стандартам ИСО 9000, а также в обязательном порядке сертификаты соответствия стандартам, определяющим технические требования к изделиям. Но несмотря на то, что официально статус российской низковольтной аппаратуры (НВА) и НКУ соответствует требованиям мирового уровня, на практике это не совсем так. Для того чтобы понять, что в действительности представляет собой российское низковольтное аппаратостроение и на что в перспективе оно может рассчитывать, нужно рассмотреть его в сравнении с ведущими зарубежными электротехническими компаниями.

Сравнение не в пользу России

Начнем с констатации факта, что в России нет ни одной электротехнической фирмы, которая была бы способна изготовить весь набор НВА, необходимый для комплектования НКУ, в отличие от ведущих западных компаний, таких как Siemens, ABB, Schneider Electric, Moeller. Также нет ни одного производителя, специализирующегося на производстве автоматических выключателей или пускателей, включая тепловые реле, по всему ряду номинальных токов.
За последние 10 лет значительно сократилось строительство электростанций за рубежом, и западные компании обращают всё большее внимание на Россию, где отечественные производители электрооборудования часто проигрывают тендеры в первую очередь из-за невозможности обеспечить выполнение заявленных технических требований. Поэтому всё больше частных компаний при строительстве офисных зданий и промышленных объектов отдают предпочтение продукции иностранных электротехнических фирм.
В чем же причина создавшегося положения? Думаю, в следующем. До 1991 г. в СССР все производители электротехнической продукции были объединены в одну фирму – Министерство электротехнической промышленности. С середины шестидесятых годов в течение 25 лет под эгидой Минэлектротехпрома СССР было создано действующее и по настоящее время с незначительными изменениями производство НВА и НКУ. За те годы разработаны автоматические выключатели серии «ВА» и освоено их производство, по лицензии французской фирмы Telemecanique построен завод в г. Александрия (Украина) по производству пускателей серии «ПМЛ». В тот же период были созданы два крупных инженерных центра: ВНИИЭлектроаппарат в Харькове, который специализировался в основном на разработке аппаратов защиты, в первую очередь автоматических выключателей, и ВНИИР в г. Чебоксары, разработки которого охватывали широкую номенклатуру низковольтных изделий, включая пускатели, реле управления, низковольтные комплектные устройства, регулируемые электроприводы и устройства релейной защиты. Несмотря на то, что к концу восьмидесятых годов технический уровень отечественного низковольтного электрооборудования всё же отставал от уровня западных изделий, Минэлектротехпром обладал при поддержке государства достаточными ресурсами, чтобы проинвестировать новые разработки и новые технологии.
Распад СССР привел к развалу Минэлектротехпрома. В результате в России вместо одной крупной электротехнической фирмы появилось множество сравнительно небольших предприятий, каждое из которых само по себе оказалось неспособным осуществлять какие-либо крупные инвестиции в разработку и освоение производства новых изделий. Положение усугубляется еще по следующим причинам:

действующее на заводах механооборудование устарело и малопроизводительно, в результате отсутствует возможность внедрения передовых технологий;
резкий спад производства, примерно в три раза, и соответственно снижение прибыли, лишили производителей НВА возможности делать какие-либо серьезные инвестиции в модернизацию производства.

ВНИИ Электроаппарат оказался в другом государстве, а ВНИИР, лишившись централизованных инвестиций, чтобы выжить, стал научно-производственным объединением, которому выгодно иметь в большинстве случаев собственное производство разрабатываемых им изделий.
Как известно, автоматические выключатели и пускатели – это базовые комплектующие для НКУ, поэтому произведем сравнительный анализ этих аппаратов, изготавливаемых в России, и аналогичных изделий иностранных фирм.

Таблица 1. Перечень изготавливаемых на российских предприятиях автоматических выключателей

№ п/п	Завод-изготовитель	Шкала номинальных токов автоматических выключателей, А
		25	31,5	40	50	63	100	160	250	400	630
		Тип выключателя
1	Дивногорский завод низковольтной аппаратуры					АЕ2040-10Б	ВА57-31	А37	ВА57-35 ВА57Ф-35		ВА57-39
2	Октябрьский завод низковольтной аппаратуры		ВА16-26 ВА51-26			ВА23-29
3	НВА, Новосибирск	ВА51-25					АЕ2050
4	НВА, Черкесск	АЕ2530 ВА51-25 АС25				AE2040 ВА19-29 ВА23-29
5	Электроаппарат, Тирасполь	АЕ100				АЕ2044
6	Электроаппарат, Курск	ВА13-25	ВА14-26	А63	АК50Б	АЕ2040 АК63 ВА13-29 ВА21-29 АП50Б	ВА21-29
7	Контактор, Ульяновск							А3790			А3790У ВА51-39
7	Контактор, Ульяновск							ВА04-36 ВА06-36		ВА04-36	А3790У ВА51-39
8	НПО «ХЭМЗ»							А3700
9	Ангарский эл.мех. завод						ВА55-31	ВА57-33	ВА51-35
10	Нововятский механический завод, Киров									ВА51-37

Примечания: В таблицу не вошли выключатели модульной конструкции.
Автоматические выключатели на токи свыше 630 А и до 2500 А изготавливаются в ОАО «Контактор», г. Ульяновск.

Автоматические выключатели: уступаем по многим параметрам

Перечень изготавливаемых на российских предприятиях автоматических выключателей приведен в таблице 1.
С точки зрения стороннего наблюдателя трудно объяснить такую пеструю мозаику различных серий и типов выключателей, и, очевидно, только сами заводы-изготовители могут найти этому оправдание.
В таблице 2 приведены технические параметры выключателей, которые используются на токи до 630 А. На основании таблицы можно сделать вывод, что выключатели массового применения, такие как АП-50Б, ВА51-25 и АЕ20-46М, при токах до 25 А имеют недопустимо низкие параметры по предельной коммутационной способности. Сам факт, что такие выключатели все-таки работают и выполняют функции защиты, в основном объясняется малой вероятностью короткого замыкания на близком расстоянии от выходных зажимов выключателей. На фоне данных, приведенных в таблице 2, кажется неправдоподобным параметр по стойкости к токам короткого замыкания равный 100 кА для выключателей на 25 А производства таких фирм, как Moeller или Schneider Electric. Конечно, выключатель на 25 А не способен разорвать дугу в 100 кА, но конструкция контактной системы у этих выключателей такова, что в начальном периоде короткого замыкания создается магнитное поле, ускоряющее размыкание контактов и способствующее гашению дуги.
Кроме оговоренных в технической информации сравнительно низких технических параметров отечественных выключателей, при эксплуатации сталкиваются с отклонением этих параметров в худшую сторону. Например, выключатель ВА51-25 предназначен для защиты электродвигателей, в т. ч. от перегрузки, но на практике к этому аппарату доверия нет (слишком часто он не выполняет свои функции), и эксплуатационники вынуждены в комплект аппаратов для защиты и управления асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором включать тепловое реле.
Наличие такого реле позволяет обеспечить более гарантированную защиту от перегрузки. Однако возможен такой вариант, когда по каким-либо причинам выключатель не сработает при коротком замыкании и тогда эти функции выполняет тепловое реле, отключающее пускатель. В этом случае возможны более значительные разрушения, чем при сгорании выключателя, так как пускатель не имеет оболочки и его аварийное отключение при токах короткого замыкания может привести к пожару.
Потеряв доверие и к выключателям, и к тепловым реле, специалисты ищут выход из положения. Так, например, для защиты электродвигателей разрабатываются токовые реле, в том числе с двумя каналами срабатывания – от перегрузки и от короткого замыкания, но такой вариант защиты громоздок и может быть оправдан только для двигателей большой мощности.

Таблица 2. Основные технические параметры выключателей на токи до 630А

Тип выключателя	Номинальный ток максимального расцепителя, А	Предельная коммутационная способность, кА	Уставка по току срабатывания в зоне короткого замыкания
АП50Б	1,6–63	0,3–6,0	3,5, 10
ВА51-25	0,3–25,0	1,5–3	7, 10, 14
ВА21-29	0,6–63	10, 20	6, 12
АЕ20-46М	0,6–63	0,8–5,0	12
ВА57-31	16–25 31,5–100	4–25 40	12
ВА57-35	16–25 31,5–50 63–125 160–250	3,5–9 10 15–35 40	16 15 12,5 10
ВА04-36	40–250	18	12
ВА51-39	630	35	12

Рис. 1 Производство магнитных пускателей за период с 1991 года по 2000 год

Анализ данных, приведенных в таблице 2, показывает, что отсутствует и оптимальная защита отходящих кабельных линий.
У всех выключателей, начиная со 100 А (ВА57-31, ВА57-35, ВА04-36 и ВА51-39), имеется фиксированное значение уставки по току срабатывания в зоне короткого замыкания, равное или более 12 IH. На практике это означает, что сечение кабеля необходимо выбирать с учетом ожидаемого тока короткого замыкания, в результате чего в ряде случаев расчетное значение сечения кабеля может оказаться в 2–3 раза выше сечения, соответствующего номинальному току нагрузки.
Западные фирмы решили эту задачу другим способом. Они производят выключатели от 100 А и выше, которые предназначены для защиты распределительных сетей. Такие аппараты обладают возможностью регулирования уставки по току срабатывания в зоне короткого замыкания.
В нашей стране ситуация совершенно иная. В диапазоне больших токов для комплектования распределительных устройств комплектных трансформаторных подстанций (КТП) в массовом порядке применяются выключатели выдвижного типа на токи от 250 А до 1600 А, преимущественно серии «ВА», на токи от 2500 А до 4000 А – серии «Электрон».
При этом регулируемые расцепители в зоне перегрузок и коротких замыканий имеют выключатели, начиная с габарита 1000 А (ВА53-41, ВА55-41), с расцепителями на токи 1000 А, 630 А, 400 А, 250 А, 160 А. И только эти выключатели имеют исполнения с селективной защитой и исполнение с защитой от тока короткого замыкания на землю. У вы- ключателей массового применения, таких как ВА51-39 и ВА57-35 (ВА04-36), фиксированные значения отсечек.
Особый разговор о выключателях типа «Электрон». Возьмем хотя бы весогабаритные показатели. «Электрон» на 4000 А, устанавливаемый в распределительных щитах комплектных трансформаторных подстанций (КТП) с силовым трансформатором 2500 кВА, весит около 200 кг.
В отличие от него вес выключателей ведущих зарубежных фирм, например аппарата Masterpact фирмы Schneider Electric, на тот же ток составляет не более 90 кг. Исходя из этого всё большее число заказчиков считают оправданным использование в распределительных щитах в качестве вводных и секционных выключателей аппараты таких фирм, как Schneider Electric или Siemens.

Магнитные пускатели: требуются новые серии

Перечень российских пускателей приведен в таблице 3. Рис. 1 содержит данные института ВНИИР по производству пускателей с 1991 по 2000 г. К 2,8 млн пускателей, которые были изготовлены российскими заводами в 2000 г., необходимо добавить еще 0,9 млн пускателей, в основном на ток 10 А и 25 А, закупаемых в Украине у фирмы «Этал». Следовательно, потребность российского рынка в пускателях составляет около 4,0 млн. Количество закупаемых импортных пускателей незначительно. В отличие от многотиповой номенклатуры автоматических выключателей, основной объем изготавливаемых пускателей базируется на серии ПМ12, разработанной ВНИИР. Несмотря на то, что пускатели ПМ12 были разработаны более 15 лет назад, а с начала освоения первых величин пускателей прошло более 10 лет, претензий к этим аппаратам сравнительно меньше и связаны они в основном с несоблюдением технологических процессов практически на всей стадии изготовления. В перечень факторов, снижающих качество пускателей, можно включить следующие: отсутствие на заводах современного технологического оборудования; вынужденная замена материалов без подтверждающих испытаний об их пригодности; отсутствие входного контроля материалов — несвоевременная замена изношенной технологической оснастки; отсутствие контроля качества отдельных деталей до окончательной сборки пускателей; неудовлетворительная организация периодических испытаний.
Разработанная 15 лет назад серия пускателей ПМ12 устарела, и ВНИИР подтвердил готовность выполнить разработку новой серии пускателей на токи от 10 А до 630 А, но нужны большие инвестиции, и пока нет ясности, удастся ли решить эту проблему.
Положение с производством и техническим уровнем тепловых реле можно сравнить с состоянием дел по автоматическим выключателям: нет законченной серии, сравнительно новые типы пускателей комплектуются устаревшими реле, которые, кроме повышенных массогабаритных параметров, в сравнении с тепловыми реле производства западных фирм уступают им по следующим техническим параметрам: отсутствует указатель срабатывания и ручной манипулятор «Тест»; отсутствует исполнение с самовозвратом; конструкция реле не позволяет обеспечить эффективную калибровку и регулировку.
Очевидно, что параллельно с разработкой новой серии пускателей необходимо разработать и новую серию тепловых реле. Таблица 3 Перечень изготавливаемых на российских предприятиях магнитных пускателей ПМ12-010 ПМ12-010 ПМ12-010, ПМ12К-010 ПМ12-010 ПМЛ-1000

Завод-изготовитель

Шкала номинальных магнитных пускателей, А

100

125

160

250

ОАО «Элтерм», г. Псков

ПМ 12-004

ОАО «КЗЭА», г. Кашин

ПМ 12-010

ПМ 12К-016

ПМЕ-200, ПМ 12-025

ПМА-3100, ПМ 12-040

ПМ12-063

ПМ12-125

ОАО «Лепсе», г. Киров

ПМ 12-010

ОАО «Электроаппаратура», г. Гомель

ПМ 12-010, ПМ 12К-010

ПМЛ-2100

ПМ 12-040

ПМ 15-063, ПМА-4000

ОАО «НЗНВА», г. Новосибирск

ПМН-025, ПМЕ-200

ПМА-3100

ОАО «ЗЭТА», г. Кемерово

ПМ 12-010

ПМ 12-016

ПМА-4000, ПМ 15-063

ПМ 12-080

ОАО «Уралэлектро», г. Медногорск

ПМ 12-032

ПМ 12-100

ПМ 12-160

ПМ 12-250

НПО «Этал», г. Александрия

ПМЛ-1000

ПМЛ-2000

ПМЛ-3000

ПМЛ-4000

ОАО «АПЗ», г. Арзамас

ПМ 12-050

ОАО «ЧЭАЗ», г. Чебоксары

ПМ 12-040

Покупка лицензии – не выход. Нужны свои разработки

Вышеизложенный анализ технического уровня изготавливаемых в России автоматических выключателей и пускателей позволяет сделать однозначный вывод: имеется настоятельная необходимость в разработке и освоении производства современных серий этих аппаратов. Практически эту задачу нужно решить либо покупкой лицензии на производство низковольтной электротехнической продукции, либо разработкой и освоением производства собственными силами.

Имеющаяся на сегодняшний день информация по конъюнктуре, которая сложилась на рынке низковольтного аппаратостроения, а также уже накопленный опыт деловых контактов с иностранными фирмами позволяют сделать вывод, что вариант с покупкой лицензий вряд ли может быть реализован по следующим основным причинам: рост уровня автоматизации производства и соответственно увеличение производительности труда привели в европейских странах к концентрации производства электрооборудования в нескольких крупных фирмах, созданных за последние 10-15 лет за счет слияния многочисленных известных электротехнических фирм. Так, например, концерн АВВ сейчас включает в себя следующие, ранее самостоятельно существовавшие электротехнические фирмы: ВВС (Швейцария, Германия), ASEA (Швеция), Stromberg (Финляндия), Sache (Италия). В компанию Schneider Electriс вошли такие фирмы, как Merlin Gerin, Modicon, Square D, Telemecanique.
Слияние фирм неизбежно приводит к закрытию ряда заводов бывших самостоятельных фирм. Созданные на сохранившихся заводах роботизированные комплексы с высокой производительностью труда привели к перепроизводству таких аппаратов, как автоматические выключатели и пускатели. Положение усугубляется еще и тем, что западные фирмы создали совместные производства аппаратов в Китае, который, в свою очередь, сумел на базе накопленного опыта совместного производства организовать собственное производство всей гаммы автоматических выключателей и пускателей и сейчас вытесняет европейские фирмы не только с китайского рынка, но и со всего азиатского, и уже сделаны первые шаги по проникновению на российский рынок;
при гипотетическом положительном решении о покупке лицензии на производство автоматических выключателей и (или) пускателей российская электротехническая промышленность столкнулась бы со следующими проблемами:
конструкция аппаратов зарубежных компаний разработана из расчета их изготовления с использованием роботизированных комплексов с исключением возможности использования отверточной технологии при их сборке;
использование роботов влечет за собой повышенные требования к технологической оснастке и к исходным материалам, в первую очередь к пластмассам. В этом случае отклонение от заданных размеров недопустимо, а операции по контролю параметров составляют около 15% от общей трудоемкости при условии, что все материалы проходят входной контроль даже при наличии сертификатов соответствия.
В результате для освоения производства аппаратов по лицензии иностранных фирм, кроме современного технологического оборудования, необходимо сверхточное оборудование для изготовления технологической оснастки, специальное оборудование для проверки точности изготовления этой оснастки и оборудование для осуществления входного контроля материалов.
Учитывая вышеизложенное, не только возможность, но и целесообразность покупки лицензии на производство аппаратов ставится под сомнение. Исключив целесообразность покупки лицензий, необходимо отметить, что в России имеется возможность самостоятельно разработать современную серию пускателей и тепловых реле, так как институт ВНИИР в г. Чебоксары имеет квалифицированных специалистов и современную опытно-экспериментальную базу.
Что касается автоматических выключателей, то считаю, что такие заводы-изготовители, как ульяновский «Контактор» и курский «Электроаппарат», способны самостоятельно либо выполнить модернизацию изготавливаемых аппаратов, либо разработать и освоить производство одной или двух величин выключателей.
Но даже если бы был решен вопрос о выполнении опытно-конструкторских работ, то для создания на российских заводах современного производства автоматических выключателей или пускателей потребовалось бы произвести полную замену имеющегося механооборудования как непосредственно в производстве аппаратов, так и в производстве инструмента и технологической оснастки.

(Продолжение материала в следующем номере)