Евгений Тонконогов:
«ХОЧУ ВЕРИТЬ, ЧТО ОТЕЧЕСТВЕННОЕ АППАРАТОСТРОЕНИЕ СМОЖЕТ ВЕРНУТЬ УТРАЧЕННЫЕ ПОЗИЦИИ»

Евгений Тонконогов, и. о. заведующего кафедрой «Электрические и электронные аппараты», СПбГПУ, г. Санкт-Петербург

CIRED (Congres International des Reseaux electriques de Distribution) – международная конференция по проблемам распределительных сетей и постоянно действующая организация с таким же названием, в которой сегодня состоят 38 стран мира. Об истории, интересах и задачах CIRED в свое время подробно рассказывал А.И. Таджибаев, ректор ПЭИПК и председатель Российского национального комитета CIRED, в статье, посвященной конференции в Турине («Новости ЭлектроТехники» № 4(34) 2005 на www.news.elteh.ru).
20-я конференция CIRED подвела итоги очередного двухлетнего цикла исследований и разработок по проблемам распределения электроэнергии. Впечатлениями о пражском форуме делятся его участники – специалисты ПЭИПК и Промышленной группы «Таврида Электрик».

– Евгений Николаевич, как Вы оцениваете нынешнюю ситуацию на российском рынке высоковольтного коммутационного оборудования и в целом в области оборудования для энергообъектов?

– К сожалению, сейчас в России утрачено понимание, что электроэнергетический комплекс, вся его работа, – дело государственной важности, основа безопасности страны, ее поступательного развития и процветания.
Обсуждаемая в прессе глобальная техногенная катастрофа на Саяно-Шушенской ГЭС подтверждает мои слова о недостаточном внимании к энергетике со стороны государства и возможным последствиям этого. Совершенно очевидно, что аварии и неполадки на СШГЭС были и ранее, но эти случаи замалчивались, а соответствующие рекомендации специалистов не выполнялись. По существу, причина произошедшего – неправильная и халатная эксплуатация устаревшего оборудования с целью получения максимальной прибыли.
Возвращаясь к коммутационному оборудованию, следует отметить, что аварии происходят не только у нас, но и за рубежом. Взрываются современные вакуумные выключатели, ультрасовременные элегазовые выключатели последнего поколения. В вашем журнале была статья о переходных процессах при коммутации ВЛ 500 кВ, где приведен анализ причин взрывов импортных элегазовых колонковых выключателей и отмечено, что ранее использовавшиеся в данных точках энергосистем отечественные воздушные выключатели 500 кВ нареканий не имели. Компетентный анализ аварий и разработка соответствующих положений о согласовании параметров выключателей с переходными режимами при коммутации в энергосистемах позволили бы избежать негативных последствий в будущем.
В недавнем прошлом согласно политике, которую проводило РАО ЕЭС, закупалось громадное количество иностранного оборудования, в том числе высоковольтных выключателей. На подстанциях России сейчас можно видеть весь арсенал западной техники. Вместо того чтобы стимулировать приобретение заводов, линий, технологий и развитие на их базе отечественного производства, был взят курс на закупки импортных аппаратов. Однако не бывает вечного оборудования, и декларируемый срок службы 25 лет во многом зависит от условий эксплуатации. Вопрос ремонта рано или поздно выйдет на повестку дня. Современный выключатель для потребителя – «черный ящик». Его невозможно отремонтировать за короткие сроки. Поэтому необходимо развивать диагностику, проводить мероприятия по контролю состояния выключателей в эксплуатации.
Если говорить по большому счету, то последние 20 лет наши предприятия, которые перешли в частные руки, в подавляющем большинстве перестали заниматься научно-исследовательскими разработками. Единственный всплеск случился в 1998 году, когда Научно-исследовательский институт высоковольтного аппаратостроения (НИИВА) заключил с корейской энергетической компанией КЕРСО и компанией Hyundai Heavy Industries договор на разработку элегазовых выключателей 362 кВ с номинальным током отключения 63 кА и КРУЭ 800 кВ с номинальным током 8 кА и номинальным током отключения 50 кА. Это была уникальная работа, выполненная на очень высоком уровне за короткие сроки. Документация была передана на корейские заводы, через год появились опытные образцы, были проведены успешные коммутационные испытания в КЕМА и KERI. В результате южнокорейские заводы получили большой портфель заказов. Через полгода НИИВА получил следующий заказ от корейцев на разработку документации на элегазовый выключатель 500 кВ с током отключения 50 кА с одним разрывом, которая также была успешно выполнена за минимальные сроки. Однако где этот творческий коллектив НИИВА сейчас?
Между тем дальнейшее развитие электроэнергетики России связано с освоением Крайнего Севера и Дальнего Востока с передачей энергии на большие расстояния в промышленно развитые регионы центра России. Экономическая целесообразность ультравысокого напряжения не вызывает сомнений.
Других действительно новых продуктов практически не появилось.
Сейчас на рынке высоковольтных выключателей в основном предлагаются либо взятые за рубежом конструкции, которые выпускаются под отечественным брендом, либо те же западные выключатели, которые собираются в России в лучшем случае по лицензии, в худшем – методом отверточной сборки.
Мы потеряли лидирующее положение на рынке высоковольтного электрооборудования. Если раньше можно было говорить о петербургской школе аппаратостроения, о московской, об уральской, то нынче говорить практически не о чем. АВВ, Siemens, Schneider Electric, можно сказать, поглотили российский рынок. Кроме того, южнокорейские и китайские компании активно стремятся внедриться на этот рынок и занять его большую долю. Так что в ближайшие годы, по моему мнению, нашим предприятиям придется очень тяжело.

– Что необходимо отечественным компаниям, чтобы вывести на рынок конкурентоспособную продукцию?

– В Европе, если говорить о производстве сложного оборудования, сильно развита кооперация – на очень высоком уровне и с большой ответственностью партнеров. На тот же концерн АВВ работают известные НИИ по разработке новых технологий, крупнейшие испытательные центры, ведущие вузы Германии, Швеции и Швейцарии, которые выпускают специалистов конкретно для АВВ. Многие кафедры вузов возглавляются специалистами АВВ, в учебные заведения вкладываются большие деньги. Кроме того, мировые производители, несмотря на конкуренцию между собой, сотрудничают, вкладывают немалые деньги в общие предприятия, например в Чехии.
Если сейчас какое-то отечественное предприятие решает заняться, к примеру, разработкой и производством собственных вакуумных камер, то у него сразу возникают проблемы из-за отсутствия качественных российских материалов, технологического оборудования, необходимого для производства камер, кооперативных связей и так далее. Кроме того, разработать новый коммутационный аппарат в одиночку очень сложно. Необходимо искать партнеров и пути кооперации с ними.
Помимо этого, компаниям-разработчикам придется столкнуться еще с целым комплексом иных проблем. Основная из них – отсутствие испытательных центров с современным диагностическим оборудованием, соответствующим мировым стандартам. В России таких центров практически не осталось, а ведь выключатель при разработке требуется постоянно испытывать.
Вспомним, благодаря чему в 70–80-е годы в числе передовых предприятий оказалось ленинградское НПО «Электроаппарат»? Дело в том, что предприятие имело два испытательных центра – в НИИВА и на кафедре ТВН Политехнического института, где ученые разрабатывали и испытывали элементы практически всех отечественных воздушных выключателей. При этом на кафедре электроаппаратов разрабатывались конструкции сопел и контактов, на наружном стенде проводились испытания изоляционных конструкций выключателей на все классы напряжений, включая 1150 кВ. Благодаря этому НПО освоило серийный выпуск высоковольтных аппаратов, соответствующих мировым стандартам того времени.
Тем не менее в России есть компании, которые готовы пойти по пути разработки и выпуска собственных коммутационных аппаратов. Подобные шаги можно только приветствовать, а мы, исследователи, со своей стороны готовы всячески поддерживать такие предприятия.

– В последние годы идет «соревнование» между средами дугогашения – вакуумом и элегазом. На Ваш взгляд, что же предпочтительнее для сетей среднего напряжения?

– Когда речь идет о распредсетях, о собственных нуждах электростанций, то есть об аппаратах с номинальными токами отключения 20, 25, 31,5 кА и номинальным током до 3,1 кА, то вакуумные выключатели имеют несомненное преимущество перед элегазовыми. Если же возможны значительные токи КЗ, к примеру 50, 63 кА, и номинальные токи 5 кА и выше, то, по моему мнению, соревноваться с элегазовыми вакуумные выключатели не могут. И причин здесь несколько. Попробую оценить достоинства и недостатки той или иной среды.
К преимуществам вакуумных выключателей необходимо отнести высокую износостойкость дугогасительных камер и их контактов при коммутации номинальных токов отключения; минимум обслуживания, которое сводится к смазке механизма привода, проверке вакуума и осмотру камер; взрыво- и пожаробезопасность; экологическую безопасность и т.д.
В то же время у вакуумных выключателей есть недостатки, связанные с конструктивными особенностями дугогасительных камер. В первую очередь следует отметить торцевое контактирование главных и совмещенных с ними дугогасительных контактов, что требует значительных механических усилий для обеспечения малого переходного сопротивления при увеличении номинального тока и номинального тока отключения, а также выдвигает специфические требования к контактным материалам, к приводу, который должен исключить сваривание контактов, а также вибрацию и отброс контактов при включении.
Эти особенности приводят к тому, что при повышении номинального тока отключения свыше 31,5 кА для вакуумного выключателя нужна сложная конструкция привода, пусковые элементы повышенной надежности, дополнительные элементы для ручного включения. Необходимо также увеличить диаметр контактов и использовать новые контактные материалы.
Традиционно принято считать, что у вакуумного выключателя при отключении малых индуктивных токов имеется проблема среза тока и для ограничения перенапряжений следует использовать ОПН. Однако данный вопрос требует дополнительного изучения, поскольку ряд аварий с вакуумными выключателями происходили именно из-за выхода из строя ОПН. Необходимы исследования целессобразности использования ОПН для каждой конкретной точки энергосистемы.
Достоинства элегазовых выключателей по сравнению с вакуумными: более простая конструкция и менее жесткие требования к регулировке системы «дугогасительное устройство – привод» при эксплуатации; высокая надежность аппарата при вибрации, протекании больших номинальных токов и сквозных токов КЗ; отсутствие торцевого контактирования.
При этом меньший коммутационный ресурс ограничивает их возможности в сетях среднего напряжения. Элегаз применяют, к примеру, в генераторных выключателях, когда требуются номинальные токи 8000–16000 А, а номинальные токи отключения – 90–200 кА.

– Многие специалисты высказывают мнение, что в высоковольтном аппаратостроении придумать что- либо новое уже практически невозможно. На Ваш взгляд, есть ли потенциал развития у коммутационной техники и в чем он заключается?

– Согласен, что революционных технических решений по выключателям в ближайшие 10–15 лет не предвидится.
Если говорить о дугогасящей среде, то альтернативу элегазу активно искали в 70-х годах прошлого века. Этим вопросом занимались ведущие мировые научно-исследовательские институты. Рассматривались многие варианты. Результат – альтернативы не нашли. Рабочая среда для аппарата наружной установки должна не только иметь хорошие изоляционные и дугогасящие свойства, но и не приводить к негативным последствиям ее использования. Например, среда имеет прекрасные и дугогасящие свойства, и изоляционные, а при коммутации на контактах появляется значительный налет; или же она имеет очень узкий температурный диапазон, что не позволяет использовать ее в условиях низких температур, что характерно для ОРУ России.
Пока же вакуум и элегаз остаются базовыми средами для коммутационного оборудования. Поэтому основные задачи заключаются в повышении надежности аппаратов.
Потенциал развития у коммутационной техники, разумеется, есть. Для вакуумных выключателей это в первую очередь, технологии изготовления вакуумных камер, новые способы отвода тепла от контактов, новые контактные материалы, эффективное использование собственного магнитного поля контактных систем. И, конечно же, привод, потому что при повышении номинальных параметров – номинального тока и токов КЗ, которые должны коммутировать выключатели, роль привода и его условия функционирования значительно усложняются. Научная тематика этого направления бесконечна – предела совершенствованию конструкции нет.
Поэтому поле деятельности очень большое. И, несмотря на свой определенный пессимизм, я все-таки хочу верить, что отечественное высоковольтное аппаратостроение сможет вернуть себе утраченные позиции. К сожалению, сейчас немногие из российских производителей по-настоящему заинтересованы в научных разработках. Если предприятия сами ничего нового не делают, то им наука не нужна, поэтому они перестают финансировать работу институтов по созданию новой техники. Обидно, что, если так будет продолжаться, через некоторое время в России не будет конструкторских коллективов, способных разрабатывать новые виды аппаратов.

– Но заводы ссылаются на то, что уровень подготовки выпускников вузов довольно низкий.

– Проблема в том, что потеряны связи между предприятиями и вузами. Раньше студенты проходили практику на заводе, там же выполняли дипломный проект, который был интересен именно для этого завода, а дальше начинали работать на предприятии по специальности.
Сейчас вузы продолжают готовить специалистов, но найти применение своим знаниям студенты не могут. Кто готов платить человеку, только что окончившему институт, реальные деньги? Да почти никто.
Если говорить о финансировании вузов, которые должны готовить специалистов современного уровня, то сегодня оно находится практически на нуле. Сейчас единственный источник финансирования вузов – это внебюджетные средства, «платные» студенты, хоздоговорные работы и деньги по грантам. Но в связи с кризисом все эти финансовые источники значительно поредели.
Предприятия не хотят инвестировать средства в подготовку кадров, они перестали интересоваться высшей школой и будущими специалистами.
Молодые и перспективные инженеры нужны всем предприятиям. Но только компании, которые самостоятельно разрабатывают и выпускают собственную продукцию, заинтересованы в долгосрочном сотрудничестве с выпускниками вузов. Будут такие предприятия – тогда и связь между производством и высшей школой восстановится, и уровень выпускников будет отвечать запросам работодателя.
Хочется верить, что это произойдет в самое ближайшее время.

Подготовил Валерий Журавлев, «Новости ЭлектроТехники»