Мудрые мысли веков

Опыт должно производить многократно, чтобы какое-нибудь случайное обстоятельство не повлияло бы на его результаты.
Леонардо да Винчи
  • Диагностика кабельных линий
  • Диагностика трансформаторов
  • slide1
  • Слайд2
  • Неразрушающие методы контроля
  • слайд3
  • Низкие цены
  • Диагностика силовых кабельных линий
  • Диагностика силовых трансформаторов без снятия напряжения
  • Оборудование известных зарубежных партнёров.
  • Научные исследования
  • Неразрушающие методы контроля
  • Долгосрочное сотрудничество
  • Низкие цены при самом высоком качестве
Печать

СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЭСКИЗНЫЙ ПЛАН РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ КАБЕЛЬНЫХ СЕТЯХ

Генеральный директор ООО «ТестСервис», канд. техн-х наук

Сидельников Л.Г.

Введение

 

Известно, что техническое состояние высоковольтных сетей в энергосистемах России приближается к критическому состоянию. Год от года количество аварийных выходов из строя кабельных линий нарастает, что влечет за собой и рост расходов на их восстановление.

Рост эксплуатационных расходов провоцирует рост стоимости электрической энергии, что отрицательно сказывается на экономических показателях производственных предприятий, а также социального климата населения. Уже сегодня многие промышленные предприятия становятся не конкурентно способными, особенно те в которых стоимость электрической энергии составляет львиную долю от общих затрат на производство продукции.

Попытки Правительства по стабилизации цен на электрическую энергию успеха не имеют, прежде всего, по причине отсутствия планов мероприятий по обоснованному снижению эксплуатационных расходов. Приказная стабилизация тарифов ведет к ухудшению экономических показателей энергосистем. Совершенно очевидно, что необходима конструктивная программа решения назревшей проблемы.

 

Состояние вопроса

 

Успешная эксплуатация высоковольтных кабельных сетей зависит от ряда условий:

  • изначально качественно выполненный монтаж линий;
  • правильная эксплуатация линий;
  • эффективная система контроля технического состояния линий;
  • качественный ремонт линий;
  • наличие опытного и грамотного обслуживающего персонала.

Первые два условия хорошо описаны в нормативной литературе и в дополнительном описании не нуждаются. Следует только отметить, что нарушение положений этих условий изначально закладывает проблемы в процесс эксплуатации линий.

Контроль технического состояния линий также описан в нормативной литературе. Однако рекомендуемые способы контроля относятся к классу разрушающих изоляцию технологий. Особенно эти способы вредны для линий с большим сроком эксплуатации. Рекомендуемые заводами-изготовителями способы контроля кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена вообще не состоятельны, что подтверждается обширной практикой.

Контроль технического состояния линий с помощью испытаний изоляции повышенным напряжением в настоящее время практически не осуществляется. Это явление не следует считать не добросовестностью эксплуатирующих линии организаций и фирм. Дело в том, что большинство эксплуатируемых линий выработали паспортный ресурс эксплуатации (до 80%), следовательно, накопили множество проблем в изоляции по всей длине и, особенно в кабельных муфтах. Поэтому производство испытаний повышенным напряжением зачастую ведет к пробою изоляции, а не редко, при успешных испытаниях, к выходу из строя вскоре после таковых испытаний. Т.е. производство таких испытаний себе дороже.

Учитывая состояние линий, эксплуатирующие их фирмы предпочитают осуществлять ремонты по факту выхода их из строя. Т.е. ситуация уже стала не управляемой и не позволяет планировать работы по обслуживанию сетей. Кроме того, с целью обновления сетей, а также строительством новых линий широко стали использоваться кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена. Паспортный ресурс кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена составляет до 40 лет, а практически линии выходят из строя в период до 5 лет. Причиной выхода из строя линий является отсутствие в России специалистов способных качественно выполнять монтаж (ремонт) и достоверных способов проверки качества этих работ. В ряде случаев проверкой качества монтажа линий занимаются, организации, осуществляющие их монтаж. Такое явление не допустимо, т.к. предприятие-заказчик лишается в этом случае достоверной информации о состоянии линий. Проверкой технического состояния кабельных линий должны заниматься специализированные организации и фирмы, не заинтересованные в экономических показателях монтажных организаций и обслуживающих электрооборудование фирм.

Есть случаи отказа монтажных организаций и обслуживающих фирм от кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, по причине сложностей в их монтаже и большого количества последующих аварий. Более того, эти организации и фирмы всячески насаждают свое мнение заказчикам, хотя причина всего лишь в низкой квалификации исполнителей монтажа и нежелании учится этой технологии. Несомненно, как показывает зарубежный опыт, будущее за сшитым полиэтиленом и не умение с ним обращаться не является основанием для отказа от него.

Вновь вводимые в эксплуатацию линии составляют несколько процентов от общего количества эксплуатируемых линий. Учитывая рост числа аварий на эксплуатируемых линиях, а также долю аварий на вновь вводимых в эксплуатацию линиях становится очевидным, что восстановить кабельные сети до требуемой степени надежности существующими методами не удастся. Процесс продолжает идти в сторону разрушения сетей кабельного хозяйства.   

 

Эскизный план решения проблем

 

Одним из основных вопросов в эксплуатации кабельного хозяйства является контроль технического состояния линий. Установлено, что затраты на диагностику технического состояния до 3.0% от общих затрат на техническое обслуживание и ремонт линий являются рентабельными. При наличии такого контроля всегда возможно планирование расходов на эксплуатацию, т.е. процесс, становится управляемым. Эффективная система контроля позволяет достоверно оценивать качество вновь вводимых линий, а также качество выполняемых ремонтных работ.

Кроме того существует задача по продлению ресурса кабельных линий находящихся в эксплуатации, с целью стабилизации аварийных ситуаций в процессе модернизации и обновления сетей. Такая возможность имеется. Дело в том, что расчетных ресурс эксплуатации линий, как правило, вдвое превышает паспортный ресурс. Поэтому не редки случаи, когда линии успешно работают и за пределами паспортного ресурса.

Учитывая практическую не допустимость испытаний повышенным напряжением линий с большим сроком эксплуатации, необходимы методы неразрушающего контроля изоляции. К числу таких методов относится метод частичных разрядов, позволяющий определять дефекты по всей длине линий задолго до возникновения аварийной ситуации. Этот метод является диагностическим. Т.е. позволяет определять скрытые дефекты в изоляции задолго до факта аварий. Испытания повышенным напряжением эти дефекты не выявляют, а лишь снижают ресурс эксплуатации из-за активизации этих дефектов. При наличии нормативов и критериев оценки метод позволяет оценить степень опасности дефектов, определить сроки принятия решений.

Другой метод, позволяющий уточнить техническое состояние линий и спрогнозировать остаточный ресурс эксплуатации, это метод возвратного напряжения (для бумажно-масляной изоляции) или возвратного тока (для сшитого полиэтилена). Как правило, метод является дополнительным к основному методу частичных разрядов.

С 2013 года предприятие «ТестСервис», г. Пермь, выполняет эти работы в кабельных сетях различных регионов России. По результатам работ были выявлены некоторые недостатки. К числу таких недостатков, по мнению Заказчиков, относится большие длины рекомендуемых «ТестСервис» для ремонта кабельных вставок, что часто создает определенные проблемы.

Позже было установлено, что принимая решение, Исполнитель объединял проблемные места следующие друг за другом через 3-10 метров в одну суммарную длину рекомендуемой вставки. При наличии нескольких дефектов на указанных расстояниях общая длина  вставки становилась значительной. Исполнитель исходил из того, что в этом случае количество соединительных муфт будет минимальным, а надежность отремонтированной линии максимальной. Но нет никаких проблем указать все проблемные места и длины соответствующих кабельных вставок, оставляя Заказчику возможность для самостоятельного принятия решения по ремонту.

Другой проблемой для Заказчиков стала задача по нахождению проблемных мест на местности, где проложены линии при прокладке в земле. Оказалось, что детальная паспортизация линий, с указанием трасс прокладки с привязкой на местности в основном отсутствует. Поэтому проблемные места определялись приблизительно, вследствие чего и возникали ошибки по их месту положения. А в остальном, применяемые методы следует считать эффективными для контроля технического состояния линий. Техническое обслуживание и ремонт по результатам диагностики ведет к постепенному снижению аварийных ситуаций, а, следовательно, и к снижению расходов на эксплуатацию сетей. Это утверждение базируется на опыте диагностики «ТестСервис» кабельных линий.

Как следует из изложенного материала, эксплуатация кабельных сетей включает не только контроль их технического состояния, но и ремонт линий, монтаж новых линий. Необходима детальная паспортизация линий с указанием трасс прокладки, с приложением протоколов диагностических испытаний. Учитывая большое количество линий, вся эта информация должна быть, сформирована в виде электронной базы данных, для последующего использования в планировании работ по обслуживанию и ремонту, а также для оперативного контроля текущей ситуации.

Иногда, специалистами электрических сетей выдвигалось требование по анализу причин аварий, изучению мест пробоя изоляции и т.п. Нельзя сказать, что это требование оригинально. Однако, допустим, что мы выполним эту работу, кстати, весьма дорогостоящую. Что делать с этой информацией? Зачем она нужна? Ведь ремонты (монтаж) выполняют подрядные организации. Визуально качество работ, технологии выполнения работ, нарушения технологий проконтролировать Заказчику не возможно. Остается верить исполнителю. Формально такое основание есть. Исполнитель представляет протокол испытаний, дает гарантию. Но линии выходят из строя, невзирая на такие протоколы и гарантии.

Что касается оригинальности. Я понимаю, в своем отечестве пророков нет, поэтому обращаюсь к зарубежному опыту. Общеизвестно, что наиболее надежными сетями обладает Германия. В этой стране в течение десятков лет выполнялся анализ причин аварий в электрических сетях, с препарированием  мест аварий и с последующим изучением с помощью электронного микроскопа. На базе полученной информации формировалась база данных выявленных дефектов. Эта база использовалась при анализе последующих аварий.

Однако глобального снижения аварий не произошло. Поэтому немцы занялись совершенствованием технологий монтажа линий, с целью повышения исходного качества линий. Ведь это их разработки: сшитый полиэтилен, термоусадные муфты, конструкции муфт, с применением полупроводящих материалов и т.п. Ремонты и монтаж у них выполняют специализированные фирмы, количество которых ограничено. Специалисты этих фирм проходят регулярное обучение и переаттестацию. И в конечном итоге аварии в сетях Германии стали относительно редким явлением.

Эту информацию я получил от ведущего специалиста, сотрудника итальянской фирмы ЧЕЗИ. Подобная проблема была и в сетях Италии. И базу данных по авариям они формировали также как немцы. Обратились к опыту Германии, прошли обучение и дело пошло на лад. А, следовательно, стали уменьшаться эксплуатационные расходы на линии.

В нашей фирме база данных и критерии оценки сформированы иначе. Мы воспользовались методами математической статистики и получили необходимые нормативы на основе ограниченного экспериментального материала всего за год. Но для этого у нас были привлечены специалисты с учеными степенями, владеющие этими методами. Парадоксально, но граничные значения наших нормативов совпали с немецкими и итальянскими нормативами. Но они на это потратили десятки лет и кучу денег, а мы сделали это за год.

В России на линии из сшитого полиэтилена изначально давалась гарантия один год, с рекомендуемым заводом-изготовителем кабеля протоколом испытаний. В число испытаний входят: испытание повышенным напряжением и работа линии под рабочим напряжением на холостом ходу в течение суток. Если все успешно, значит, линию можно принимать в эксплуатацию. Однако, за редким исключением, такие линии выходят из строя в течение пяти лет, потому, что рекомендуемые испытания не выявляют скрытые дефекты монтажа, нарушения технологий.

Позже, гарантийный срок был увеличен до пяти лет, понятно на каком основании. Но выход из строя линий возможен и чуть позже, например, через пять лет и один месяц. В то время как паспортный ресурс эксплуатации таких линий до сорока лет. Ниже предлагается эскизный план мероприятий по решению проблем в высоковольтных кабельных сетях.

 

План мероприятий по решению проблем в кабельных сетях

 

п/п

Наименование работ

Перечень аппаратуры

Форма отчетности

Исполнитель

1

Сбор информации по линиям

 

Материалы для создания исходной базы данных

Заказчик, ТестСервис

2

Трассировка, привязка на местности и определение длин линий (при прокладке в земле)

Рефлектометр, электронный курвиметр, лазерный дальномер

Оформление соответствующего раздела паспорта линии

?

3

Диагностика технического состояния линий

OWTS, CDS

-

ТестСервис

4

Анализ результатов диагностики, экспертиза технического состояния

_

Протокол диагностических испытаний

ТестСервис

5

Оформление технического отчета

 

Отчет

ТестСервис

6

Оформление паспортов линий

 

Паспорта линий

ТестСервис

7

Планирование ремонтов и расходов материалов в натуральном выражении

 

 

Заказчик, ТестСервис

8

Ремонт линий

 

 

?

9

Диагностика качества ремонтных работ, внесение результатов в паспорта линий

 

 

ТестСервис

10

Разработка и формирование базы данных технического состояния линий, с последующим заполнением информацией

 

Программный продукт

ТестСервис

 

В Европе широко применяются неразрушающие технологи контроля технического состояния линий, предназначенные для выявления скрытых дефектов, которые не определяются испытаниями повышенным напряжением. Среди этих методов – метод частичных разрядов, который мы настойчиво пытаемся внедрить в практику эксплуатации линий. Контроль технического состояния старых линий с бумажно-масляной изоляцией неразрушающими методами просто необходим, как и качество ремонтных работ.

К сожалению, эти методы достаточно сложны и наукоемки. Поэтому имеющихся на предприятиях специалистов обучить этому за короткий срок практически невозможно. В наших планах создание программных продуктов для анализа результатов диагностик, что позволит рядовому инженеру пользоваться этими методами. Работа не завершена, хотя стандарт предприятия по применению метода частичных разрядов, с критериями анализа и оценки уже имеется. Пока анализ  и экспертиза технического состояния по-прежнему требует участия специалистов высшей квалификации.

Каждый пункт предлагаемого плана мероприятий требует детальной проработки. Эта работа не может быть выполнена в результате разовых договоров, а требует достаточно длительного времени. Первые результаты, по стабилизации аварийности, будут достигнуты лишь по истечении двух, трех лет. В дальнейшем начнется снижение аварийности. Скорость снижения зависит от интенсивности работ и квалификации исполнителей. Поэтому цели работы должны быть четко сформулированы и определены сроками исполнения. Наиболее рациональным является выполнение этой работы в рамках долгосрочного договора, например, в рамках аутсорсинга.

Очевидно, что реализация таких программ с привлечением специалистов выбираемых на основании тендеров утопична. Краткосрочные договоры не способствуют установлению долгосрочных установившихся деловых связей между Исполнителем и Заказчиком. Кроме того такой подход не способствует профессиональному и техническому развитию Исполнителя, из-за высокой стоимости диагностического оборудования и высокого риска не выиграть тендер на последующий период. Известно, что специалисты высокой профессиональной квалификации плохие бойцы по части тендерных интриг и часто уступают откровенной серости, всегда имеющей более активную бойцовскую позицию. В результате рынок вымывается качественно, а его позиции захватывают люди демпфирующие ценой или личными связями. В последствие это оказывает отрицательное влияние на экономику в целом.

Поставленная задача имеет стратегический характер и должна быть подкреплена планом реконструкции и модернизации сетей. В силу стратегического характера работы она, по нашему мнению, должна контролироваться руководителем не ниже заместителя Главного инженера и энергетика предприятия. Мы предлагаем конструктивное сотрудничество, а не эпизодическую работу с сотрудниками компании нижнего звена с их мнениями и интригами. Это не их уровень.

 Мы же со всей решимостью настроены на положительный результат работы и берем на себя обязательство по методическому руководству исполнения программы, естественно по согласованию шагов с руководством предприятия Заказчика. Не нужно считать, что наша компания уже сегодня может выполнять любые работы, образно выражаясь по капризу Заказчика. Задачи будут решаться по мере возникновения проблем, поступательно. Квалификация и опыт позволяют утверждать, что мы справимся со всеми проблемами в процессе работ.

За десять лет работы нашей фирмой выполнены договоры по диагностике высоковольтных кабельных линий на нескольких десятках предприятий.  В случае необходимости, готовы представить контактную информацию по этим предприятиям. В нашей базе данных тысячи линий. В Совете энергетиков Урала, «ТестСервис» возглавляет направление по диагностике кабельных линий.

Некоторые фирмы, после обучения у нас, приобрели аналогичное оборудование и работают самостоятельно. Ряд фирм используют наши нормативы в своей практике диагностики.

Для более детального разговора в рамках семинара или технического совета готовы представить презентации по следующим докладам: «Проблемы в электроэнергетике и пути их решения», «Аутсорсинг контроля технического состояния электроэнергетики».

Предложенный анализ и программа действий применимы для любых видов силового электрооборудования: силовые трансформаторы, высоковольтные выключатели, узлы распределительных устройств и т.п.