Неожиданное одиночество

Page 1
background image

Page 2
background image

52

СЕТИ  РОССИИ

Презент

ация

В

 

электрических

 

сетях

 

ши

-

роко

 

используются

 

аппа

-

раты

обеспечивающие

 

защиту

 

изоляции

 

основ

-

ного

 

оборудования

 

от

 

поврежде

-

ний

 

при

 

кратковременных

 

повы

-

шениях

 

рабочего

 

напряжения

называемых

 

перенапряжениями

которые

 

могут

 

возникать

 

из

-

за

 

пла

-

новых

 

и

 

неплановых

  (

аварийных

изменений

 

в

 

схеме

 

сети

  (

комму

-

тационные

), 

вызванных

 

работой

 

коммутационной

 

аппаратуры

 

или

 

повреждения

 

изоляции

 

электроу

-

становок

Перенапряжения

 

могут

 

быть

 

следствием

 

воздействия

 

прямых

 

ударов

 

молний

 

в

 

электро

-

сетевые

 

объекты

 

или

 

индуктиро

-

ванных

возникающих

 

вследствие

 

разрядов

 

молний

близких

 

к

 

элек

-

тросетевым

 

объектам

Непредска

-

зуемые

 

в

 

большинстве

 

случаев

 

по

 

времени

 

возникновения

разные

 

по

 

величине

 

и

 

длительности

пере

-

напряжения

 

бывают

 

достаточно

 

опасны

 

для

 

электрической

 

изоля

-

ции

 

оборудования

Защитные

 

аппараты

 

устанавли

-

вают

 

параллельно

 

защищаемому

 

оборудованию

В

 

нормальном

 

ра

-

бочем

 

режиме

 

ток

 

через

 

защитный

 

аппарат

 

должен

 

быть

 

минималь

-

ным

При

 

возникновении

 

на

 

обо

-

рудовании

 

напряжения

 

опасной

 

величины

 

сопротивление

 

защитно

-

го

 

аппарата

 

резко

 

уменьшается

 

и

 

через

 

него

 

начинает

 

протекать

 

ток

При

 

этом

 

напряжение

 

на

 

защи

-

щаемом

 

оборудовании

 

определяется

 

падением

 

напряжения

 

на

 

защитном

 

аппарате

Защитные

 

аппараты

 

про

-

шли

 

длинный

 

эволюци

-

онный

 

путь

простейший

 

искровой

 

промежуток

 

в

 

начале

 

прошлого

 

века

вен

-

тильный

 

разрядник

вен

-

тильный

 

разрядник

 

с

 

маг

-

нитным

 

гашением

 

дуги

 

60-

х

 

годов

 

прошлого

 

века

 

и

наконец

наибо

-

лее

 

совершенный

 — 

ог

-

раничитель

 

перенапряжений

К

 

началу

 XXI 

века

 

вентильные

 

раз

-

рядники

 

практически

 

исчерпали

 

свой

 

технический

 

и

 

моральный

 

ресурс

 

и

 

почти

 

полностью

 

заме

-

няются

 

на

 

ограничители

 

перена

-

пряжений

представляющие

 

со

-

бой

 

одну

 

или

 

несколько

 

колонок

 

высоконелинейных

 

сопротивле

-

ний

 

из

 

металлооксидной

 

керамики

 

(

варисторов

), 

подключаемых

 

к

 

защищаемой

 

цепи

 

без

 

каких

-

либо

 

последовательно

 

включенных

 

искровых

 

промежутков

При

 

нор

-

мальном

 

рабочем

 

напряжении

 

ток

 

через

 

такой

 

ограничитель

 

перена

-

пряжений

 

обычно

 

не

 

превышает

 

1—2 

мА

Увеличение

 

же

 

приложен

-

ного

 

напряжения

 

всего

 

в

 2—3 

раза

 

вызывает

 

рост

 

тока

 

через

 

ограни

-

читель

 

в

 

десятки

 

и

 

сотни

 

тысяч

 

раз

Основой

 

современных

 

вари

-

сторов

используемых

 

в

 

ограни

-

чителях

 

перенапряжений

служит

 

оксид

 

цинка

 (ZnO). 

Хотя

 

работы

 

над

 

электрическими

 

свойствами

 

керамики

 

на

 

основе

 ZnO 

были

 

начаты

 

в

 

России

 

в

 

начале

 50-

ых

 

годов

толчком

 

к

 

распространению

 

производства

 

варисторов

 

и

 

их

 

при

-

менению

 

в

 

энергетике

 

во

 

всем

 

мире

 

послужили

 

опубликованные

 

в

 

1971 

г

материалы

 

исследований

проведенных

 

в

 

Японии

Многие

 

Неожиданное 

одиночество 

Сергей КАБАНОВ

, генеральный директор 

ЗАО «Завод энергозащитных устройств»


Page 3
background image

53

№ 1, июль-август, 2010

компании

 

начали

 

производить

 

вари

-

сторы

используя

 

различные

 

наборы

 

легирующих

 

примесей

но

 

наиболее

 

существенные

 

ингредиенты

указан

-

ные

 

в

 

статье

 1971 

г

., 

неизменно

 

оста

-

ются

 

среди

 

исходных

 

компонентов

Основным

практически

 

моно

-

польным

 

производителем

 

вари

-

сторной

 

керамики

 

в

 

России

 

стал

 

Корниловский

 

фарфоровый

 

завод

 

(

КФЗ

), 

специализировавшийся

 

ранее

 

на

 

выпуске

 

вентильных

 

раз

-

рядников

 

и

 

фарфоровых

 

изоляторов

наладивший

 

к

 

середине

 70-

х

 

годов

 

промышленный

 

выпуск

 

варисторов

 

диаметром

 28 

мм

 

и

 

к

 

концу

 80-

х

, — 

опытно

-

промышленное

 

производство

 

варисторов

 

диаметром

 46 

мм

Серий

-

ное

 

производство

 

последних

однако

наладить

 

так

 

и

 

не

 

удалось

а

 

к

 2000 

г

КФЗ

как

 

и

 

многие

 

другие

 

предприя

-

тия

 

на

 

постсоветском

 

пространстве

прекратил

 

свое

 

существование

К

 

этому

 

времени

 

Завод

 

энерго

-

защитных

 

устройств

  (

ЗЭУ

в

 

Санкт

-

Петербурге

 

начинает

 

строительство

 

цеха

 

по

 

производству

 

силовых

 

вари

-

сторов

Этому

 

способствовали

 

многие

 

обстоятельства

глубокое

 

изучение

 

специалистами

 

завода

 

мирового

 

опы

-

та

 

производства

 

варисторов

желание

 

внедрить

 

в

 

производство

 

собствен

-

ные

 

уникальные

 

методики

наличие

 

оборонного

 

заказа

не

 

допускающего

 

использования

 

импортных

 

комплек

-

тующих

 

и

не

 

в

 

последнюю

 

очередь

стремительное

 

падение

 

курса

 

рубля

.

Среди

 

наработок

 

особое

 

место

 

всегда

 

занимала

 

не

 

имеющая

 

ана

-

логов

 

методика

 

прессования

 

вари

-

сторов

 

с

 

примене

-

нием

 

ультразвука

которая

 

была

 

основой

 

докторской

 

диссертации

 

техни

-

ческого

 

директора

 

завода

 

М

.

А

Кра

-

савиной

В

 

диссертации

 

получили

 

развитие

 

идеи

 

профессора

 

С

.

И

Пу

-

гачева

Эта

 

методика

включая

 

состав

 

и

 

режимы

 

обработки

была

 

разработана

 

в

 

период

 

с

 1995 

по

 

1998 

г

и

 

защищена

 

рядом

 

патентов

В

 

процессе

 

отладки

 

технологической

 

цепочки

 

накопился

 

немалый

 

опыт

 

программирования

 

характеристик

 

варисторов

 

варьированием

 

состава

 

массы

режимов

 

обжига

 

и

 

параметра

-

ми

 

прессования

Для

 

оценки

 

достигну

-

тых

 

результатов

 

в

 

совершенствовании

 

технологии

 

производства

 

и

 

определе

-

нии

 

свойств

 

варисторов

 

был

 

создан

 

уникальный

 

комплекс

 

испытательных

 

установок

обеспечивающий

 

воз

-

можность

 

экспериментальной

 

про

-

верки

 

электрических

 

характеристик

 

в

 

существенно

 

большем

 

объеме

чем

 

это

 

предусмотрено

 

международными

 

и

 

национальными

 

стандартами

Уже

 

в

 1999 

г

была

 

выпущена

 

партия

 

варисторов

 

со

 

специальными

 

харак

-

теристиками

 

для

 

нужд

 

Министерства

 

обороны

С

 2000 

г

завод

 

начал

 

серий

-

но

 

выпускать

 

собственные

 

варисторы

 

диаметром

 37, 41, 46, 60 

и

 80 

мм

 — 

десять

 

тысяч

 

варисторов

 

в

 

первый

 

год

тридцать

 

тысяч

 — 

во

 

второй

произ

-

водство

 

уверено

 

расширялось

Летом

 

2005 

г

был

 

изготовлен

 «

миллионный

» 

варистор

а

 

уже

 

с

 2006 

г

завод

 

изготавливает

 

более

 

миллио

-

на

 

варисторов

 

ежегодно

ЗЭУ

 

п р о и з в о д и т

 

более

 

ста

 

типов

 

и

 

модификаций

 

ограничителей

 

перенапряже

-

ний

 

во

 

всех

 

видах

 

внешней

 

изоляции

 

для

 

широкого

 

круга

 

задач

более

 300 

тыс

единиц

 

обору

-

дования

 

эксплуати

-

руется

 

в

 

настоящий

 

момент

 

в

 

россий

-

ских

 

и

 

зарубежных

 

сетях

Изначально

 

ориентируясь

 

на

 

стан

-

дартны

 

качества

задаваемые

 

веду

-

щими

 

мировыми

 

производителями

такими

как

 ABB 

и

 Ray

с

hem, 

к

 

концу

 

первого

 

десятилетия

 

нынешнего

 

века

 

завод

 

неожиданно

 

оказался

 

в

 

одиночестве

 

на

 

европейской

 

земле

Все

 

варисторные

 

производ

-

ства

 

переехали

 

в

 

Индию

 

и

 

Китай

При

 

этом

 

произошло

 

некоторое

 

снижение

 

качества

вызванное

возможно

стремлением

 

удешевить

 

продукцию

и

 

прежде

 

всего

 

путем

 

унификации

В

 

этих

 

обстоятельствах

 

возможности

 

завода

 

по

 

выпуску

 

мелкосерийных

 

партий

 

варисторов

 


Page 4
background image

54

СЕТИ  РОССИИ

для

 

кабельных

 

линий

 

из

 

сшитого

 

полиэтилена

.

Немало

 

сделано

 

и

 

в

 

помощь

 

про

-

ектировщикам

 

и

 

эксплуатационни

-

кам

 — 

издана

 

серия

 

методических

 

пособий

посвященных

 

проблемам

 

выбора

 

и

 

эксплуатации

 

ОПН

 

в

 

элек

-

трических

 

сетях

 

в

 

типовых

 

случаях

Для

 

сложных

 

условий

 

организована

 

система

 

технической

 

поддержки

 — 

заинтересованные

 

специалисты

 

имеют

 

возможность

 

получить

 

под

-

робную

 

консультацию

расчет

 

и

 

под

-

бор

 

необходимых

 

параметров

 

ОПН

Кроме

 

того

специалисты

 

завода

 

входят

 

в

 

экспертные

 

советы

 

Холдин

-

га

 

МРСК

 

и

 

ряда

 

крупных

 

нефтяных

 

компаний

.

Однако

 

именно

 

уникальный

 

опыт

 

создания

 

варисторов

 

повышенной

 

плотности

 

и

 

малой

 

пористости

 

ока

-

зался

как

 

никакой

 

другой

актуален

 

в

 

настоящее

 

время

поскольку

 

еще

 

пять

 

лет

 

назад

 

на

 

заводе

 

начались

 

опыты

 

по

 

применению

 

при

 

ультра

-

звуковом

 

прессовании

 

порошков

 

и

 

добавок

 

наноразмерной

 

крупности

т

.

е

использование

 

нанотехнологии

Основной

 

целью

 

методики

 

являет

-

ся

 

создание

 

сверхплотных

 

варисто

-

ров

 

большого

 

диаметра

которые

 

не

 

могут

 

быть

 

изготовлены

 

ни

 

одним

 

из

 

известных

 

ныне

 

способов

В

 2009 

г

в

 

результате

 

многолетних

 

исследо

-

ваний

 

в

 

области

 

подбора

 

высокоад

-

гезивных

 

порошков

специальных

 

режимов

 

прессования

 

на

 

основе

 

расчета

 

колебательных

 

систем

 

для

 

возбуждения

 

ультразвукового

 

поля

 

в

 

прессуемых

 

порошках

подбора

 

температурных

 

режимов

 

обра

-

ботки

 

сформованной

 

массы

 

был

 

изготовлен

 

варистор

 

диаметром

 

123 

мм

 

с

 

током

 

пропускной

 

способ

-

ности

 3500 

А

Этот

 

реально

 

суще

-

ствующий

 

полупроводник

 

далеко

 

не

 

исчерпывает

 

возможности

 

методи

-

ки

а

 

скорее

 

подчеркивает

 

правиль

-

ность

 

выбранного

 

направления

.

Следует

 

отметить

что

 

габаритные

 

размеры

 

современных

 

ОПН

 

опреде

-

ляются

 

во

 

многом

 

свойствами

 

той

 

среды

в

 

которой

 

они

 

работают

т

.

е

окружающего

 

их

 

воздуха

Появление

 

и

 

все

 

более

 

широкое

 

применение

 

комплектных

 

распределительных

 

устройств

 

с

 

элегазовой

 

изоляцией

 

(

КРУЭ

ставит

 

новую

 

задачу

 

по

 

раз

-

работке

 

ОПН

 

для

 

этих

 

устройств

Для

 

защиты

 

изоляции

 

КРУЭ

 

необходимы

 

ОПН

 

с

 

существенно

 

меньшими

 

габа

-

ритными

 

размерами

чем

 

серийно

 

выпускаемые

 

аппараты

 

для

 

обыч

-

ных

 

электрических

 

сетей

Создание

 

серии

 

таких

 

аппаратов

 

с

 

существен

-

но

 

сокращенными

 

габаритами

 

за

 

счет

 

совершенствования

 

свойств

 

варисторов

 

введением

 

специально

 

подобранных

 

нанодобавок

 

являет

-

ся

 

одним

 

из

 

очевидных

 

областей

 

применения

 

нановаристоров

Дру

-

гие

 

направления

 — 

создание

 

сверх

-

мощных

 

ОПН

 

в

 

обычных

 

габаритах

 

для

 

защиты

 

спецобъектов

каче

-

ственно

 

иные

 

возможности

 

защиты

 

сетей

 

постоянного

 

тока

 

и

 

так

 

далее

.

Не

 

исключено

что

 

появление

 

вари

-

сторного

 

материала

 

нового

 

уровня

 

даст

 

толчок

 

к

 

созданию

 

принипиаль

-

но

 

новых

 

аппаратов

не

 

существу

-

ющих

 

сейчас

 

даже

 

в

 

виде

 

идей

как

 

в

 

свое

 

время

 

появление

 

силовых

 

варисторов

 

позволило

 

создать

 

новый

 

класс

 

защитной

 

аппаратуры

 — 

ограничители

 

перенапряжений

.

Программа

 

исследований

 

на

 

ближайшие

 

годы

 

включает

 

созда

-

ние

 

экспериментальной

 

установки

 

и

 

разработку

 

технологии

 

прессо

-

вания

 

изделий

 

из

 

порошков

 

нано

-

размерных

 

материалов

 

совмест

-

ным

 

воздействием

 

статического

 

механического

 

и

 

ультразвукового

 

полей

исследование

 

физическими

 

методами

 

макро

и

 

микрострукту

-

ры

а

 

также

 

химического

 

строения

 

изготовленных

 

по

 

новой

 

техноло

-

гии

 

оксидно

-

цинковых

 

варисторов

анализ

 

по

 

результатам

 

комплекс

-

ных

 

испытаний

 

эксплуатационных

 

характеристик

 

ОЦВ

изготовленных

 

по

 

новой

 

технологии

 

и

 

многоедру

-

гое

.

Предполагается

 

создавать

 

нано

-

размерные

 

композиции

 

на

 

основе

 

оксида

 

цинка

 

путем

 

осаждения

 

гидрооксида

 

цинка

 

аммиаком

 

из

 

водных

 

нитратных

 

растворов

фильтрацией

 

осадка

удалением

 

гидратной

 

воды

 

термообработкой

 

с

 

последующим

 

получением

 

нанораз

-

мерных

 

частиц

 

оксида

 

цинка

 

без

 

связанной

 

воды

удаление

 

консти

-

туционной

 

воды

 

и

 

получение

 

харак

-

теристики

 

наночастиц

 

с

 

помощью

 

атомносиловой

 

спектрометрии

Несомненно

уровень

 

и

 

масштаб

 

работ

 

ЗЭУ

 

выходит

 

за

 

рамки

 

одного

 

предприятия

 

и

 

сроки

 

завершения

 

начатых

 

исследований

 

могут

 

быть

 

определенно

 

названы

 

лишь

 

в

 

слу

-

чае

 

активного

 

содействия

 

всерос

-

сийских

 

структур

отвечающих

 

за

 

развитие

 

науки

 

и

 

техники

с

 

прогнозируемыми

подчас

 

предель

-

ными

 

характеристиками

приоб

-

рели

 

новый

 

смысл

как

 

для

 

глубоких

 

научных

 

исследований

так

 

и

 

для

 

разработки

 

принципиально

 

новой

 

защитной

 

аппаратуры

.

Научно

-

техническая

 

работа

 

на

 

ЗЭУ

 

не

 

ограничивается

 

только

 

варистор

-

ной

 

тематикой

Большое

 

внимание

 

уделяется

 

методам

 

диагностики

 

вари

-

сторов

 

и

 

ОПН

 

в

 

эксплуатации

.

Внедрены

 

новые

 

методики

 

испы

-

таний

изготавливается

 

контрольная

 

аппаратура

позволяющая

 

получить

 

максимально

 

точную

 

информацию

 

о

 

состоянии

 

ОПН

Запатентовано

 

несколько

 

десятков

 

конструкторских

 

решений

 

в

 

области

 

создания

 

защит

-

ных

 

аппаратов

 

на

 

основе

 

ОПН

таких

например

как

 

коробки

 

транспозиции

 


Читать онлайн

В электрических сетях широко используются аппараты, обеспечивающие защиту изоляции основного оборудования от повреждений при кратковременных повышениях рабочего напряжения, называемых перенапряжениями, которые могут возникать из-за плановых и неплановых (аварийных) изменений в схеме сети (коммутационные), вызванных работой коммутационной аппаратуры или повреждения изоляции электроустановок.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»