CC BY
6УДК 621.316.57:656.6
М.С. Филатов, А.С. Горбанева
Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003 e-mail: [email protected]
ОРГАНИЗАЦИЯ ДИАГНОСТИКИ СУДОВЫХ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
Автоматические выключатели имеют важное значение в обеспечении защиты отдельных потребителей, а также в обеспечении устойчивости электроэнергетической системы судна в целом. Качественная оценка технического состояния и диагностика судовых автоматических выключателей с последующим восстановлением их работоспособности являются актуальной задачей. В статье рассматривается организация диагностики и дефектовки автоматических выключателей на примере конкретного судового оборудования. Приведены результаты анализа диагностики автоматических выключателей и используемого при этом оборудования.
Ключевые слова: автоматический выключатель, диагностика, техническая эксплуатация, распределительный щит, калибровка, электрическая защита, электрическая цепь, короткое замыкание.
M.S. Filatov, A.S. Gorbaneva
Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683003 e-mail: [email protected]
ORGANIZATION OF SHIP CIRCUIT BREAKERS DIAGNOSTICS
Circuit breakers are important in ensuring the protection of individual consumers, as well as in ensuring the stability of the ship electrical power system as a whole. Qualitative assessment of the technical condition and diagnostics of ship circuit breakers with subsequent restoration of their performance is an urgent task. The article discusses the organization of diagnostics and troubleshooting of circuit breakers using the example of specific ship equipment. The results of an analysis of the diagnostics of circuit breakers and the equipment used are presented.
Key words: circuit breaker, diagnostics, technical operation, distribution board, calibration, electrical protection, electrical circuit, short circuit.
Основной функцией судовых автоматических выключателей в электрической сети является своевременное автоматическое отключение аварийного участка в цепи в случае короткого замыкания, что обеспечивает защиту как отдельных потребителей, создавая возможность их дальнейшего использования по назначению, так и защиту электроэнергетической системы в целом, сохраняя ее качественное функционирование [1, 2].
До настоящего времени на судах широко применяются автоматические выключатели серии AM и ВА, в которых основным элементом максимальной токовой защиты (МТЗ) является реле тока [3].
Как известно, судовое электрооборудование используется в неблагоприятных для работы условиях, где оно подвергается быстрому износу и выходу из строя из-за влаги, солей и других реагентов, а также этому подвергаются и автоматические выключатели. Качество восстановления работоспособности распределительных устройств во многом определяется тем, как производится оценка технического состояния и диагностика судовых автоматических выключателей [4, 5].
Организация диагностики автоматических выключателей рассматривается на примере ре-монтно-восстановительных работ на судовых щитах освещения, силовых щитах питания и щитах групповых энергетического оборудования. Работы проводились во время учебной практики на АО СВРЦ (Северо-восточный ремонтный центр).
Распределительные щиты являются комплектными устройствами и в зависимости от конфигурации сети комплектуются различным количеством автоматических выключателей соответствующих параметров. В качестве примера приводится комплектация трех различных видов судовых электрических щитов.
Электрический щит освещения ЩО 21Я заводской номер № 1819 укомплектован однотипными автоматическими выключателями АК-50Б 2МГ ОМ3-10А в количестве 6 штук.
Электрический щит силовой ЩРС 13 заводской номер № 144309 включает в себя:
- автоматический выключатель А3786БР-250А (1 шт.);
- автоматический выключатель А3776БР-160А (3 шт.);
- автоматический выключатель А3776БР-63А (1 шт.);
- автоматический выключатель АК50Б-3МГ ОМ3-5А (1 шт.);
- автоматический выключатель АК50Б-3МГ ОМ3-16А (2 шт.);
- автоматический выключатель АК50Б-3МГ ОМ3-20А(1 шт.);
- автоматический выключатель АК50Б-3МГ ОМ3-25А (2 шт.);
- автоматический выключатель АК50Б-3МГ ОМ3-31,5А (2 шт.).
Групповой распределительный щит машинного отделения ЩР 65П заводской номер № 144304 имеет следующую комплектацию:
- автоматический выключатель А3776БР-160А (3 шт.);
- автоматический выключатель АК50Б-3МГ ОМ3-5А (4 шт.).
Организация оценки технического состояния и диагностики судовых автоматических выключателей выполняется в определенной последовательности и включает в себя следующие этапы:
- производится демонтаж автоматических выключателей.
- проводится визуальный осмотр;
- проверяется соответствие роду тока, числу полюсов;
- проверяется качество антикоррозийных и эмалевых покрытий;
- определяется прочность изоляции;
- проверяются фиксация положений, четкость работы выключателя.
Согласно требованиям Регистра [6], осуществляющего в том числе контроль безопасности мореплавания, периодически должна осуществляться проверка и настройка (калибровка) максимальной токовой защиты. Для этого используются специализированные стенды, способные генерировать и регулировать контрольные токи значением в сотни и тысячи ампер [7, 8].
Таким образом, последующие испытания и диагностика автоматического выключателя производятся на специальной диагностической установке «Стенд испытаний электрических машин» (СИЭМ). Функциональная схема диагностической установки СИЭМ представлена на рисунке.
Проверка производилась путем подключения на контакты автомата линий фазы и нейтрали, а остальные контакты соответственно замыкаются общей шиной, после чего через ключ управления установка подключается к источнику тока. В соответствии с ГОСТ при 80%-ной нагрузке выключатель должен сработать по истечению 0,2 с. Замена автоматических выключателей производится после их диагностики на СИЭМ. Общие результаты испытаний автоматических выключателей выборочно представлены в таблице.
Комтакты алвнтричвского миллисокундомара
Функциональная схема диагностической установки СИЭМ
Протокол испытаний
№ п/п Тип выключателя Визуальный осмотр, проверка на соответствие роду тока, числу полюсов, величины уставки срабатывания, комплектность Проверка качества антикоррозийных и эмалевых покрытий (визуально) Проверка прочности изоляции переменным током с частотой 50 Гц в течение 1 мин, величина приложенного напряжения 2 кВ Проверка фиксации положений, четкость работы выключателя (10-15 вкл/откл) Сопротивление изоляции, МОм (требуемое значение не менее 100 МОм) Ток 6 1н Время срабатывания (с) (2-20 с)
1 Выключатель автоматический АК-50Б-3МГ ОМЗ, 50 Гц, 10 А, 12 Ы Без видимых дефектов, соответствует номиналам, укомплектован Удовлетворительное Испытание выдержал Испытание выдержал 236 11
2 Выключатель автоматический АК-50Б-3МГ ОМЗ, 50 Гц, 10 А, 12 Ы Без видимых дефектов, соответствует номиналам, укомплектован Удовлетворительное Испытание выдержал Испытание выдержал 159 10
3 Выключатель автоматический АК-50Б-3МГ ОМЗ, 50 Гц, 10 А, 12 Ы Без видимых дефектов, соответствует номиналам, укомплектован Удовлетворительное Испытание выдержал Испытание выдержал 125 11
4 Выключатель автоматический АК-50Б-3МГ ОМЗ, 50 Гц, 10 А, 12 Ы Без видимых дефектов, соответствует номиналам, укомплектован Удовлетворительное Испытание выдержал Испытание выдержал 129 14
5 Выключатель автоматический АК-50Б-3МГ ОМЗ, 50 Гц, 5 А, 12 Ы Без видимых дефектов, соответствует номиналам, укомплектован Удовлетворительное Испытание выдержал Испытание выдержал 350 9
6 Выключатель автоматический АК-50Б-3МГ ОМЗ, 50 Гц, 16 А, 10 Ы Без видимых дефектов, соответствует номиналам, укомплектован Удовлетворительное Испытание выдержал Испытание выдержал 325 11
7 Выключатель автоматический АК-50Б-3МГ ОМЗ, 50 Гц, 16 А, 10 Ы Без видимых дефектов, соответствует номиналам, укомплектован Удовлетворительное Испытание выдержал Испытание выдержал 273 4
8 Выключатель автоматический АК-50Б-3МГ ОМЗ, 50 Гц, 20 А, 8 Ы Без видимых дефектов, соответствует номиналам, укомплектован Удовлетворительное Испытание выдержал Испытание выдержал 307 7
9 Выключатель автоматический АК-50Б-3МГ ОМЗ, 50 Гц, 25 А, 8 Ы Без видимых дефектов, соответствует номиналам, укомплектован Удовлетворительное Испытание выдержал Испытание выдержал 514 12
10 Выключатель автоматический АК-50Б-3МГ ОМЗ, 50 Гц, 31,5 А, 8 !н Без видимых дефектов, соответствует номиналам, укомплектован Удовлетворительное Испытание выдержал Испытание выдержал 122 14
Всего по критериям, представленным в таблице, проведена диагностика 115 автоматических выключателей. По результатам проверки отбраковано 7% автоматических выключателей. Несмотря на то, что выключатели прошли проверку, показатели сопротивления изоляции, а также время срабатывания у большинства диагностируемых автоматических выключателей имеют достаточно большой разброс. Тем не менее эти показатели автоматических выключателей входят в допустимый предел [9].
Автоматические выключатели выполняют важную роль по предотвращению выхода из строя оборудования и в обеспечении безопасности обслуживающего персонала [10]. Поскольку оборудование эксплуатируется в неблагоприятных условиях, где оно подвергается воздействию
вредных факторов окружающей среды, нужно принимать меры по предотвращению этого воздействия, а именно хранить в сухом проветриваемом помещении при определенной температуре. Также для исключения воздействия негативных факторов на производстве необходимо, исходя из условий эксплуатации оборудования, применять щиты соответствующего конструктивного исполнения и используемые автоматические выключатели установленного требованиями класса защиты.
Литература
1. Белов О.А. Методология оценки технического состояния электрооборудования при развитии параметрических отказов // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. - 2015. - № 3. - С. 96-102.
2. Белов О.А. Процесс формирования постепенного отказа в технических системах // Наука, образование, инновации: пути развития: Материалы Шестой всерос. науч.-практ. конф. - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2015. - С. 44-49.
3. Белов О.А.Техническое обеспечение морских судов как фактор эффективной и безопасной эксплуатации морского транспорта // Техническая эксплуатация водного транспорта: проблемы и пути развития: Материалы Четвертой междунар. науч.-техн. конф. - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2022. - С. 5-9.
4. Белов О.А. Интегрированные системы технической диагностики электроустановок // Вестник Камчатского государственного технического университета. - 2013. - № 25. - С. 5-8.
5. Белов О.А., Парфенкин А.И. Системная интеграция контроля электрооборудования // Электротехнические и информационные комплексы и системы. - 2014. - Т. 10, № 1. - С. 14 -17.
6. Правила классификации и постройки морских судов. В 2 т. Т. 2 / Российский морской регистр судоходства. - СПб.: Российский морской регистр судоходства, 2007. - 638 с.
7. Гераськин А.К., Белов О.А. Дефектация и настройка судовых автоматических выключателей способом моделирования электромагнитного поля // Образование, наука и молодежь -2017: Материалы науч.-практ. конф. - Керчь: Керченский государственный морской технологический университет, 2017. - С. 162-166.
8. Белов О.А., Марченко А.А., Труднев С.Ю. Анализ расчетно-аналитических методов прикладных задач технической безопасности // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. - 2015. - № 4. - С. 7-15.
9. Белов О.А., Мясников Г.С. Внедрение комплексной защиты судовых асинхронных электроприводов // Техническая эксплуатация водного транспорта: проблемы и пути развития: Материалы Второй междунар. науч.-техн. конф. - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2020. -С. 73-76.
10. Белов О.А. Оценка безопасности эксплуатации судовых энергетических установок // Вестник Камчатского государственного технического университета. - 2017. - № 42. - С. 6-10.
