Технологическое оборудование на промышленных предприятиях нуждается в проведении регулярных регламентных работ. Частота проведения работ складывается из условий эксплуатации, опыта эксплуатирующей организации и рекомендации производителя оборудования. Например, предупредительный ремонт частотных приводов, нашедших широкое применение в наши дни, должен осуществляться не реже 1 раза в год — для чистки устройств, проверки контактных соединений, устранения поломок и т.п.
Чтобы не останавливать производственный процесс ради работ на одной из технологических линий, используются так называемые байпасные (или обходные) схемы. Байпас позволяет не только провести регламентные работы на определённом участке цепи, но и оценить работу системы без него. То есть проверить воздействие отключённого оборудования на параметры линии.
Переход на обходную цепь должен производиться оперативно и с высокой точностью. Для решения данной задачи чаще всего используются выключатели нагрузки. Конечно, их выбор зависит от особенностей предприятия и применяемого на нём технологического оборудования. Однако опыт эксплуатации байпасных схем позволяет сформулировать некоторые общие рекомендации по поиску подходящего решения.
Критерий 1. Технические характеристики и их соответствие заявленным значениям
Выключатели нагрузки, как элементы байпасной схемы, могут поставляться в виде готового решения или собираться из нескольких компонентов (три рубильника соединённые байпасной сблокировкой). В зависимости от поставленной задачи предпочтительным может оказаться как первый, так и второй вариант. Но и в одном, и в другом вариантe важно качество реализации проекта, которое, достигается за счёт использования надёжного оборудования и проведения работ квалифицированным персоналом. Байпас, как правило, нужен в сервисных и аварийных режимах, которые могут подразумевать под собой различные переходные процессы и сверхтоки. Выдержит ли такие условия эксплуатации «кустарная» схема – неизвестно.
Типичные ошибки при сборке байпаса
1. Использование реверсивных рубильников
Никита Нецкин, инженер по группе изделий компании АББ, лидера в производстве силового оборудования и технологий для электроэнергетики и автоматизации:
— Реверсивные рубильники обеспечивают фактически два разрыва, позволяя переключать нагрузку с одного источника на другой. И когда приходит время обслуживать систему, выясняется, что оборудование нельзя вывести из эксплуатации без отключения питания всей цепи. Теряется весь смысл байпаса, где необходимо не просто прекратить подачу питания на одно устройство, но и обеспечить его «отсоединение» от нагрузки, включённой последовательно. Например, в ситуации, когда требуется обслуживание одного частотного привода из нескольких, обесточиваться должен только нужный двигатель.
Рис. 1. Разница между работой байпасного выключателя нагрузки и реверсивного рубильника.
2. Применение трёхполюсных выключателей нагрузки
Роман Шумейко, ведущий инженер отдела пресейлинга инженерных систем компании «Техносерв»:
— При больших мощностях и отсутствии баланса нагрузок в трёхфазной цепи, а также при нелинейном потреблении, по нулевому проводнику течёт значительный ток. Если используются трёхполюсные выключатели нагрузки (при отсутствии коммутируемого нулевого проводника), всё указанное вызывает искрение при переходе на байпас. Необходимо дополнительное переключение нейтрали, следовательно, аппарат должен быть четырёхполюсным.
Критерий 2. Надёжность решения
Приобретение специальных аппаратов, ориентированных на использование в байпасных схемах, не даёт гарантию того, что система будет функционировать длительное время. «Своеобразной группой риска является так называемое «китайское» оборудование, а именно – компоненты неизвестных поставщиков. Пока что такие производители не смогли предоставить достойных защитных и коммутационных аппаратов даже для массового рынка. А ведь требования к надёжности и безопасности решений в промышленном строительстве всё-таки выше, чем в гражданском», — утверждает Роман Шумейко («Техносерв»).
К выключателям нагрузки для обходных схем предъявляется стандартный (с точки зрения других коммутационных аппаратов) набор требований. В первую очередь — это надёжные контакты и зажимы, способные поддерживать соединение даже в условиях повышенной вибрации (что типично для предприятий). Кроме того, как было отмечено выше, коммутационный аппарат должен выдерживать большие нагрузки и сверхтоки. Всё это означает, что для изготовления байпасных выключателей нагрузки необходимы качественные материалы и тестирование партии на соответствие заявленным характеристикам.
«Для своей продукции — байпасных выключателей нагрузки серии ОТ — мы подтвердили соответствие ГОСТ Р 50030.6.1-2010, — рассказывает Никита Нецкин (АББ). — Данный нормативный документ регламентирует степень защиты, электроизоляционные свойства, а также долговечность устройства. Все показатели оцениваются в рамках общепринятой в странах Европы методики испытаний».
Критерий 3. Безопасность персонала
Поскольку речь идёт о выполнении ремонтных или регламентных работ при отключённом питании, в первую очередь выключатели нагрузки, используемые в байпасной схеме, должны соответствовать требованиям по изоляции. Они регламентируются ГОСТ Р 50030.3-99.
Так как малейшая ошибка может стоить человеческой жизни, компании-производители стремятся сделать своё оборудование по максимуму безопасным в эксплуатации. Так, например, выключатели нагрузки серии ОТ позволяют оценить состояние контактов — каждый полюс аппарата снабжён окошком, при помощи которого можно визуально определить наличие разрыва в основной цепи. Кроме того, в данных выключателях обозначение положения силовых контактов всегда правдиво и однозначно, что исключает неверное трактование состояния аппарата. А за счёт скрытой кнопки подавления блокировки двери, доступ к оборудованию под напряжением может получить только квалифицированный персонал.
| Пример типового применения байпасного выключателя нагрузки |
|---|
|
| Рис. 2. Отключение частотного привода при помощи байпасного выключателя нагрузки |
Критерий 4. Удобство монтажа
Проблемы ограниченного пространства электрощитовых актуальны, пожалуй, для большинства промышленных предприятий. В ходе расширения производственных мощностей и внедрения нового технологического оборудования требуется монтаж дополнительных электрических аппаратов. Хорошо, когда их можно установить в уже существующие распределительные шкафы. А если нет — приходится изыскивать возможность для монтажа нового бокса. В итоге нередко щиты оказываются на территории цеха, что небезопасно для персонала, неудобно с точки зрения обслуживания, чревато дополнительными затратами на подведение кабелей.
В современных условиях актуально применение электрических аппаратов, габариты которых минимальны. «Специально для того, чтобы обеспечить экономию пространства при монтаже, байпасные выключатели нагрузки серии ОТ на токи от 160 до 800А выполнены в виде единых компактных устройств. Конструктивно они представляют собой три коммутационных аппарата на одном валу. Соответственно, и управление элементами осуществляется при помощи единого механизма, — рассказывает Никита Нецкин (АББ). — Описанный аппарат по своей ширине не отличается от обычных выключателей нагрузки,что позволяет устанавливать байпасные устройства в меньший по габаритам шкаф».
Рис. 3. Байпасные переключатели серии ОТ
Помимо экономии места при монтаже, значительную роль играет скорость и удобство установки компонент байпаса. Поскольку обычно речь идёт о монтаже не одной обходной цепи, ускорение сборки может дать значительный выигрыш во времени. В этом случае лучше всего использовать специализированные компоненты (байпасные выключатели нагрузки), поскольку в них в одном корпусе смонтированы все необходимые элементы.
Байпасная схема позволяет значительно повысить гибкость в регламентном обслуживании оборудования. Но только квалифицированный подход к выбору специализированных коммутационных аппаратов обеспечит корректное решение поставленных на предприятии задач. От соответствия байпасных выключателей нагрузки всем вышеобозначенным критериям напрямую зависит надёжность и безопасность всего производства в целом.