Как поставить верный диагноз?

— Виталий Анатольевич, прежде чем приступить к анализу проблем, расскажите немного о своем предприятии.
— Уральский электрохимический комбинат занимается обогащением ядерного топлива. В цехе сетей и подстанций имеется оборудование на напряжение от 0,4 до 220 кВ. Причем главных автотрансформаторов на напряжение 110/220 кВ — десять штук. Поэтому лаборатория высоковольтных измерений (ЛВИ) занимается диагностикой различного оборудования вплоть до 220 кВ. Значительная часть электрооборудования эксплуатируется 40—50 лет, то есть отработала свой ресурс. Сейчас в нашем цехе идет замена оборудования, которое имеет большой срок службы, на новое. Заменяются масляные выключатели 110 и 220 кВ на элегазовые, а маломасляные выключатели 6—10 кВ — на вакуумные. Производится реконструкция заземляющих устройств главных и распределительных подстанций, совершенствуется защита от перенапряжений: заменяются вентильные разрядники на ОПН.

— Какие задачи выполняет лаборатория высоковольтных измерений?
— Перед ЛВИ стоит задача диагностики оборудования, имеющего большой срок службы, а также подготовка рекомендаций по дальнейшей его эксплуатации. Кроме того, лаборатория проводит профилактические испытания оборудования и дает заключения о его состоянии. На основе результатов испытаний формируются планы по ремонту электрооборудования. Хочу подчеркнуть, что при проведении профилактических испытаний мы ставим целью не только оценить состояние оборудования и остаточный ресурс, но и дать какую-то гарантию того, что оно проработает до следующей проверки.

— Какие ресурсы используются для диагностики?
— ЛВИ имеет три передвижные лаборатории (одну импортную — Seba Dynatronic, две отечественные — Ярославского электромеханического завода на базе ГАЗ и ПАЗ) и несколько стационарных — собственного изготовления.
Немалую часть времени служба ЛВИ занимается диагностикой кабельных линий и определением мест повреждений в кабелях. Основной задачей службы в данном случае является обеспечение безаварийной работы КЛ в эксплуатации. То есть дефектные места должны выявляться при испытаниях. Большинство кабелей, находящихся в эксплуатации (а это более 200 км КЛ напряжением 6—10 кВ) имеют бумажно-масляную изоляцию; кабели с виниловой изоляцией составляют около 10% от общей длины КЛ. Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена на нашем предприятии пока не используются.

— Какие основные проблемы возникают при диагностике кабельных линий?
— Наибольшая проблема состоит в диагностике однофазных замыканий в КЛ, в которых невозможно разрушить металлический спай, образованный при прожигании изоляции. Тогда единственным методом является контактный, который связан с большим объемом земляных работ.

Другой проблемой является контроль состояния заземляющих устройств. Несмотря на многообразие различных средств для решения этой задачи, они не всегда достаточны для объективного заключения, особенно для подстанций большой площади.
Существуют некоторые нюансы и при диагностике других видов оборудования.

— Вы сказали о контактном методе диагностики. Некоторые специалисты отмечают, что он носит достаточно стрессовый характер для кабельных линий. Согласны ли вы с этим?
— Согласен. Если говорить о кабелях, то тут при диагностике вообще много проблем. Например, согласно нормативно-техническим документам РАО «ЕЭС России» от 2003 года профилактические испытания кабельных линий напряжением 6—10 кВ предписывается проводить шестикратным номинальным выпрямленным напряжением. Насколько это обоснованно? Почему дается именно шестикратная нагрузка? В работе кабель подвергается только коммутационным перенапряжениям. Их уровень зависит от конфигурации сетей. Но в любом случае в сетях с рабочим напряжением 6—10 кВ он не превышает 2,7 раза. Это считается максимальным уровнем перенапряжения на участке. Почему при диагностике используется норматив в 6 раз, я этому объяснения не нашел. Остается предположить, что разработчики данного метода диагностики 2,7 раза округлили до трех и сделали двойной запас прочности. Но этот запас играет в какой-то степени против линии и порой приносит больше вреда, чем пользы.

— Поясните, пожалуйста.
— Если кабель находится в хорошем состоянии, то ему шестикратные нагрузки не страшны. Но если в кабеле существуют ослабленные места, в них начинают развиваться разрушительные процессы, причем более интенсивно, чем они могли бы быть при рабочем напряжении. Нарушение состояния изоляции при разрушающих методах контроля на современном этапе уже не устраивает специалистов, поэтому многие сейчас стараются разрабатывать и применять неразрушающие методы контроля. Правда, это пока не очень получается.

— Почему?
— Потому что, во-первых, кабели находятся в различном состоянии. Во-вторых, чтобы определить дефект кабеля либо выявить ухудшение характеристик состояния изоляции, надо правильно определить расстояние до этого проблемного места. Разработки ведутся по уровню частичных разрядов. Но они не всегда дают положительный результат.
Я разговаривал со специалистами из Перми, которые уже давно используют для неразрушающего метода контроля диагностическую установку OWTS производства немецкого холдинга Seba KMT. Они говорят, что суть метода заключается в том, что измеряется уровень частичных разрядов, потом делаются измерения до места повреждения. Затем это место находят, измеряют, вырезают. Казалось бы, все просто. Однако возникает проблема: не факт, что место, определенное при неразрушающем контроле как проблемное, скоро выйдет из строя. Дело в том, что при таком типе диагностики довольно часто случаются ошибки. Даже сами разработчики этого метода отмечают, что при однократном измерении частичных разрядов это сделать часто бывает затруднительно и руководство нередко запрещает менять старый кабель на основании показателей частичных разрядов. И во многом это бывает вполне обоснованным решением. Еще одна проблема состоит в том, что по уровню частичных разрядов трудно определить расстояние до места повреждения непосредственно на местности. Мы можем определить расстояние только от начала кабельной линии до конкретного места повреждения. Но чтобы вырезать кусок, показать ремонтникам: «Копайте отсюда досюда и меняйте вот этот участок кабеля», — не можем. Дело в том, что в документах не всегда указывается, как именно монтажники прокладывали кабель. Они могли сделать где-то петлю, где-то положить его в натяг. Вот поэтому приходится отказываться от применения щадящих методов диагностики, а разрушать участок кабеля подачей высокого напряжения и производить замену на основании выявленных характеристик.

— Выходит, разрушающий метод контроля пока более приемлем в наших условиях?
— Видите ли, даже при испытании высоким напряжением кабельной линии бывают случаи, когда на стенде кабель выдержал, а спустя какое-то время, в межиспытательный период, он выходит из строя. Так что недостатки у этого метода есть. И все же я считаю, что он пока самый близкий к тому, чтобы обеспечить безаварийную работу линии.

— Виталий Анатольевич, неужели за столько лет существования кабельной промышленности невозможно было изобрести эффективный неразрушающий метод диагностики кабельных линий?
— В мире диагностике кабельных линий уделяется большое внимание. Но проблема в том, что кабель — система очень протяженная. Там действуют распределенные параметры, из-за чего определить дефекты очень сложно. Если бы кабель был на виду и плюс к этому рассредоточен более компактно — другое дело. А так как его характеристики «размазаны» по всему кабелю, осуществлять контроль за состоянием линии очень сложно. Вместе с тем кабельная система у нас изначально создавалась с высоким запасом прочности. Не случайно в России кабели действуют десятилетиями. Есть экземпляры, чей возраст перевалил за сотню лет.
Кстати, за рубежом методы поисков дефектов на КЛ такие же, как у нас. И приборы для этого используются во многом аналогичные. Как я уже говорил, мы на своем комбинате используем как российское, так и зарубежное оборудование, есть свои плюсы и минусы. Мы с 1994 года применяем передвижную лабораторию Seba Dynatronic. Оборудование очень хорошее, но сама лаборатория не адаптирована к российским условиям. У нас сплошное бездорожье, и когда машина едет по кочкам и ухабам, все оборудование трясется, электроника может выйти из строя. Приходится постоянно чинить, подвязывать и т.д. Я не говорю, что импортная аппаратура сплошь лучше. Некоторые элементы сильнее у отечественных изделий. Например, установка прожига у нас лучше. Это связано с тем, что немцы редко используют прожиг. Они от этого уходят, используя другие методы диагностики.

— А мы почему прожигаем?
— Потому что это дешевле. Вообще я хочу заметить, что наши предприятия не очень охотно вкладывают деньги в приобретение диагностического оборудования. Считают, что лучше лишний раз раскопать траншею, устранить пробой либо дефект, в случае необходимости, чем расходовать средства на мониторинг.

— Но с прошлого года мы взяли курс на повышение энергоэффективности. Что-нибудь изменилось с тех пор?
— Изменилось. В основном, на словах. На деле подвижки не так очевидны. Я много беседовал со специалистами предприятий, разрабатывающими и производящими новую диагностическую аппаратуру. Они говорят, что приборы эксплуатационники покупают, но очень осторожно. Дело в том, что многие приборы не оправдывают те характеристики, которые даются им в сопроводительной документации. Поэтому эксплуатационники и боятся брать что-то инновационное. И в этом, на мой взгляд, главная причина отсутствия у нас должной диагностики.

— А вам лично приходилось сталкиваться с диагностической аппаратурой, которая не отвечала заявленным характеристикам?
— Конечно. Вот совсем недавно мы купили прибор для определения трассы. Не буду называть его марку и фирму-изготовителя, но скажу одно: мы стараемся этим прибором не пользоваться — слишком высок уровень ошибок.

— Виталий Анатольевич, а почему так много проблем с муфтами? На форуме даже активный диалог по этому поводу завязался…
— Это многоплановая тема. Вкратце скажу, что кабельная арматура, выполняемая в полевых условиях, всегда отличается от той, что выпускается в заводских. Сделать идеальную муфту в поле практически невозможно. Во-первых, ремонтники очень зависимы от погоды. Конечно, когда льет дождь либо валит снег, можно поставить палатку, чтобы подготовить все для ремонта. Но тут ключевую роль играет время. Надо все делать быстро. И в результате мы часто имеем не то чтобы брак в работе, а недоделки, которые через определенное время дают о себе знать. Ну вот, допустим, ремонтируем кабельную линию в сырую погоду. Разрезаем кабель, который уже впитал воду. И здесь задача ремонтника — правильно оценить состояние кабельной изоляции того куска, который он будет ремонтировать. Если он неправильно произведет расчеты, то риск пробоя в этом месте повысится. Другая причина в том, что когда монтируются соединительные муфты, то жилы при этом изгибаются. При этом расстояние между жилами увеличивается, напряженность электрического поля становится неравномерной и превышает среднюю напряженность по кабелю. Из-за этого идет развитие пробоя. Вот эти два фактора — увеличение электрического поля и неадекватная оценка состояния кабеля — повышают риск пробоя.

— Подытоживая сказанное, объясните, на каких кабельных линиях у нас проводится постоянный мониторинг?
— Да практически ни на каких. Например, на линиях 6—10 кВ оборудование для постоянного контроля в России не используется вообще. Считается, что в данном случае практичнее содержать штат для проведения периодического контроля, чем обвешивать линии оборудованием. Что касается линий более высокого класса, то там, конечно, устанавливается оборудование для контроля за состоянием кабеля. Однако это трудно назвать постоянным мониторингом. Ведь обычно как у нас бывает на практике? Поработал прибор на одной линии, его снимают и переустанавливают на другую. Таким образом, можно сказать, что даже на важных кабельных линиях постоянного мониторинга состояния у нас нет.

— У вас более двадцати внедренных рацпредложений. Есть ли из них разработки, касающиеся кабельной диагностики?
— У меня большая часть предложений касается диагностики повреждения кабельных линий. В первую очередь речь идет об однофазных повреждениях, потому что именно здесь больше всего проблем. Несколько моих предложений направлено на то, чтобы индукционный метод компенсировал токи растекания. Кроме того, часть работ посвящена акустическому методу диагностики. Существует еще топографический метод, когда подаются разряды на поврежденную жилу. В месте повреждения проскакивает искра и создается акустический разряд. Раньше этот разряд улавливали стетоскопом — это деревянная палка, к которой прикладывали ухо, чтобы услышать звуковой сигнал повреждения. Со временем деревянный стетоскоп заменили на электрический. Так вот один из датчиков электростетоскопов сделал я.

— Сейчас этот датчик применяется в работе?
— Да, конечно. И если его сравнивать с аналогами Seba Dynаtronic, то трудно сказать, какой из датчиков лучше, а какой хуже. Избирательность сигнала зависит от грунта. При поиске места повреждения применяется много приборов. Если в наличии имеются разные приборы, то появляется возможность более точно провести диагностику КЛ и более точно указать проблемный участок.

— Можно ли изобрести какой-то многофункциональный, точный и дешевый прибор, чтобы перед эксплуатационниками не стоял вопрос — обвешивать оборудованием кабельные сети, или содержать бригады? Обвесили — и смотрят на экране, что происходит на линии.
— Над созданием такого универсального прибора давно уже бьются разработчики. Но создать его даже для такой узкой области, как поиск однофазных повреждений, не получается. Это объясняется в первую очередь индивидуальностью повреждений КЛ. Кабельная линия — как человек. Она «болеет» своими болезнями и выздоравливает по-разному. Некоторые специалисты из разряда Кашпировских заявляют, что можно найти повреждения кабеля с помощью информационного поля. Я лично с такими экстрасенсами не встречался, но пару их книжек читал и даже знаю, что в Москве проводились курсы по выявлению этого информационного поля. К сожалению или к счастью, но сам я к таким заявлениям довольно скептически отношусь, считаю, что нужно больше работать над совершенствованием профессиональных диагностических методик.

— И все же можно ли придумать универсальный метод диагностики кабельных линий?
— Вряд ли. Легче придумать, как передавать электроэнергию на различные расстояния без применения кабеля. Я знаком с некоторыми работами об устройстве Теслы, с помощью которого возможна бессетевая передача энергии. Разработчики трансформатора Теслы уже провели ряд экспериментов в этой области. Данная тема меня очень заинтересовала. Думаю, что существуют механизмы, позволяющие использовать не проводники, а какие-то другие формы передачи электроэнергии. Когда-нибудь мы их будем использовать. А пока задача стоит несколько иного порядка — нужно разобраться с кабельной диагностикой. На нынешнем этапе это очень важно.

Беседовала Людмила Юдина