Наиболее часто задаваемые вопросы покупателей о вводах среднего напряжения

Что такое проходная муфта среднего напряжения и почему так важна тщательная проверка со стороны покупателя?

Проходник среднего напряжения — это изолированный проходной узел, устанавливаемый на стенке бака трансформатора, который обеспечивает безопасную передачу тока между внутренними обмотками и внешними цепями при напряжении системы, как правило, в диапазоне от 1 кВ до 36 кВ. Неправильный выбор проходника редко выявляется в первый же день — он проявляется через восемнадцать месяцев в виде следа пробоя, сигнала тревоги о частичном разряде или неудачного результата анализа растворённых газов (DGA).

По результатам наших внедрений на более чем 200 объектах с установленными трансформаторами можно сделать вывод, что наиболее распространённой жалобой в полевых условиях, связанной с проходными изоляторами, является не катастрофический отказ, а медленное изнашивание, причиной которого являются несоответствия в технических требованиях на этапе запроса предложений — неправильный класс BIL, несовместимый монтажный фланец или путь утечки, рассчитанный на неверный уровень загрязнения. Заказчики, которые перед размещением заказа задают точные технические вопросы, избегают большинства таких проблем.

В данном руководстве даны ответы на вопросы, которые инженеры по закупкам и закупщики задают чаще всего при поиске поставщиков Проходные изоляторы среднего напряжения для распределительных трансформаторов, включая выбор класса напряжения, сравнение стандартов ANSI и DIN, типы эпоксидных интерфейсов, требования к BIL и путевому расстоянию, совместимость в плане монтажа и герметизации, а также документацию, которую надежный поставщик должен предоставлять по собственной инициативе.

Проходные изоляторы среднего напряжения входят в более широкую категорию аксессуары для трансформаторов категории наряду с переключателями напряжения, предохранителями и выключателями нагрузки — всеми этими компонентами, в которых причиной большинства неисправностей в эксплуатации являются ошибки при монтаже и выборе технических характеристик, а не дефекты материала сердечника.

Какой класс напряжения и номинальный ток следует указать в первую очередь?

Согласование напряжения «Um» с напряжением системы

Выбор следует производить исходя из максимального системного напряжения (Um), а не номинального напряжения. Распределительная сеть с номинальным напряжением 24 кВ, как правило, требует использования проходных изоляторов, рассчитанных как минимум на 25,8–36 кВ Um, чтобы обеспечить достаточный запас прочности при переходных процессах включения-выключения и перенапряжениях, вызванных ударами молнии. Ассортимент проходников среднего напряжения компании ZeeyiElec охватывает диапазон 12–52 кВ Um, что позволяет использовать их в большинстве распределительных сетей напряжением 6–35 кВ, а также в отдельных интерфейсах подсистем передачи электроэнергии.

Текущая нагрузка, превышающая номинальную

Номинальный ток должен отражать не только номинальные характеристики, указанные на паспортной табличке трансформатора, но и ожидаемый профиль нагрузки, включая прогнозируемый рост нагрузки и любой допустимый кратковременный перегрузочный запас в соответствии с принципами эксплуатации энергокомпании. Типичные номинальные значения тока для проходников среднего напряжения распределительного класса варьируются от 55 А до 3 150 А в зависимости от диаметра сердечника и материала проводника — проходники с медными штифтами, как правило, выдерживают более высокую плотность постоянного тока, чем их алюминиевые аналоги при одинаковых физических размерах.

При вводе в эксплуатацию распределительных сетей напряжением 24 кВ недостаточный номинальный ток редко приводит к немедленному выходу оборудования из строя; вместо этого он на протяжении многих лет ускоряет термическое старение внутренней изоляции, что в первую очередь проявляется в повышенных показателях tan δ при проведении плановых проверок в ходе технического обслуживания.

Покупателям также следует уточнить допустимые значения температуры окружающей среды и поправки на высоту над уровнем моря — процедура корректировки с учетом высоты над уровнем моря, описанная в стандарте IEC 60137:2017, пункт 5.2 (“Высота над уровнем моря”), применяется при высоте свыше 1 000 м и может привести к снижению эффективной выдерживаемой напряжения, если это не учтено в исходных технических характеристиках.

[Мнение эксперта: запас по классу напряжения]

• Всегда выбирайте величину Um выше номинального напряжения системы, она ни в коем случае не должна равняться ему
• Если объект расположен на высоте свыше 1 000 м, необходимо отдельно подтвердить понижение номинальных значений в зависимости от высоты над уровнем моря, независимо от класса напряжения.
• Сравнивайте текущие номинальные значения с прогнозируемым ростом нагрузки, а не только с сегодняшними номинальными значениями, указанными на табличке

ANSI, DIN или эпоксидный интерфейс: какой тип втулки подходит для моего проекта?

Покупатели, закупающие продукцию на международном рынке, часто по привычке ориентируются на тот стандарт интерфейса, который использовался в их последнем проекте, однако втулки, соответствующие стандартам ANSI и DIN, а также втулки с эпоксидным покрытием позволяют решать различные механические и экологические проблемы.

Краткое сравнение интерфейсов

Правило принятия решения о выборе

Сначала необходимо согласовать стандарт соединения с существующей геометрией фланца бака трансформатора, а затем — с условиями эксплуатации. Фарфоровые вводы стандартов ANSI и DIN по-прежнему являются стандартным решением для баков, соответствующих требованиям энергосистем, и обеспечивают хорошо отработанную логистику замены в полевых условиях; однако фарфоровые вводы хрупки при механическом воздействии и требуют периодической очистки для поддержания номинального расстояния пробега в загрязненных средах. Втулки, отлитые из эпоксидной смолы, частично жертвуют этой привычностью при замене на месте в пользу более высокой ударопрочности и меньшей частоты технического обслуживания — что является важным фактором для прибрежных или тяжелопромышленных объектов с загрязнением воздуха.

В ходе реализации ряда проектов по замене втулок в прибрежных распределительных сетях мы зафиксировали ускоренную эрозию корпусов фарфоровых изоляторов, подвергавшихся воздействию солевого воздуха, уже через три–четыре года эксплуатации, что еще раз подтверждает: выбор класса загрязнения имеет не меньшее значение, чем выбор материала соединительного узла.

Какие значения BIL, путевого зазора и стандартов следует уточнить перед оформлением заказа?

Базовый уровень изоляции (BIL) и путь утечки — это два параметра, которые покупатели чаще всего занижают, поскольку оба зависят от условий на объекте, а не определяются исключительно классом напряжения.

Базовый уровень изоляции (BIL)

Показатель BIL определяет, какому значению импульсного перенапряжения от удара молнии может выдержать проходник без пробоя, и выражается в виде пикового напряжения в кВ. Это не зависит автоматически от напряжения в системе — проходная муфта с номинальным напряжением 24 кВ может иметь номинальный показатель BIL 125 кВ или 150 кВ в зависимости от степени риска воздействия (подключение к воздушной линии или подземная подача) и результатов расчёта координации изоляции, выполненных энергокомпанией.

Как правило, для проходных изоляторов среднего напряжения распределительного класса, подключаемых к воздушным линиям электропередачи, следует предусматривать значение BIL ≥125 кВ для систем класса 15–25 кВ, которое увеличивается до ≥150 кВ в тех случаях, когда в исследовании по согласованию изоляции, проводимом в рамках проекта, зафиксировано прямое воздействие молнии или наличие зоны с более высокой плотностью молниевых разрядов.

Расстояние утечки и класс загрязнения

Расстояние утечки — кратчайший путь по изолирующей поверхности проходника между находящимися под напряжением и заземлёнными концами — должно зависеть от степени загрязнённости места установки, а не только от класса напряжения. В условиях стандартной загрязнённости обычно требуется значение 25 мм/кВ; в зонах с сильным промышленным или прибрежным загрязнением требуется значение 31 мм/кВ или выше.

Стандарты, на которые следует ссылаться в запросе предложений

Стандарт IEC 60137 регулирует технические характеристики и испытания изолированных проходных муфт напряжением свыше 1 000 В и является основным справочным документом для покупателей при составлении технических заданий (IEC 60137, Изолированные вводы для переменного напряжения свыше 1000 В). Если в рамках проекта требуется соответствие стандарту ANSI, то в качестве соответствующего справочного документа следует использовать стандарт IEEE C57.19.01 «Эксплуатационные характеристики и размеры вводов силовых трансформаторов и реакторов» — однако перед окончательным утверждением необходимо уточнить у поставщика, какая именно редакция стандарта применяется: издание 2017 года применяется к вводам с BIL ≥150 кВ, тогда как более раннее издание 2000 года охватывало BIL ≥110 кВ, поэтому ввод распределительного класса с BIL 125 кВ может выходить за пределы области применения текущего издания в зависимости от того, на какое издание ссылается техническое задание проекта [ПРОВЕРЬТЕ СТАНДАРТ: применимое издание C57.19.01 для BIL <150 кВ].

О чём следует спросить поставщика в отношении монтажа, герметизации и совместимости?

Вопросы, связанные с монтажом и герметизацией, застают покупателей врасплох, поскольку размеры фланцев резервуаров и совместимость прокладок редко стандартизированы между производителями, даже в рамках одного и того же номинального класса напряжения.

Контрольный список по совместимости полей

• Сверьте расположение отверстий для болтов монтажного фланца и расстояния от центра до центра с существующим или планируемым вырезом в резервуаре
• Уточните совместимость материала прокладки с изоляционным маслом трансформатора (использование минерального масла или жидкостей на эфирной основе может повлиять на долговечность герметичности прокладки)
• Убедитесь, что размер резьбы шпильки и конфигурация клемм соответствуют соединительной шине или кабельному наконечнику
• Уточните, поставляется ли втулка с сертификатами о прохождении плановых испытаний на диэлектрическую прочность и герметичность, или только с данными типовых испытаний

В проектах, где проходные втулки, установленные на трансформаторе, сочетаются с кабельными концевыми муфтами среднего напряжения — что часто встречается при монтаже трансформаторов на опорах — также следует проверить совместимость проходного колодца и конуса напряжения с соответствующими элементами кабельные аксессуары прежде чем заказывать любой из этих компонентов по отдельности, поскольку несовместимость на этом соединении сложно устранить на месте.

Покупатели, которым нужен структурированный подход к сбору этих параметров перед отправкой запроса на предложение, могут начать с специального Аксессуары для трансформаторов Контрольный список RFQ а не создавать спецификацию заново каждый раз.

Какие документы и проверки качества позволяют снизить риски, связанные с поиском поставщиков?

Судя по результатам нескольких проектов по закупке втулок, избежать переделок удается тем закупщикам, которые запрашивают документацию до оформления заказа, а не после получения груза.

Минимальный перечень документов, необходимых для подачи заявки

1. Отчеты о плановых испытаниях конкретной производственной партии (а не общие сертификаты типовых испытаний)
2. Размерные чертежи согласованы с чертежом выреза резервуара, предоставленным заказчиком, а не с типовыми каталожными чертежами
3. Сертификация материалов для изделий из фарфора, эпоксидной смолы или уплотнительных элементов, предназначенных для эксплуатации в коррозионных средах или на больших высотах
4. Готовность экспортной документации — формат коммерческого инвойса, классификация по кодам ГС и любые необходимые сертификаты происхождения для таможенных органов страны назначения

Когда следует передать ответ поставщика на рассмотрение вышестоящего руководства

Если поставщик не может предоставить данные о плановых испытаниях по конкретной партии или заменяет подтверждение размеров общими маркетинговыми чертежами, это является сигналом к тому, что следует замедлить выполнение заказа, а не продолжать его и устранять несоответствия уже после поставки. Это в равной степени относится к покупателям, выбирающим между проходные изоляторы низкого и среднего напряжения для одного и того же трансформатора, поскольку пробелы в документации зачастую в первую очередь выявляются на границе между двумя классами напряжения.

[Мнение эксперта: снижение рисков, связанных с поиском поставщиков]

• Запрашивайте отчеты о плановых испытаниях конкретных партий до отгрузки, а не после
• Сравнивайте чертежи с размерами с фактическими размерами выреза в резервуаре, а не со стандартными значениями из каталога
• Передавайте на рассмотрение вышестоящих инстанций информацию о любом поставщике, неспособном предоставить сертификат производственной партии

Часто задаваемые вопросы

Какое номинальное напряжение следует указать для проходной втулки среднего напряжения?

Расчеты следует проводить с использованием максимального системного напряжения (Um), а не номинального напряжения, с учетом запаса на переключательные и грозовые переходные процессы; для большинства распределительных систем напряжением 6–35 кВ диапазон напряжения проходников Um составляет 12–52 кВ, при этом точный класс подтверждается по результатам расчета координации изоляции трансформатора.

Можно ли взаимозаменяемо использовать втулки стандартов ANSI и DIN на одном и том же баке трансформатора?

Как правило, нет — в втулках стандартов ANSI и DIN используются разные геометрии фланцев и конфигурации шпилек, поэтому их совместное использование на одном резервуаре обычно требует перепроектирования резервуара или применения переходного фланца, а не прямой замены.

Как определить, нужно ли мне учитывать расстояние утечки для класса сильного загрязнения?

Класс «сильное загрязнение» (около 31 мм/кВ) обычно применяется в прибрежных районах, зонах с развитой тяжелой промышленностью или в условиях высокой запыленности; стандартное расстояние утечки 25 мм/кВ достаточно для большинства внутренних объектов с низким уровнем загрязнения, однако в случае расхождений следует руководствоваться местными рекомендациями энергетических компаний.

В чём заключается разница между документацией по типовым испытаниям и документацией по плановым испытаниям?

Типовые испытания подтверждают соответствие конструкции втулки требованиям стандартов IEC или ANSI один раз для каждой конструкции, тогда как плановые испытания проводятся для каждой единицы продукции или партии; покупатели должны запрашивать протоколы плановых испытаний, относящиеся конкретно к их партии товара, а не только сертификаты типовых испытаний.

Стоят ли втулки, отлитые из эпоксидной смолы, дороже фарфоровых втулок?

Цены варьируются в зависимости от производителя и объема заказа, однако втулки, изготовленные методом литья из эпоксидной смолы, зачастую имеют более высокую удельную стоимость, чем аналогичные изделия из фарфора; однако покупатели, как правило, компенсируют это за счет более низкой частоты технического обслуживания и меньшего риска повреждения при транспортировке и монтаже.

Какой срок поставки следует ожидать для проходных изоляторов среднего напряжения при международном заказе?

Сроки выполнения заказа зависят от класса напряжения, индивидуальных требований и объема заказа; покупателям следует отдельно уточнять сроки изготовления и подготовки экспортной документации, поскольку оформление таможенных и банковских документов может занять несколько дополнительных недель после завершения производства, если не подать соответствующий запрос заблаговременно.