Взгляд сквозь коммутационное оборудование

Рентгенографическая инспекция может помочь сэкономить время и деньги за счет снижения объема работы. Кроме того снижается и время срывов поставок и простоев оборудования у клиента.

Рентгенографическая инспекция экономит затраты и время, и улучшает планирование обслуживания

С момента своего открытия почти 120 лет назад рентгенография была одновременно и привлекательным, и ценным инструментом. Эти строгие, и почти пугающие фотографии костей в серых тонах, благодаря которым врачи получали не имеющую аналогов возможность взглянуть внутрь живого тела. Так же как человек должен иногда посещать терапевта, так и коммутационное оборудование требует периодических осмотров. И в том, и в другом случае целью является обнаружение заболеваний, или определение профилактических мер для их предотвращения. И здесь это, в чем-то поверхностное, сходство заканчивается. Не так ли? Коммутационное оборудование не должно сдавать кровь на анализ, или принимать таблетки и проходить вакцинацию, но это не значит, что персонал, проводящий обслуживание такого оборудования, не может учиться у медицины. Когда врачи, используют рентгенографию, чтобы посмотреть внутрь тела, то им не требуется прибегать к скальпелю. Для пациента это означает снижение боли, риска, затрат и времени. Те же самые преимущества применим и к оборудованию. Инспекции оборудования могут проводиться без его демонтажа и разборки. Это минимизирует затраты и время простоя, а также риск внесения последующих ошибок или повреждений при повторной сборке.

Взгляд внутрь выключателя при помощи рентгенографии

Проведение инспекции коммутационного оборудования традиционным способом вряд ли можно отнести к простым процессам. Во-первых, необходимо запланировать отключение, и скоординировать его. Перед тем, как люди приблизятся к оборудованию, оно должно быть обесточено и заземлено. Элегазовые выключатели необходимо дегазировать (а поскольку SF6 относится к сильным парниковым газам, его нельзя выпускать в атмосферу, а следует собрать и переработать). После этого начинается демонтаж и последующая разборка. Эта фаза чревата риском ошибок персонала, из-за чего возможно внесение дефектов, которых не было до начала инспекции. Отдельные детали могут быть утеряны, повреждены, или некорректно установлены. В оборудование могут попасть посторонние предметы или грязь. Разборка оборудования для обследования требует много времени, и является дорогостоящим, и не всегда эффективным процессом.

Ввиду важности коммутационного оборудования в цепи доставки электрической энергии, электростанции не могут позволить себе не проводить регулярных обследований этого оборудования. Неожиданные сбои могут вызвать отключения и потерю продуктивности, нанося вред экономике. В то же время, для планирования обслуживания и эффективной замены, знание о состоянии оборудования жизненно необходимо.

1. Рентгенография

Изобретение рентгеновского аппарата приписывается Уильяму Конраду Рентгену, который в 1895 году получил первую в мире фотографию в рентгеновских лучах, на которой были изображены кости руки его жены. Принцип рентгенографии основан на электромагнитном излучении волн такой длины, которые способны проходить сквозь многие вещества, но которые оставляют свой след на фотопленке, или даже могут быть видимыми при использовании флуоресцентного экрана. Кроме медицинского применения, рентгеновские лучи имеют широкий набор применений, от кристаллографии до обеспечения безопасности в аэропортах.

Принцип фотографии с использованием рентгеновских лучей не имеет фундаментальных отличий от обычной фотографии. Нужен только источник рентгеновского излучения и экран. Поскольку лучи исходят из точечного источника, никакой оптики для их фокусировки не требуется. На вышеприведенном рисунке показана схема установки, используемой в компании ABB.

В качестве источника рентгеновских лучей компания АВВ использует естественные радиоактивные источники, такие как Ir192 или C060. Рентгеновская установка собирается непосредственно вокруг оборудования, устраняя необходимость в разборке или перемещении обследуемого оборудования. Пластинка, как правило, касается коммутационного оборудования, а в качестве индикатора размера в той же самой плоскости размещается эталонный объект. Для защиты персонала от радиации, во время съемки осуществляется его эвакуация. После выполнения съемки, экран сканируется и затем очищается для последующего использования.

Итак, рентгенография. Используя рентгенографическое обследование, компания АВВ способна заглянуть внутрь оборудования, не разбирая его. Так же, как и при описанной выше ручной инспекции, оборудование должно быть выведено из эксплуатации, обесточено, и заземлено. Однако последующие шаги и общее время отключения заменяются намного более простой и не требующей вмешательство в само оборудование установкой рентгеновского оборудования. 1. Достигаемая экономия времени означает, что оборудование будет находиться в отключенном состоянии не насколько дней, а всего несколько часов. 2.

2. Типичная экономия времени при использовании рентгенографии

Будучи объединенной с операционной диагностикой (точное измерение времени реакции для вывода в степени изношенности контактов), рентгенография может предоставить недорогой, но весьма эффективный способ получения детальной информации о состоянии оборудования. Эта информация нужна для прогнозирования количества операционных циклов до того, как потребуется вмешательство.

3. Сравнение рентгеновского изображения и схемы прерывателя 38/72 PM

Подписи на рисунке

1) Хладагент,

2) Движущийся цилиндр,

3) Движущийся дуговой контакт,

4) Движущийся основной контакт

5) Изолирующая насадка,

6) Неподвижный основной контакт,

7) Неподвижный дуговой контакт

8) Контрольный клапан,

9) Изолирующая насадка дуги,

10) Корпус размещения прерывателя

4. Примеры деталей, выявляемых рентгенографией

5. Сравнение "хорошей" и "плохой" насадки

(слева) Насадка соответствует спецификации (рис 5а)

(справа) насадка не соответствует спецификации (рис 5b)

1) Обратите внимание на форму и размеры неподвижного дугового контакта

2) Спецификация изготовителя: менее 20 мм.

3) Спецификация изготовителя: менее 20 мм.

На 3 приведено сравнение рентгеновского изображения и чертежа. Примеры уровня детализации, которые можно получить при помощи таких изображений, показаны на 4. Эксперты могут использовать изображения такого рода для измерения деталей, подвергающихся износу. На 5 показаны насадка, соответствующая спецификации, и насадка, износ которой превышает спецификацию.

6. Отсоединенный болт

7. Неверно вставленный болт (обратите внимание на зазор между диском и корпусом)

(слева) 7а. Область изучения,

(в центре) 7b. Правильный болт,

(справа) 7с. Чертеж для справки

Помимо проблем, связанных с износом, рентгенография также может выявлять и производственные дефекты. В 6 можно видеть отсоединенный болт, а в 7 болт, вставленный неверно.

Конкретный пример: Call Henry Inc. и NASA

Компания Call Henry Inc. обслуживает по контракту высоковольтное оборудование НАСА в исследовательском центре Глена в Кливленде (штат Огайо, США). Центр выполняет НИР и ОКР для НАСА в области реактивной авиации, и специализируется в турбинах, двигателях и коммуникациях, выполняя одновременно с этим исследования в областях микрогравитации, физики жидкости, двигателей внутреннего сгорания, и измерения микрогравитационного ускорения. Для работы центра жизненно важна стабильность подачи электроэнергии. Изучение коммутационного оборудования показало, что многие из выключателей центра эксплуатировались по 10-14 лет, а один из них в течение срока эксплуатации сработал 2700 раз.

В феврале 2006 года компания Call Henry Inc. обратилась к компании АВВ с просьбой провести обследование исследовательского центра для оценки состояния 26 элекгазовых выключателей АВВ марки 38PM40-20. Ориентируясь на снижение затрат и времени простоя оборудования, была проведена рентгенографии 26 выключателей:

- Один выключатель пришлось вскрывать для устранения проблем его аппаратной части.

- Для семи выключателей потребовалось провести снижение содержания влаги в газе SF6.

- 19 выключателей избежали вскрытия и серьезного обслуживания.

В целом, по сравнению с интенсивной внутренней инспекцией были сэкономлены 38 человеко-дней. После выполнения внешней диагностики, испытания и последующего обслуживания, парк оборудования НАСА был восстановлен в надежное рабочее состояние. Затраты на это восстановление оказались вдвое меньше затрат, которые потребовались бы при традиционном обслуживании.

Конкретный пример: компания Pacific Northwest

Осенью 2006 года компании ABB предложили провести рентгенографическую инспекцию восьми выключателей АВВ на электростанции компании Pacific Northwest. Незадолго до этой инспекции электростанция вывела из эксплуатации выключатель Westinghouse 262SFA. Обследование этого выключателя показало, что на одном контакте разрушен выход, и что направляющие кольца четырех других контактов отсоединились и лежали на дне корпуса. Эта ситуация создавала возможность катастрофического отказа выключателя. Увеличивал риск и тот факт, что сломанная деталь была выпущена не изготовителем выключателя, а изготовлена другой компанией по образцу существующих деталей. (Компания ABB в 1989 году приняла на себя обязательства Westinghouse, связанные с передачей и распространением электроэнергии, и продолжает поставку запасных частей к этому оборудованию.)

При помощи рентгенографии специалистами АВВ были обследованы еще пять выключателей той же конструкции. На основе полученных данных, и оценки эксперта компании Westinghouse, было выяснено, что один из этих выключателей имеет не менее трех сломанных выходов. В одной фазе оба выхода были сломаны, а на другой фазе отсутствовал один выход. Если бы этому выключателю пришлось выполнять полномасштабное прерывание, то это, скорее всего, привело бы к отказу. Другие выключатели не требовали немедленного ремонта. Данная операция сэкономила клиенту 60 000 $ по сравнению с проведением традиционной внутренней инспекции.

Рентгенография - это инструмент

Эти, и другие примеры показывают, что рентгенографическая инспекция экономит как средства, так и время. Это происходит за счет снижения, по сравнению с традиционным подходом, объема работы, необходимой для выполнения инспекции. Кроме того снижается и время срывов поставок и простоев оборудования у клиента. Компания АВВ проводит рентгенографию, как своего оборудования, так и оборудования, выпущенного другими изготовителями (в том числе, и устаревшего). Она обладает опытом оценки полученных фотографий и предоставления услуг на основе этой оценки.