К первой группе можно отнести разработанные и изготовленные в шестидесятые, семидесятые и восьмидесятые годы прошлого столетия, технически, физически и морально устаревшие выпрямители типов: КСС, ПСК, ПАСК, ТДЕ, АРПЗ, АРТЗ, ОПС и другие. Срок службы этих выпрямителей давно истек. И хотя в ряде мест эти выпрямители еще находятся в эксплуатации, эффективная защита трубопроводов с их помощью весьма проблематична, так как эти выпрямители не соответствуют требованиям действующего стандарта.
Ко второй группе можно отнести разработанные в период с девяностых годов прошлого столетия и по настоящее время выпрямители: В-ОПЕ (Минский электротехнический завод им. В.И. Козлова), ?Минерва-3000? (ЗАО ?Катодъ?), В-ОПЕ-ТМ1 (Ставропольский радиозавод ?Сигнал?), ?ЭЛКОН-3000? (г. Кишинев), ?ПАРСЕК-ИПЕ-0,6?, ?ПАРСЕК-ИПЕ-1,2? (ГУП ?ПАРСЕК?), УКЗТ ?Дон? (НПП ?Дон-ИНК?) и ?ЭНЕРГОМЕРА? В-ОПЕ-М1, В-ОПЕ-М2, В-ОПЕ-М3 (ОАО ?Концерн Энергомера?, г. Ставрополь). Эти выпрямители выпускаются до настоящего времени.
Для оценки пригодности выпрямителей, отнесенных ко второй группе, к выполнению эффективной защиты трубопроводов сопоставим их технические и эксплуатационные характеристики с требованиями Государственного стандарта Российской Федерации ГОСТ Р 51164-98. Кроме того, следует учесть реальные технические и эксплуатационные характеристики выпрямителей по сравнению с декларируемыми, а также оценить уровень отдельных технических решений, использованных в выпрямителях.
Технические характеристики выпрямителей для наглядности сведены в таблицу.
,
Проанализируем технические характеристики выпрямителей, приведенные в таблице.Следует отметить, что выпрямители ?ЭЛКОН-3000?, ?ПАРСЕК-ИПЕ-0,6?, ?ПАРСЕК-ИПЕ-1,2? являются преобразователями инверторного типа, а остальные ? трансформаторными тиристорными преобразователями.
По п. 1 таблицы. Все выпрямители соответствуют требованию п. И.3 ГОСТ Р 51164-98 и обеспечивают плавное регулирование выходных параметров выпрямителей.
По п. 2 таблицы. Все выпрямители, за исключением ?Дон? УКЗТ и В-ОПЕ-М1, соответствуют п. И.3 ГОСТ Р 51164-98, как следует из прилагаемых документов.
В выпрямителях В-ОПЕ, ?Минерва-3000?, ?В-ОПЕ-ТМ1? сглаживание пульсаций выходного тока осуществляется применением LC фильтра, состоящего из реактора и набора нескольких электролитических конденсаторов большой емкости на сравнительно низкое номинальное напряжение (63В).
Данное техническое решение имеет ряд недостатков:
- применение конденсаторов большой суммарной емкости (например: у В-ОПЕ-ТМ1-63-48-У1 30000 мкФ, у В-ОПЕ-ТМ1-100-48-У1 60000 мкФ) создает сравнительно большую постоянную времени выходной цепи выпрямителей, что принципиально затрудняет устойчивую работу выпрямителей в автоматическом режиме поддержания защитного потенциала;
- низкое номинальное напряжение конденсаторов не соответствует минимальному напряжению защиты от атмосферных перенапряжений 250В, как того требует п. И.6 ГОСТ Р 51164-98. Кроме того, номинальное напряжение конденсаторов значительно ниже напряжения ограничения применяемых варисторов (например: у В-ОПЕ-ТМ1 510В);
- полярные электролитические конденсаторы не допускают приложения к ним обратного напряжения. В выпрямителях отсутствует защита от обратного напряжения и в ситуации, когда на выпрямитель не поступает напряжение питающей сети, на трубопроводе может возникнуть знакопеременная зона в точке дренажа и к электролитическим конденсаторам будет приложено обратное напряжение, что может привести их к выходу из строя;
- у электролитических конденсаторов на низкое номинальное напряжение крайне мал уровень допустимой переменной составляющей напряжения, а уровень реальной переменной составляющей может быть выше этого значения.
,
Иное техническое решение применено для сглаживания пульсаций выходного тока выпрямителей ?ЭНЕРГОМЕРА? В-ОПЕ-М2, В-ОПЕ-М3. Здесь также применен однозвенный сглаживающий LC фильтр. Однако применение технического решения позволило уменьшить емкость конденсатора сглаживающего фильтра примерно в 10 раз, что позволило применить конденсаторы на напряжение 400В и более 400В. Одновременно такое решение позволило устранить отмеченные выше недостатки предшествующего способа.По п. 3 таблицы. Класс защиты от поражения электрическим током 01 по ГОСТ 12.2.007.0-75 приведен в эксплуатационных документах только выпрямителей ?ЭЛКОН-3000? и ?ЭНЕРГОМЕРА? В-ОПЕ-М1, В-ОПЕ-М2, В-ОПЕ-М3. Остальные изготовители почему-то не считают нужным указать столь важный параметр, обеспечивающий безопасность выпрямителей.
По п. 4 таблицы. Числовое значение уровня шума приводится только в эксплуатационных документах выпрямителей ?ЭНЕРГОМЕРА? В-ОПЕ-М1, В-ОПЕ-М2, В-ОПЕ-М3. Изготовители выпрямителя ?Минерва-3000? декларируют отсутствие шума выпрямителя. Остальные изготовители не указывают данную характеристику.
По п. 5 таблицы. Устойчивость выпрямителей к воздействиям природных атмосферных перенапряжений определяет во многом надежность их при эксплуатации на реальных объектах. Реальные напряжения ограничения указаны только изготовителями выпрямителей В-ОПЕ-ТМ1 и ?ЭНЕРГОМЕРА? В-ОПЕ-М1, В-ОПЕ-М2, В-ОПЕ-М3. Остальные изготовители не сообщают о наличии и характеристиках системы защиты от атмосферных перенапряжений.
По п. 6 таблицы. Стабильность тока и потенциала по п. И.12 ГОСТ Р 51164-98, указанная изготовителями выпрямителей ?Минерва-3000?,
?В-ОПЕ-ТМ1?, ?ПАРСЕК-ИПЕ-0,6?, ?ПАРСЕК-ИПЕ-1,2?, ?ЭНЕРГОМЕРА? В-ОПЕ-М1, В-ОПЕ-М2, В-ОПЕ-М3, соответствует указанным нормам. Выпрямитель ?ЭЛКОН-3000? имеет только ручное управление. У выпрямителей В-ОПЕ суммарная погрешность стабильности потенциала, основная и дополнительная (4,5%) превышает нормированное значение. Изготовители выпрямителей В-ОПЕ и ?Дон? не приводят значение стабильности тока, поэтому трудно судить достоверно о наличии данной функции.
По п. 7 таблицы. Климатическое исполнение и категория размещения выпрямителей ?Минерва-3000?, В-ОПЕ-ТМ1, ?ЭНЕРГОМЕРА? В-ОПЕ-М1, В-ОПЕ-М2, В-ОПЕ-М3, ?ЭЛКОН-3000? соответствует п. И.13 ГОСТ Р 51164-98. Категория размещения 2 выпрямителей В-ОПЕ, ?ПАРСЕК-ИПЕ-0,6?, ?ПАРСЕК-ИПЕ-1,2?, предназначенных для установки внутри укрытий, формально не соответствует ГОСТ Р 51164-98. Изготовитель выпрямителей УКЗТ ?Дон? не приводит сведений о данной характеристике.
По п. 8 таблицы. Степень защиты от соприкосновения с токоведущими частями выпрямителей ?Минерва-3000?, В-ОПЕ-ТМ1, ?ЭНЕРГОМЕРА?
В-ОПЕ-М1, В-ОПЕ-М2, В-ОПЕ-М3 соответствует п. И.14 ГОСТ Р 51164-98. Изготовители выпрямителей В-ОПЕ, ?ПАРСЕК-ИПЕ-0,6?, ?ПАРСЕК-ИПЕ-1,2?, УКЗТ ?Дон? сведений о данной характеристике не приводят. Выпрямитель ?ЭЛКОН-3000? вообще не соответствует ГОСТ Р 51164-98.
По п. 9 таблицы. Коэффициенты полезного действия всех выпрямителей соответствует п. И.15 ГОСТ Р 51164-98, кроме выпрямителей ?ПАРСЕК-ИПЕ-0,6?, ?ПАРСЕК-ИПЕ-1,2?.
По п.10 таблицы. Входное сопротивление регулирующего устройства выпрямителей, установленный п. И.17 ГОСТ Р 51164-98, является важным параметром, определяющим степень влияния измерительных цепей выпрямителей на точность измерения защитных потенциалов трубопроводов. Выпрямители ?ЭНЕРГОМЕРА? В-ОПЕ-М1, В-ОПЕ-М2, В-ОПЕ-М3 удовлетворяют требованиям ГОСТ Р 51164-98. Значения входного сопротивления регулирующих устройств выпрямителей В-ОПЕ и В-ОПЕ-ТМ1 значительно ниже нормы. Остальные изготовители значение этого параметра не приводят.
Для объективной оценки соответствия приведенных в таблице выпрямителей требованиям основополагающего стандарта ГОСТ Р 51164-98 примем систему оценки по каждому отдельному показателю: при соответствии выпрямителя норме технического требования, установленного ГОСТ Р 51164-98, начисляется +1 балл, при несоответствии выпрямителя норме технического требования начисляется ?1 балл, при отсутствии параметра в сопроводительной документации начисляется 0 баллов. Итоговая сумма баллов приведена в нижней строке таблицы.
Из таблицы видно, что наибольший оценочный балл набрали выпрямители ?ЭНЕРГОМЕРА? В-ОПЕ-М2 и В-ОПЕ-М3 ? по 10 баллов, В-ОПЕ-М1 ? 8 баллов, а также выпрямители ?Минерва-3000? и В-ОПЕ-ТМ1 ? по 7 и 6 баллов соответственно. Остальные выпрямители набрали от 0 до 3 баллов.
Разумеется, оценка свойств выпрямителей только по соответствию требованиям ГОСТ Р 51164-98 не является всеобъемлющей, так как не учитываются другие характеристики выпрямителей, не установленные указанным стандартом. Так при оценке выпрямителей на излишнюю металлоемкость видно, что изделия ?Энергомера? и ?Сигнал? - значительно уступают выпрямителям ГУП ?Парсек? и ?Элкон?.
Автор: Анатолий Рязанов
