Установка секционного выключателя 6600В иного типа в секцию ГРЩ.

Это одна из тех работ, берясь за которую я твёрдо знал что меня будет осуждать подавляющая часть коллег. К сожалению конъюнктура не на моей стороне в этом вопросе и среднестатистический электромеханик даже не подумает заниматься чем-то подобным. Если вы из тех кто считает так-же - можете не озвучивать данную мысль. Мне её уже озвучили все кому не лень. На мою позицию это никак не повлияло.

Содержание:

1. Предыстория;

2. Определение масштаба работ;

3. Подготовка и планирование;

3.1 Подготовка 3D модели изолятора;

3.2 Подготовка секционного выключателя;

3.3 Планирование работы;

3. Выполнение работы и итоговый отчёт.

Предыстория

В один прекрасный день, задолго до моего приезда, случился "казус", заключающийся в межвитковом замыкании понижающего трансформатора 6600/440. Причина происшествия осталась окутанной тайной. Итог следующий:

1. Сгоревшая обмотка одного из двух понижающих трансформаторов.
2. Вышедший из строя (утечка газа) секционный выключатель, осуществляющего коммутацию упомянутого трансформатора со стороны первичной обмотки.

Устанавливать новый трансформатор так же довелось мне. Об этой работе я непременно расскажу в одной из следующий статей.

В начале моими сменщиками и офисом было принято решение заказать газ для заправки автоматического выключателя. Спустя долгие поиски выяснилось что газ данной марки найти не представляется возможным т.к. его давно не производят.

Следующим на очереди было принято решение заказать новый секционный выключатель. Как показала практика - заказать у компании переоборудование имеющийся у них линейки СВ под наш ГРЩ: в одной из секций я увидел "свежий" секционный выключатель.

Не знаю как именно так вышло, но попытка не заказывать переоборудование, а попытка просто поверить поставщику купить готовый вариант обернулось очередным "казусом".

Можете представить что оформили заказ на немецкую овчарку, а прислали, по итогу, метиса мопса и чихуахуа. Именно это и произошло. Новый СВ отличается от оригинального буквально всем, чем он может отличаться, кроме производителя - ABB. При этом всём поставщик отказался принимать данный СВ назад и, соответственно, возвращать деньги. В финансовом плане, кстати, радует то, что потеря оказалась не настолько фатальной как может показаться на первый взгляд.

Секционный выключатель - это не автоматический выключатель. В нём отсутствуют органы контроля параметров сети. Вместе этого, в нашем случае, этим занимается отдельный блок контроля и защит который, в случае возникновения ненормального режима работы произведёт открытие выключателя.

По указаной выше причине начинка СВ не такая серьёзная и состоит, буквально, из механизма взвода пружины и блока контроля давления газа. Посему новый СВ обошёлся примерно в $32 000 (без учёта логистики).

И так... Мы имеем СВ который отличается по высоте (сильно ниже), ширине (сильно шире), всеми расстояниями между "ножами", механизму вкатывания, интерфейсом подключения к ГРЩ...

Данный СВ принимал не я: двое моих сменщиков открестились от просьб офиса "как-то его впихнуть" ссылаясь на полную невозможность по указанным ранее причинам. Не думаю что я вправе как-то оценивать их решения.

Когда вопрос установки данного СВ коснулся меня - я осмотрел секцию, осмотрел шины и понял что задача более чем реализуемая, хоть и будет не из простых. Основные трудности заключались в том, что ширина секции в самой широкой её части превышала ширину СВ всего на пару миллиметров. Помимо этого необходимо было внести ряд изменений в конструкцию как секции ГРЩ, так и СВ.

По самому факту выхода данной статьи в свет не трудно догадаться что сей проект я реализовал. Далее я, шаг за шагом расскажу как я организовывал и реализовывал данный проект. Пожалуй это была одна из самых комплексных и интересный для меня, как для специалиста, работа.

Определение масштаба работ

Если вопрос касается проведения работы более масштабной чем замена лампочки - её нужно заранее планировать, и чем работа масштабнее, тем тщательнее её нужно планировать. Прежде всего нам необходимо определить самые большие проблемы которые мешают проведению работы. В моём случае камнем преткновения выступила деталь выполняющая функции изолятора ножей и крепления контактов со стороны ГРЩ.

Невооруженным глазом видно что имеющийся изолятор слишком узок. Помимо того что он должное быть на 120 мм шире (горизонтальное расстояние между ножами), они ещё и должны будут находиться на большем вертикальном расстоянии друг от друга.

Самой большой проблемой это стало по причине невозможности внести какие-либо изменения в конструкцию данного изолятора: это целиком литая деталь из, скорее всего, некого эпоксидного состава. Все остальные конструктивные особенности секции - поддадутся изменениям т.к. там дело будет касаться вопросов металлообработки.

Однако вернёмся, пока, к изолятору. Тут у нас есть два пути: "колхоз" или заводское изделие. И мной, и офисом сходу было решено что в данном вопросе экономить не нужно и мы просто свяжемся с ABB и организуем новый изолятор с нужными размерами.

Перейдём к прочим тонкостям, а именно - подготовке секции ГРЩ. Прежде всего сходу определяемся с тем, что нам придётся удалить весомую часть оборудования секции т.к. без этого - CВ в неё банально не поместится. Самое интересное и второе по сложности действие тут - организация контактов шин ГРЩ.

Для того чтобы выяснить с чем придётся иметь дело - мы с ассистентом частично вскрыли одну из секций ГРЩ чтобы детально ознакомиться с устройством шин.

На схеме выше видно как родной СВ входит в секцию ГРЩ и, через изолятор, подсоединяется к трём нижним шинам. В данном случае шины представляют собой трубы набранные из отдельных отрезков и соединённых между собой.

Для обеспечения жёсткости между шинами расположена проставка. Винты проходят сквозь всё это дело и крепятся к, непосредственно, контактам.

Независимо от выбранного нами пути нам придётся увеличить расстояние между контактами, при этом не должна быть потеряна жёсткость конструкции.

Итого: нам необходимо заменить изолятор на изолятор большего размера, а так же полностью раскурочить секцию ГРЩ. Помимо этого в серьёзной доработке нуждается и сам автоматический выключатель. Прежде чем приступать к работе займёмся всеми "побочными квестами".

Подготовка и планирование

Для того чтобы уменьшить временные (и не только) издержки необходимо выстроить чёткий план того, в какой последовательности должны быть выполнены отдельные этапы работы. Прежде всего заказываем недостающие элементы. В моём случае это изолятор и торцевая головка на 55. Головка мне нужно чтобы открутить контакты от старого изолятора и установить на новый. Пока данные запчасти в пути - можно браться за переделку самого секционного выключателя и его подгонку под размеры секции. Следующим этапом будет выбор места работы и предварительная подготовка, включающая в себя сбор необходимого инструмента и согласования нашей работы со старшим механиком и капитаном. Последним этапом, очевидно, выступает само выполнение работы и последующая за ним уборка рабочего места.

Подготовка 3D модели изолятора

Уже на первом этапе возникла закономерная проблема: ABB просто никак не отвечали на наши обращения. По этой причине мы решили их не ждать и просто сделать нужный нам изолятор самостоятельно. Для этого необходимо было подготовить 3D модель нужной нам детали, которую, в последствии, воспроизведут на берегу и доставят на судно.

Подробно останавливаться на моменте создания 3D модели не буду поскольку:

1. За не имеем под рукой нормальной CAD-системы я выполнял работу в Blender, который очень "так себе" в качестве софта для выполнения подобных задач.
2. Сама по себе тема слишком обширна чтобы развивать её в рамках данной статьи. Вместо этого считаю важным рассказать о трудностях с которыми я столкнулся в процессе.

Это был мой первый опыт выполнения какой-либо реальной детали в Blender. До этого я, лишь, проходил курсы или создавал детали из головы, что, само по себе, намного проще.

Основной проблемой при воспроизведении данной детали стала её трапециедальность, которую я обнаружил не сразу и, по итогу, переделывал её три раза. Когда я полностью повторил деталь в Blender - я расширил центральную ячейку на 60 мм в каждую сторону. Таким образом крайние отверстия сместились относительно центрального на нужную мне величину. Помимо этого я добавил пару рёбер жесткости.

Помимо расстояния между контактами мне необходимо было учитывать наружные размеры. Я весьма ограничен шириной секции ГРЩ, однако по итогу моя деталь прекрасно вписывалась в секцию.

Готовую деталь с неким подобием чертежей (Blender не позволяет экспортировать чертёж) мы отправили человеку который взялся выполнить сей заказ.

Спустя время я получил "готовую деталь" которая, по-факту, тянула максимум на макет. Напечатанная на 3D принтере из отдельных частей склеенных клеем деталь просто трещала в руках. Я её сразу-же забраковал и сказал делать как положенно - методом литья. Однако данный "макет" показал мне что я, со своей стороны" всё сделал верно.

В секцию макет зашёл корректно, расстояния между отверстиями - правильные. Осталось дождаться лишь итоговой детали в количестве двух штук.

Подготовка секционного выключателя

Пока происходило всё указанное выше (ожидание изолятора) - мы занимались переделкой выключателя. Тут тоже нашлось место для проведения двух операций одновременно.

Прежде всего перед нами встал вопрос установки нового секционного выключателя в секцию. Изначально наши секции спроектированы под рельсовую системы выкатывания выключателя. В этом контракте я впервые столкнулся с подобной. До этого я имел дело только с привычным всем нам выкатыванием посредством вращения. Тут же нужно было ловить рычаг, поднимать и тянуть/толкать.

По-хорошему данную схему выкатывания нужно было сохранить чтобы иметь возможность выкатывать новый выключатель, но новый выключатель предназначен для совершенно другого исполнения. Помимо этого необходимо решить вопрос с высотой нового секционного выключателя. Его нужно прилично так поднять. Что же делать?

Мой ответ: создавать монстра Франкенштейна.

Устройство верхних и нижних шин в секции очень разнится: нижние шины представляют собой жёсткую конструкцию из медных труб; верхние шины представляют собой медные плитки небольшого размера, которые легко передвигать. По причине невозможности подвинуть нижние шины ниже - я принял решение поднимать выключатель. Причём поднять его нужно было так, чтобы у нас осталась возможность вкатывать и выкатывать данный выключатель. Действовать я решил дерзко...

И так... На фото выше вы можете видеть (слева направо):

1. Нижнюю часть старого секционного выключателя. Её мы самым банальным образом просто отрезали болгаркой от старого выключателя, на неё мы будем монтировать выключатель чтобы сделать его выше и оставить возможность перемещать его по секции.
2. Более подогнанную по высоте платформу к которой приварен лист нержавеющей стали толщиной 5 мм. В нём я заранее продумал пазы которые позволят регулировать вылет ножей выключателя относительно платформы.
3. Ещё один лист металла который будет двигаться по платформе меняя вылет. На него и будет устанавливаться выключатель.
4. На предыдущий лист металла устанавливаются крепления самого выключателя.
5. Последние 2 кадры - сам выключатель установленный на платформу.

После данный манипуляций нижние ножи выключателя стали располагаться на той же высоте что и у старого выключателя. В плане нижних шин осталось провести лишь манипуляции в секции, но до этого ещё далеко.

Параллельно тому как мы производили данную платформу мы занимались переоборудованием выключателя на уровне его начинки и конструкции. Переоборудование включало в себя частичную одностороннюю разборку (демонтаж "лишних" деталей) и замену интерфейса подключения к секции ГРЩ.

Начало было положено с демонтажа всего, что мешало-бы работе выключателя. В данном случае это система определения положения выключателя в секции состоящая из группы концевых переключателей и простого механизма, который блокирует закрытие выключателя если тот не находится в положении "полностью вкачен".

Избавление от концевых переключателей заключалось в их банальном демонтаже вместе со всей подложкой, включающей в себя механизм воздействия на эти самые переключатели.

Что-же касается механизма предотвращения закрытия выключателя, то с ним, в данном случае, всё до безумия просто: от меня потребовалось лишь оказать на него необходимое воздействие рукой, а после - зафиксировать в получившемся положении. Для этого на его воздействующей части предусмотрена гайка. Есть короткое и очень так себе снятое видео с этим механизмом. К сожаления ничего другого я не снял.

На данном этапе демонтаж лишних запчастей окончен. Далее предстоит заменить интерфейс подключения выключателя к секции. Дело не шибко сложное при наличии схем обоих выключателей: находим необходимые выводы и взаимозаменяем. Из интересного в этом процессе можно отметить введение кнопки на открытие контактов выключателя. Изначально новый секционный переключатель не имеет на борту отдельного соленоида на открытие контактов, но имеет соленоид защиты по низкому давлению газа. Когда давления газа опускается до нижнего предела - срабатывает соленоид который воздействует на механизм открытия выключателя. Именно его я и использовал в качестве основной функции открытия.

Все дополнительные материалы по статье будут доступны по ссылке:

Планирование работы

Производство изолятора в процессе. Секционный выключатель практически полностью готов к установке, осталось, лишь, отрегулировать вылет ножей по другому выключателю. На данном этапе от нас требуется спланировать спектр работ которые будут произведены в отношении секции, куда выключатель будет устанавливаться.

Прежде всего определимся с самым главным - шинами. Мы уже решили что оставим высоту нижних шин на месте и от неё и будем отталкиваться. То же касается и ширины шин - мы оставим на месте центральную шину, а крайние - будем отодвигать от центральной. Верхние шины будем выставлять "по-факту" после того, как выключатель удачно подключится к нижним шинам.

Для того чтобы сдвинуть шины, а точнее установленные на них ножи - я решил снять шины и немного переделать их конструкцию.

Все причастные шины (коих было 4) были изменены соответствующим образом: Был создан расширенный удлинённый паз, который позволит регулировать положение ножа установленного на шину. Помимо этого была отрезана часть медной шины, которая ограничивала перемещение "муфты", которая установлена между шинами для обеспечения жесткости. Помимо этого частично была удалена часть изоляции для обеспечения контакта между шиной и ножом.

Вторым по сложности был вопрос поднятия верхних шин. Самым сложным тут является перенос посадочного места под изолятор, однако по сравнению с предыдущей операцией эта - просто лирика.

Итого, с имеющимися у нас элементами получаем следующий план:

1. Отключение ГРЩ.

Очень важно обеспечить безопасность при выполнении работ. Соблюдаем все бюрократические процедуры компании: обзаводимся допусками к работе и т.д. Производим полную обесточку и качественную изоляцию, полностью исключающий вероятность несанкционной подачи питания.

2. Подготовка инструмента и рабочего места.

Думаю тут пояснения излишни.

3. Разборка секции.

На данном этапе мы демонтируем дверь секции и всё, что будет мешать выключателю встать на место: механизм приводящий в движение заземляющую шторку, обогреватель секции и т.д.

4. Разборка и переделка шин.

5. Регулировка вылета ножей выключателя.

6. Пробная установка выключателя.

7. Подгонка секции под установку новых изоляторов.

8. Переделка верхних шин.

9. Сборка секции.

Выполнение работы и итоговый отчёт

Мой контракт подходил к концу, а изолятора всё не было видно. Когда за две недели до моего списания мне стали задавать дополнительные вопросы по поводу производства изолятора - я понял что ничего сделано не будет и предложил следующий вариант:

Пока идёт переход - мы бросаем все дела и полностью ныряем в выполнение этой работы БЕЗ изоляторов. Сделаем всё так, чтобы потом, когда изолятор приедет, можно было просто установить их. На скорость хода это никакого влияния не окажет поскольку на ходу мы не используем высоковольтные потребители.

Получив одобрение мы приступили к работе. Последующий фотоотчет будет согласно плана начиная с 3-го пункта.

Первым делом отдали силовые провода и разобрали всё, что можно разобрать в секции. На данном этапе нам, прежде всего, необходимо получить доступ к нижним шинам.

Когда добрались до шин (работали сразу в трёх секциях) перед демонтажом сделали небольшую разметку. Как и было запланировано - работаем с двумя шинами, центральная (во всех отношениях) шина будет выступать для нас точкой привязки, относительно которой мы будем выстраивать всё остальное.

После предварительной разметки настало время демонтировать шины и воплощать идею в реальности. Особым затруднением тут стало крепление ножа к шине. Однако идея использовать изогнутую медную шинку пришла довольно быстро + показала себя вполне неплохо. Решение "заводским", конечно, не назвать, но оно показало себя жизнеспособным.

По выполнению данного этапа - нам нужно установить ножи так, как они будут стоять в итоге. Для этого лучше всего использовать непосредственно выключатель: вкатить его, убедиться что все ножи на своих местах, а после - как следует обжать всё это дело. Тем не менее прежде чем вкатывать выключаиель - нам необходимо выставить ножи хотя-бы приблизительно. Для этого было принято решение изготовить худо-бедно жёсткий шаблон, повторяющий собой отверстия изолятора. Сам макет изолятора использовать было нельзя, поскольку, как я упоминал ранее, его очень сильно вело и он так и норовил развалиться.

Готово! Секция ожидает выключателя, но выключатель ещё не готов. Нужно отрегулировать вылет его ножей. Для этого я использую в качестве референса типовой выключатель из соседней секции, а затем, просто регулирую вылет используя ГРЩ в качестве точки привязки.

Далее наводим марафет в секции (пылесосим) и ещё слегка "подправляем" габариты выключателя (отрезаем торчащее).

Вкатываем выключатель в секцию и видим что оный вошёл прям идеально. Ослабляем ножи, поправляем и затягиваем окончательно.

Следующим шагом, когда выключатель стоит на своём месте, сало, очевидно, установка верхних шин. С ними всё намного проще и от них требовалось, лишь, расширить отверстия чтобы иметь возможность поднять ножи + банально ослабить крепления и развести ножи в стороны под уже установленный на место выключатель.

А что-же там с креплением под изолятор? Новый изолятор сильно шине и его нельзя установить на старое место в секции. К тому же как оказалось, крепление на секции сверху и снизу - отличалось. У нас была возможность выполнить только крепление под нижний изолятор. Для работы над верхним изолятором - придется, непосредственно, делать это вместе с изолятором. Однако, как показала практика, жёсткость конструкции, которой нам удалось добиться, позволяет вкатывать и выкатывать выключатель без лишних проблем.

В дальнейшем будет необходимо лишь Соорудить раму для верхнего изолятора и закрепить его по-факту.

И так... Выключатель можно вкатить к шинам и подключить к секции... Чего-же мы ждём!? Конечно оставлять шины без изолятора не хотелось, поэтому мы хорошенько обернули каждую из них резиновым матом, который, под это дело, аккуратно нарезали. Собираем все используемые секции назад, подключаем питание и направляемся в ЦПУ для теста.

Пытаемся дистанционно закрыть выключатель и... мы натыкаемся на успех, на который мы и были обречены. Поскольку все системы контроля сети вынесены за пределы выключателя - проверять их смысла нет: они остались старыми. Нас интересовал внешний контроль открытием и закрытием выключателя, его мы и проверили и он работал хорошо, а систему контроля давления с соответствующим открытием выключателя мы тестировали на этапе замены интерфейса.

Вся работа с секцией заняла у нас три дня при графике 8:00 - 22:00. Всё делали вдвоём изредка подключая сварщика. Справились намного быстрее чем я изначально ожидал. По результату работы я написал рапорт, который отправил в офис. За это офис нас финансово поощерил.

Рапорт о проделанной работе, схемы выключателей и т.д. можно найти по ссылке: тут.

Если у вас имеются какие-либо вопросы помимо "на*уй ты это делаешь?" - добро пожаловать в мою "курилку".