Новое поколение интеллектуальных распределительных устройств среднего напряжения

Dec 23, 2023

Первоначальное видение промышленного Интернета вещей (IIoT) заключалось в том, чтобы интеллектуальные активы сообщали о своем состоянии и условиях централизованным программным приложениям, которые собирали данные, выполняли аналитику, выявляли риски и разумно направляли действия человека. Одна из основных проблем этого видения заключается в том, что существующие капитальные активы не были «умными». Чтобы получить данные о состоянии оборудования, нужно было либо добавить к активу новые датчики, либо получить данные датчиков (если они существовали) из установленных систем автоматизации.

Таким образом, большая часть ранних работ в области IIoT была сосредоточена на «больших вращающихся машинах»; капиталоемкое вращающееся оборудование, такое как большие двигатели, двигатели, генераторы, турбины, компрессоры и т. д. Это оборудование обычно уже было оснащено некоторыми приборами для мониторинга состояния или могло быть относительно легко модернизировано, что делало эти важные данные доступными. Но когда дело дошло до пассивных или невращающихся активов (таких как электрораспределительные устройства), модель IIoT тоже подошла. Даже несмотря на то, что такое оборудование могло быть абсолютно критически важным для фабрики, завода, аэропорта или центра обработки данных, оно оставалось практически неконтролируемым и невидимым.

Сегодня новое поколение распределительных устройств обладает гораздо большими возможностями измерения и включает в себя встроенные возможности подключения, которые позволяют использовать приложения более высокого уровня для расширенного управления, агрегирования данных и анализа.

В недавнем прошлом некоторые распределительные устройства среднего напряжения имели возможность измерения (в основном температуры и тока). Что делает новейшие продукты новыми и уникальными, так это высокий уровень чувствительности, встроенный непосредственно в оборудование, и причины этого дополнительного чувствительности. Дополнительные датчики дополняют средства управления распределительным устройством. Новые датчики выполняют измерения, которые являются индикаторами критического состояния компонентов и общего состояния и надежности распределительного устройства. Новое измерение специально предназначено для получения показателей как механических, так и электрических свойств. Более того, эти измерения производятся не только во время технического обслуживания, но и постоянно, при каждом срабатывании распределительного устройства.

В соседней таблице представлен список некоторых измерений, доступных в новейших конструкциях оборудования. Но пара примеров лучше проиллюстрирует потенциальную ценность этого нового богатства информации.

Во-первых, в любом элементе электрораспределительного устройства наиболее важными являются компоненты цепи отключения. Они выполняют защитную функцию. В распределительных устройствах среднего напряжения эта цепь состоит из катушки отключения, которая, в свою очередь, запускает механизм. Механизм механически размыкает контакты вакуумного прерывателя, которые останавливают протекание тока и гасят электрическую дугу. Даже если функция отключения срабатывает из-за электрической неисправности только один раз за примерно 40-летний срок службы распределительного устройства, правильная работа в этот единственный момент является наиболее важной. Проблема с существующими распределительными устройствами заключается в том, что, хотя некоторые электрические измерения проводились постоянно, характеристики критически важных механических компонентов цепи отключения измерялись только во время планового технического обслуживания (если таковое было). Данные, необходимые для оценки общей производительности распределительного устройства, не были доступны другим способом, кроме как посредством автономного обслуживания и испытаний.

Напротив, современное оборудование измеряет скорость срабатывания механизма отключения при каждом срабатывании, независимо от того, является ли оно плановым или защитным. На локальном уровне эта информация дает представление о работоспособности механизма. Но ту же информацию можно сохранить в истории и агрегировать, чтобы обеспечить более убедительное определение тенденций, оценку состояния, диагностику и профилактическое обслуживание.

Вторым примером нового измерения является измерение эрозионного зазора контактов вакуумного прерывателя. Со временем и многочисленными сильноточными операциями эти контакты могут слегка разрушиться. Но, учитывая большие токи и мощность, даже небольшой уровень эрозии (менее 1 мм) может быть весьма значительным. Теперь оборудование может измерять положение механизма, выравнивание и эрозию контактов прерывателя. Опять же, это информация о состоянии выключателя, которая будет доступна только во время автономного обслуживания обычного распределительного устройства. Измерения проводятся после каждой операции, обеспечивая измеренное и проверенное состояние распределительного устройства.