Прозрачная крышка GNB60 сокращает время осмотра распределительного щита на 50%

SolGrid O&M Services, подрядчик по техническому обслуживанию фотоэлектрических станций на юге Испании, эксплуатирует и обслуживает 200 MW распределённой солнечной генерации. Каждый месяц технические специалисты проверяют 1 200 низковольтных распределительных боксов, соединяющих цепи стрингов с инверторами. Каждая проверка требовала полного доступа к внутренним шинам и выключателям, что означало вскрытие тяжёлых непрозрачных стальных крышек и отключение цепи. В мае 2023 года SolGrid заменила эти крышки на встраиваемую прозрачную крышку GNB60 от SINGI. Это изменение вдвое сократило время проверки, устранило большинство производственных потерь, связанных с отключением, и повысило безопасность работников.

Кто эксплуатирует распределительные щиты?

SolGrid — не энергетическая компания, а специализированная фирма по эксплуатации и техническому обслуживанию. Её клиенты — владельцы активов, желающие получить максимальную выработку от своих фотоэлектрических станций. В SolGrid работают 34 выездных технических специалиста, и она выполняет две основные задачи: реактивное устранение неисправностей и плановое профилактическое обслуживание. Упомянутые распределительные боксы — это навесные оболочки, каждая из которых содержит главный выключатель, предохранители и клеммы мониторинга. Они расположены на открытом воздухе рядом с фотоэлектрическими массивами, поэтому должны быть герметичны от пыли, дождя и экстремальной жары.

До замены коробки имели стандартные стальные двери с уплотнителями. Двери были непрозрачными и удерживались в закрытом положении замками с поворотом на четверть оборота. Чтобы осмотреть автоматические выключатели или снять показания вольтметра, технику приходилось отпирать дверь ключом, придерживать её, проверяя находящиеся под напряжением компоненты, а затем снова закрывать и запирать. На бумаге этот процесс выглядит простым, но в условиях объекта он создавал узкое место.

Что делало старые крышки распределительных щитов непригодными?

Первая проблема — время. Солнечные массивы раскинуты на гектарах, и техник может тратить до 12 минут на каждую коробку: открыть, визуально осмотреть, проверить мультиметром, затем закрыть. При 1 200 коробках, осматриваемых ежемесячно, осмотры потребляли 240 человеко-часов за цикл. Вторая проблема — риск. Открытие непрозрачной крышки подвергает техника воздействию находящихся под напряжением шин, если выключатель не был отключён. За год до модернизации было зарегистрировано несколько инцидентов с почти произошедшими несчастными случаями. В-третьих, открытие крышки запускало контроль замыкания на землю инвертора, поскольку блокировка двери коробки была не всегда надёжной. Это вызывало ложные аварийные сигналы и ненужные отключения.

SolGrid уже пробовала несколько решений. Её техники наклеили прозрачные акриловые листы поверх проёмов, но листы не были стабилизированы против УФ и пожелтели через шесть месяцев. В другой попытке использовались большие пластиковые окна, приклёпанные к стальным дверям, но уплотнители протекали, и вода попадала на клеммы. Ни одно из решений не устранило фундаментальный конфликт между визуальным доступом и защитой.

Почему они выбрали встраиваемую прозрачную крышку GNB60?

Решение было принято после сравнения трёх вариантов: (а) акриловые окна, изготовленные на заказ; (б) металлические крышки на петлях с небольшими смотровыми щелями; и (в) встраиваемая прозрачная крышка SINGI GNB60. Первый вариант был дешёвым, но не проверенным в наружных условиях с УФ-излучением. Второй по-прежнему не позволял полностью увидеть внутренние компоненты, не наклоняясь. GNB60 предлагала прозрачную панель из поликарбоната с уплотнителем класса IP65 и утопленным, встраиваемым профилем, который позволял техникам видеть состояние каждого выключателя и автоматического выключателя, не открывая дверь.

Руководитель службы технического обслуживания SolGrid в течение трёх месяцев испытывал десять крышек на одном объекте. GNB60 не помутнела и хорошо отводила воду во время ливней. Более того, тепловизионные обследования можно было проводить через прозрачную панель, не открывая коробку, что снижало риск, связанный с температурой и электрической дугой.

Как крышку GNB60 установили на 1 200 распределительных щитов?

Проект занял четыре недели, монтаж выполняли собственные технические специалисты SolGrid. Этапы были следующими:

• Проверка образцов на трёх коробках стрингов, чтобы подтвердить размеры выреза в дверце и совместимость уплотнителя.
• Заказ партии из 1 300 крышек (включая 8 % запаса) для обеспечения единого цвета и одинаковых производственных допусков.
• В течение запланированного окна низкой инсоляции на четырёх электростанциях технические специалисты сняли существующие дверцы и установили крышки GNB60, используя поставляемый крепёж из нержавеющей стали.
• Каждая установка включала проверку момента затяжки винтов крышки и испытание дымом для проверки герметичности уплотнения.
• Все модернизированные коробки были занесены в систему CMMS с новыми QR-кодами для инспекции методом «отсканировал и сразу пошёл».

Единственной реальной трудностью была подгонка глубины выреза для коробок, изготовленных разными поставщиками. SolGrid решила это, добавив резиновую прокладку толщиной 2 mm на коробки с менее глубоким буртиком дверцы. Было проверено, что эта прокладка сохраняет степень защиты IP неизменной.

Какие измеримые улучшения обеспечила крышка GNB60?

После шести месяцев эксплуатации SolGrid сравнила данные за два месяца до и после модернизации.

• Время инспекции на коробку снизилось в среднем с 12 минут до 5,5 минуты — сокращение на 54 %.
• Количество остановок, связанных с отключением и блокировкой, сократилось на 82 %, поскольку технические специалисты могли сначала осмотреть коробку через прозрачную крышку и открывать её только тогда, когда доступ к клеммам был строго необходим.
• Претензии владельцев по потерянной энергии, связанные с инспекциями, снизились с примерно 36 000 долл. США в год до 4 000 долл. США в год.
• На модернизированных объектах не было зафиксировано новых нарушений безопасной работы в отношении дугового разряда, тогда как в предыдущем году произошло три происшествия без последствий.
• Ложные срабатывания, вызванные неисправностями блокировки двери, полностью исчезли.

В целом сокращение времени инспекции высвободило 6 240 человеко-часов технических специалистов в год. SolGrid перенаправила эти часы на профилактическую очистку и проверку моментов затяжки, что измеримо снизило повторяемость отказов инверторов.

Что руководитель эксплуатации говорит о прозрачной крышке?

«Мы рассматривали это как небольшое улучшение безопасности, — говорит операционный директор SolGrid. — Оказалось, что это самое экономически эффективное повышение производительности за год. Теперь техники могут оценить состояние всей цепи снаружи коробки, а когда мы её открываем, среда чистая и визуально безопасная».

Чему могут научиться другие операторы объектов из этого проекта?

Опыт SolGrid даёт несколько наглядных уроков:

• Непрозрачные крышки — это скрытое узкое место. Любому оператору, который часто проводит инспекции распределительного оборудования, следует оценить общие затраты времени на открывание и закрывание, прежде чем отвергать прозрачные крышки как чисто эстетическое решение.
• Проверяйте стойкость к УФ-излучению и атмосферным воздействиям, прежде чем применять дешёвые аналоги. Прежние акриловые листы SolGrid желтели и не деформировались при тепловом расширении.
• Рассмотрите термографию. Возможность осматривать горячие точки через прозрачную крышку меняет процесс технического обслуживания .

Если бы SolGrid делала это снова, она проверяла бы глубину выреза дверцы на коробке каждого поставщика перед заказом. Простая прокладка решила одну проблему несовместимости, но команда сэкономила бы неделю, заранее измерив все коробки 3D-сканером на этапе пилотного проекта.

Источники

[1] IEC 62548:2016, Фотоэлектрические (PV) массивы – Требования к проектированию.

[2] Chen G, Mou X. Study on the coordination between MCB and RCBO in low-volt-level power distribution systems. Electrical Engineering, 2022.