Воздействие дуги и открытого пламени на цифровые устройства

Во время эксплуатации цифровое устройство может подвергаться воздействиям, на которые они не были рассчитаны и, соответственно, не прошли специальных испытаний. Анализ технического состояния изделий после таких воздействий

Следы воздействия электрической дуги на корпусе блока

Рис. 52. Следы воздействия электрической дуги на корпусе блока

позволяет оценить «запас прочности», заложенный при проектировании и изготовлении изделия.

Например, в результате прямого воздействия дуги на корпус устройства БМРЗ-100 [90] оплавились задняя и боковая стенки корпуса и образовались два сквозных отверстия 1 и 2 (рис. 52).

Следы воздействия дуги остались и в месте соединения деталей корпуса (точка 3 на рис. 52). После разборки блока был произведен осмотр всех его модулей. На внутренней стенке модуля трансформаторов также видны следы оплавления металла задней крышки в результате воздействия электрической дуги (рис. 53, а).

Фотография показывает, что элементы, установленные на задней стенке блока, совсем не пострадали, хотя на внутренней поверхности этой стенки около точек 1 и 2 видны отложения продуктов горения и капли расплавленного металла.

При осмотре модуля трансформаторов установлено, что все проводники, подходящие к трансформаторам тока и напряжения, а также жгут, соединяющий модуль трансформаторов с модулем центрального процессора, не имеют следов воздействия дуги на заднюю и нижнюю стенки блока. На плате питания и ввода-вывода, расположенных под модулем

Модули устройства после воздействия дуги

Рис. 53. Модули устройства после воздействия дуги:

а - трансформаторов; б - питания и ввода-вывода

Шкаф после воздействия дуги

Рис. 54. Шкаф после воздействия дуги:

  • 1 - откидывающаяся крышка нижней части шкафа; 2, 3 - детали крепления съемной панели 4, на которую установлен блок 5; 6 - неповрежденные конденсаторы; 7 - пластмассовая деталь с вводом от разрушенного конденсатора 8; 9 - трансформатор напряжения; 10 - аккумулятор;
  • 11 - соединитель для подключения кабеля управления к выключателю;
  • 12 - колодка со следами воздействия электрической дуги; 13 - реле РЭС-9 для сигнализации в устройство телемеханики; 14 - блоки питания;
  • 15 - следы копоти на дне шкафа

трансформаторов (рис. 53, б), отмечено только наличие следов продуктов горения.

Внешние видимые повреждения всех элементов, расположенных на этих платах, также отсутствуют.

Однако для некоторых элементов, установленных внутри шкафа, воздействие электрической дуги оказалось в прямом смысле слова разрушительным (рис. 54)[1].

Так как при проверке блока БМРЗ-100 и его модулей не выявлено повреждений каких-либо элементов и проводников, было принято решение о проведении проверок этого блока по программе приемо-сдаточных испытаний для новых блоков. По вполне понятным причинам при прове-

Лицевая панель блока, показанного на рис. 52

Рис. 55. Лицевая панель блока, показанного на рис. 52

дении этих испытаний изменение товарного вида блока не учитывалось.

Результаты измерения сопротивления изоляции и проверки цепей питания позволили подать на блок оперативное питание, после чего на его лицевой панели (рис. 55) начали светиться светодиоды:

  • - «Работа» (подтверждение успешного прохождения теста включения);
  • - «ОТКЛ» (информация о состоянии выключателя);
  • - «Вызов» (см. рис. 56 и текст к нему);
  • - «МУ» (блок переключен в режим «местное управление»).

После воздействия на клавиши навигации на дисплей

блока выведена надпись «БМРЗ-102КЛ-01-120808» - информация об исполнении блока (102КЛ-01) и программном обеспечении(120808), что подтвердило и исправность клавиатуры.

Схема формирования сигнала «Вызов»

Рис. 56. Схема формирования сигнала «Вызов»

А1 - алгоритм; S - программный ключ

Как показывает схема, приведенная на рис. 56, сигнал «Вызов» может быть сформирован как при срабатывании какого- либо алгоритма защиты (МТЗ, 033, ЗОФ, ЗМН и др.), так и при отсутствии сигнала «Ав. ШП», несанкционированного открытия двери шкафа и т.п.

Алгоритмом формирования сигнала «Вызов» предусмотрено его запоминание после отключения питания, поэтому при подаче питания светодиод продолжает светиться.

Для отключения этого сигнала надо нажать на кнопку «Квитирование», расположенную на лицевой панели устройства.

После проведенных проверок можно предположить, что после аварии, приведшей к разрушению элементов внутри шкафа, память блока осталась неповрежденной. Для проверки этого предположения проведем более подробное исследование информации, содержащейся в памяти блока.

Компьютер подключаем к соединителю RS-232, расположенному на лицевой панели блока (см. рис. 55). При ис-

Окна программы «МТ Монитор-100»

Рис. 57. Окна программы «МТ Монитор-100»:

а - «Сеть. Параметры»; б - «Сервис. Самодиагностика»

Окна программы «МТ Монитор-100»

Рис. 58. Окна программы «МТ Монитор-100»:

а - «Сервис. Окно событий»; б - «Информация. Журнал событий»

пользовании компьютера управление работой блока происходит с помощью программы «МТ Монитор-100», а чтение и обработка осциллограмм - программой «Механот- роника FastView 4.2» [91].

На рис. 57, а отображены разные значения времени блока (10:19:48) и системы (11.01.49), но дата проверки одна и та же - 26.01.2012, так как после подключения блока не была произведена синхронизация времени блока и компьютера.

Информация, выведенная в окне «Сеть. Параметры», подтверждает нормальную работу измерительной части блока. Значения токов фаз отличаются не более, чем на погрешность измерения. Результаты самодиагностики блока (рис. 57, б) показывают исправность всех контролируемых системой самодиагностики частей блока.

Окна программы «МТ Монитор-100»

Рис. 59. Окна программы «МТ Монитор-100»:

а - «Информация. Журнал событий»; б - «Сервис. Журнал сообщений»

Записи действий, выполненных при проверке блока 26.01.2012, воспроизведены на рис. 58, а.

Переход в другое окно программы (рис. 59, а) позволил увидеть, что в «Журнале событий» блока БМРЗ-100 сохранены все события, происходившие после записи рабочего программного обеспечения.

Запись № 0 соответствует первому включению блока при изготовлении, запись под № 26 - ручному отключению выключателя (рис. 59, а). Анализируя информацию, приведенную на рисунках, можно сделать два вывода:

  • - после отгрузки потребителю блок находился без оперативного питания более 200 ч[2], поэтому время блока при его включении для проверок (03.01.2000, 23:21.41) отлично от системного времени (26.01.2012);
  • - системное время и время блока при проведении настройки на месте установки не были синхронизированы.

Последний вывод подтверждается информацией, полученной от эксплуатирующего предприятия.

Время записи информации в «Журнале событий» совпадает по времени с информацией, записанной в «Журнале сооб-

Окно «Установки, конфигурация. МТЗ» программы «МТ Монитор-100»

Рис. 60. Окно «Установки, конфигурация. МТЗ» программы «МТ Монитор-100»

щений» (рис. 59, б), что позволяет сделать вывод - после воздействия дуги память блока не была повреждена.

Информация, содержащаяся на рис. 60, подтверждает, что положение программных ключей (см., например, S на рис. 56) не было изменено при настройке блока (внутри знака «?» отсутствует галочка «^/») и оставлены без изменения заводские уставки. Эти факты также подтверждены в информации, полученной от эксплуатирующего предприятия.

Наибольший интерес представляют осциллограммы, хранящиеся в памяти блока. По поступившей в распоряжение предприятия информации, авария произошла в период настройки, когда блок еще не был введен в эксплуатацию.

В памяти блока сохранились несколько осциллограмм, но наиболее информативной оказалась одна из них (рис. 61).

В связи с тем, что в блоке не были изменены заводские уставки по коэффициентам трансформации трансформаторов тока и напряжения (ктр=1), то установить реальные значения токов и напряжений в первичных цепях по этой осциллограмме невозможно.

Никаких других дискретных сигналов, кроме сигналов РПО (выключатель отключен) и РПВ (выключатель включен), на дискретные входы блока не поступало.

После проведенных проверок блок был испытан на стенде технологического прогона [40] и проведены приемо-сдаточные испытания, подтвердившие его работоспособность.

Осциллограмма, сохранившаяся в памяти блока БМРЗ

Рис. 61. Осциллограмма, сохранившаяся в памяти блока БМРЗ

Фактически данный случай подтвердил, что устройства БМРЗ обладают таким свойством, как пожаробезопасность, требования к которому зафиксированы в технических условиях [73, 78]:

«Пожаробезопасность блока должна обеспечиваться применением негорючих и трудногорючих веществ и материалов в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004-91»[3].

При испытаниях устройств на соответствие данным требованиям к пожарной безопасности используют метод 409-2, рекомендованный в стандарте [88] для тепловыделяющих изделий. При использовании этого метода на испытываемые изделия, помещенные в камеру тепла, воздействуют аварийные электрические перегрузки и повышенная температура окружающей среды.

Отметим, что в этом стандарте предусмотрен и другой метод проведения испытаний на пожарную безопасность - воздействием открытого пламени (метод 409-1), который не применялся для изделий данного типа.

После поступления на предприятие цифрового устройства нового поколения, выпущенного в марте 2008 года и отработавшего на подстанции без замечаний 23 месяца, оказалось возможным сравнить результаты испытаний на соответствие требованиям пожарной безопасности этими методами [88].

В сопроводительной документации, поступившей вместе с этим блоком, сообщалось, что «...при возгорании вакуум-

Ячейка после пожара

Рис. 62. Ячейка после пожара:

а - лицевая панель; б - нижняя часть

Внешний вид блока, возращенного после пожара в ячейке

Рис. 63. Внешний вид блока, возращенного после пожара в ячейке:

а - лицевой панели; б - задней панели

ного выключателя ГРУ-6 кВ произошло сильное повреждение лицевой панели блока - оплавление кнопок управления, светодиодов сигнализации. Блок защит исправен». Пожар начался из-за разрушения вакуумной камеры выключателя при отключении КЗ».

Состояние лицевой ячейки и нижней части ячейки после пожара показано на рис. 62.

Следы копоти после пожара

Рис. 64. Следы копоти после пожара:

а - на модуле трансформаторов; б - на обечайке

Следы копоти

Рис. 65. Следы копоти:

а - на боковой поверхности корпуса; б - на обратной стороне лицевой панели блока

В соответствии с установленной на предприятии процедурой, после поступления блока защиты был составлен акт приемки изделия по внешнему виду. В акте подробно зафиксировано состояние не только лицевой и задней панелей блока (рис. 63), но и всех модулей и деталей корпуса.

Фотографии, сделанные после разборки блока, показывают, что внутри блока защиты видны следы копоти, проникшей через зазор между обечайкой корпуса и модулем трансформаторов (рис. 64).

Следы копоти хорошо видны на боковых поверхностях корпуса (рис. 65, а) и том месте, где существует зазор между обечайкой корпуса и обратной стороной лицевой панели блока (рис. 65, б).

В связи с тем, что в документации, поступившей от потребителя, была зафиксирована исправность блока, то после осмотра составных частей блока было принято решение проверить его функционирование в условиях предприятия- изготовителя.

После подключения испытательного оборудования и подачи напряжения оперативного питания блок успешно прошел тест начального включения, о чем свидетельствует свечение зеленого индикатора «Работа» (рис. 66).

При проверке блока установлено, что воздействие на кнопки управления выключателем «Вкл» и «Откл» приводит к свечению соответствующих индикаторов.

В связи с тем, что в результате воздействия огня на пленочную клавиатуру навигация по меню с помощью кнопок зат-

Состояние дисплея и индикаторов блока при разных состояниях выключателя

Рис. 66. Состояние дисплея и индикаторов блока при разных состояниях выключателя

Соединитель RxTx

Рис. 67. Соединитель RxTx

руднена, дальнейшая проверка состояния блока производилась по последовательному каналу связи с помощью компьютера, подключаемого к соединителю RxTx (рис. 67) и программы «МТ реле-монитор».

Воздействие открытого пламени привело только к повреждению пленочного покрытия на лицевой панели блока, а соединитель RxTx остался исправным. Поэтому возможен диалог с блоком с помощью программы «МТ Монитор- 100». На рис. 68 показан вид двух окон: «Параметры сети» и «Журнал событий и аварий».

Проведенные проверки показали, что блок и после воздействия открытого пламени сохранил работоспособное состояние, информация в памяти блока не повреждена.

Однако на основании экспертизы изделия, подвергшегося воздействию открытого пламени, можно утверждать, что ис-

Окна программы «МТ Монитор-100»

Рис. 68. Окна программы «МТ Монитор-100»:

а - «Параметры сети»; б - «Журнал событий и аварий пользованный при изготовлении блоков метод испытаний 409-2 по ГОСТ 20.57.408-81 дает адекватную оценку пожарной безопасности изделия.

Тем не менее, дальнейшая эксплуатация рассмотренных в данном разделе блоков в таком виде невозможна не только из-за повреждения пленочной клавиатуры и утраты товарного вида, но и из-за того, что невозможно дать гарантию на сколько-нибудь продолжительную работу изделия, на которое воздействовало открытое пламя.

Поэтому было принято решение о проведении ресурсных испытаний данных блоков на стенде технологического прогона с установленным технологическим программным обеспечением при температуре окружающей среды +45°С.

В настоящее время оба блока отработали в таких условиях более 24 мес., а их периодические (раз в квартал) проверки по программе ПСИ показывают исправное состояние.

  • [1] Фотография любезно передана А.И. Толкачевым
  • [2] Максимальная продолжительность сохранения хода внутренними часамиблока при отсутствии оперативного питания.
  • [3] ГОСТ 12.1.004-91. Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >