Здравствуйте, уважаемые подписчики!

На днях, ко мне попала одна очень любобытная книжка - "Полихлорированные бифинилы в электрооборудовании". Книга содержит общую информацию о полихлорированных бифенилах, их физических и химических свойствах, торговых названиях ПХБ-содержащих материалов, марках и типах электрооборудования, выпускавшегося в бывшем СССР и других странах, областях использования и объектах нахождения ПХБ и ПХБ-содержащих материалов, влиянии на окружающую среду и здоровье человека. Очень важная и, самое главное, актуальная информация. Я открыл благодаря этой книге много нового для себя. Вот я и решил в этом выпуске рассылки познакомить Вас с ней.

Полихлорированные бифенилы (ПХБ) - группа высокоопасных для человека и окружающей среды соединений, в отношении которых в последние годы предприняты значительные усилия по контролю как на национальном, так и на международном уровне. Их потоки регулируются, в частности, Протоколом по стойким органическим загрязнителям (СОЗ) к Конвенции 1979 года о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния и Стокгольмской конвенцией о СОЗ.

ПХБ входят в список двенадцати приоритетных СОЗ, которые, согласно Стокгольмской Конвенции, «должны быть запрещены для использования, производство их должно быть прекращено, а все запасы уничтожены».

Полихлорированные бифенилы, наряду с ДДТ, исторически первыми определены как стойкие органические загрязнители, которые обладают токсическими свойствами, являются стойкими и биологически аккумулируемыми, способными к переносу на большие расстояния в различных средах. Многие из физических и химических свойств, которые сделали ПХБ полезными в промышленности (термостойкость, химическая инертность, высокая упругость паров и др.), также способствовал»; их широкому распространению в окружающей среде.

Впервые проблема загрязнения природной среды ПХБ была выявлена в конце 1960-х годов. В настоящее время ПХБ фиксируются во всех компонентах природной среды повсеместно, включая фоновые территории. ПХБ накапливаются и в организме человека, в частности, в грудном молоке и жировых тканях.

В период с 1971 по 1980 гг. многие страны предприняли усилия по прекращению производства ПХБ и оборудования, содержащего ПХБ. Однако, несмотря на эти усилия, до 2/3 из 1,3 млн. тонн произведенных ПХБ до сих пор находятся в употреблении или на хранении, представляя угрозу для окружающей среды и здоровья людей.

Применение ПХБ

Исключительные теплофизические и электроизоляционные характеристики ПХБ, их огнестойкость и взрывобезопасность обеспечили им широкое использование в электротехнической промышленности в виде диэлектрических жидкостей при производстве силовых трансформаторов и конденсаторов.

В СССР на долю электротехнической промышленности приходилось около 75 % произведенного ПХБ. В США до 1971 г. для этих целей использовалось 61 % ПХБ, после 1971 г. - 100 %; в Германии - 55.5 % ПХБ. в Японии - 66 %. ПХБ также использовали в качестве теплоносителей в теплообменных системах, охлаждающих жидкостей в горнодобывающем оборудовании, пластификаторов и наполнителей при производстве пластмасс, кабелей, красок, клея, в составе смазочных масел и пестицидов.

Типы электрооборудования с ПХБ

Синтетические жидкие диэлектрики применялись в первую очередь в силовых конденсаторах и трансформаторах. Частично они использовались также в производстве специальных конденсаторов, предназначенных для люминесцентных ламп и бытовых электроприемников.

Силовые конденсаторы

Силовые конденсаторы предназначены для продольной компенсации реактивного сопротивления дальних линий электропередач, для повышения коэффициента мощности промышленных электроустановок и индукционных электротермических установок в силовых сетях высокого и низкого напряжения или в силовых устройствах повышенных частот и др. Они могут применяться как отдельными единицами, так и в виде комплектных конденсаторных установок или батарей.

В отличие от конденсаторов, применяемых в радиоэлектронике и связи, силовые конденсаторы отличаются значительным объемом и массой, большой емкостью, реактивной мощностью и запасаемой энергией в конденсаторной единице. В зависимости от назначения выделяются косинусные, импульсные, электротермические, фильтровые, тиристорные и специальные конденсаторы.

Из всего многообразия конденсаторов важно выделить заполненные ПХБ. Согласно техническим условиям и ГОСТам, в обозначении типа конденсатора вторая буква обозначает тип диэлектрика, например, С - пропитка синтетическими жидкостями. Наиболее широкое использование получили косинусные конденсаторы типа КС (КСК), доля которых составляла до 70 % общего выпуска конденсаторов. Среди них выделяются конденсаторы нулевого, первого и второго габаритов (например, КСО - конденсатор нулевого габарита, весом 18 кг; конденсатор КС1 или КСК1 - первого габарита с весом 26-30 кг; конденсатор типа КС2 или КСК2 - второго габарита с весом 54-60 кг).

Размеры металлического корпуса для указанных конденсаторов одинаковы в основании (380x120 мм) и различаются по высоте: соответственно 180, 325 и 640 мм. Все они имеют прямоугольную форму и изготовлены из листовой стали. Второе место в выпуске конденсаторной продукции занимали электротермические конденсаторы типа ЭСВ. Они имеют только один габарит с высотой корпуса 350 мм (что практически соответствует первому габариту конденсаторов типа КС). Масса диэлектрика в конденсаторах варьирует в зависимости от его типа и марки и составляет: ПСК - 2,7 кг, ЭСВ - 8,5, КС1 КСК1-10, ИС - 18, КС2, КСК2 - 19, КСП - 22-24 кг.

Силовые конденсаторы выпускались на Серпуховском и Усть-Каменогорском (Казахстан) конденсаторных заводах. Серпуховский завод начал выпуск конденсаторов с ПХБ-наполнителями с 1958-1959 гг. До 1968-1970 гг. в качестве диэлектрической жидкости использовался совол электроизоляционный, затем - трихлордифенил. Кроме того, широко использовались синтетические жидкости типа «Клофен», «Пиралены». С 1959 г. конденсаторы с трихлордифенилом начали производиться на Усть-Каменогорском конденсаторном заводе (с момента пуска в строй).

В СССР производство конденсаторов продолжалось вплоть до 1988 г. на Серпуховском конденсаторном заводе и примерно до 1990-1992 гг. - на Усть-Каменогорском. По оценкам специалистов, на указанных предприятиях было израсходовано около 40 тыс. т ПХБ. С 1969 г. выпуск конденсаторов осуществлялся также на Ленинаканском электротехническом заводе (Армения). Объемы использованного ПХБ здесь оцениваются в 30 тыс. т, однако типы конденсаторов и сфера их применения не совсем ясна. Известно только, что выпускались преимущественно конденсаторы для светотехнической промышленности и для бытовых кондиционеров. Срок службы таких конденсаторов составляет 10-15 лет. С учетом того, что в 1989 г. конденсаторный завод в Ленинакане (Кумайри) был разрушен во время землетрясения, можно предположить, что основная часть такого оборудования к настоящему времени выведена из эксплуатации.

В СССР поставлялось электрооборудование с ПХБ-наполнителями из Германии (ГДР), Франции, Чехии и др. К настоящему времени выявлено, что из импортного оборудования, применяемого на промышленных предприятиях, известны конденсаторы фирмы ISOCOND (г. Лейпциг) типа LKC, а также типа LA-Z, LOGE, BR и другие (г. Аннаберг), также заполненные ПХБ.

Силовые трансформаторы

Силовые трансформаторы применяются для преобразования электрической энергии в электрических сетях и в установках, предназначенных для приема и использования электрической энергии. В перечне основных типов трансформаторов с ПХБ наиболее часто упоминаются ТНЗ и ТНЗП производства Чирчикского трансформаторного завода (Узбекистан).

Выпуск трансформаторов с совтолом начат примерно в 1939-1940 гг. и продолжался до 1987-1990 гг., т.е. около 50 лет. Около 98% совтола-10 (56 тыс. т), произведенного в России, использовано на Чирчикском трансформаторном заводе. Среди электрооборудования, выпускавшегося на ПО «Уралэлектротяжмаш», с совтолом-10 производились трансформаторы типов ТИПУ, ТИП, ТНРУ и ТНЗПУ; их производство прекращено в 1974 г. Характер диэлектрика в трансформаторе можно также отчасти определить по его маркировке. Наличие буквы «Н» указывает на негорючий диэлектрик, а это в большинстве случаев, по крайней мере в старых трансформаторах - ПХБ.

В процессе эксплуатации конденсаторов поступление ПХБ в окружающую среду практически исключено. Срок службы конденсаторов составляет 20-25 лет. Замена диэлектриков в конденсаторах не производится; срок службы жидкостей совпадает со сроком службы оборудования. Для трансформаторов предусмотрена замена охлаждающей жидкости, однако на практике проводится регулярная замена только трансформаторного масла. В соответствии с дополнениями от 01.06.86 г. к ГОСТ 16555-75, трансформаторы с совтолом должны эксплуатироваться без капитального ремонта (соответственно, и без замены жидкости). Для работы с синтетическими хлорсодержащими жидкостями необходимы специально оборудованные площадки, емкости и другие приспособления. Поэтому чаще всего при "старении" жидкости типа «совтол-10» трансформатор выводится из эксплуатации. 

Основными причинами повреждения конденсаторов являются пробои (иногда с разгерметизацией металлического корпуса), физический износ оборудования, коррозия корпуса. Вероятность повреждения корпуса снижается от бумажных конденсаторов (типа КС) к бумажно-пленочным (типа КСК) и далее к пленочным: у первых разложение бумаги электрической дугой сопровождается мощным газовыделением, вспучиванием и повреждением корпуса часто с воспламенением (бумага является фитилем, подпитывающим место горения).

Надежность и срок службы конденсаторов, пропитанных пентахлордифенилом, резко снижается в зимнее время. При этом наибольшее количество конденсаторов выходит из строя в момент их включения после длительного перерыва в работе. Выход конденсаторов из строя объясняется тем, что при низких температурах вследствие неравномерности охлаждения в диэлектрике создается разрежение и образуются пустоты, в которых при повторном включении охлажденного конденсатора возникают частичные разряды, приводящие к его пробою. Кроме того, после повторного включения конденсаторов в работу вследствие неравномерного разогрева в диэлектрике создаются механические напряжения, которые могут приводить к образованию трещин и разрыву бумажных листов и в конечном итоге к пробою диэлектрика.

При «взрыве» конденсатора нарушение корпуса происходит не всегда. В ряде случаев отмечается простое вздутие, непосредственных утечек при этом не происходит, испарение возможно. При нарушении целостности корпуса конденсатора и образовании трещин в нижней части корпуса практически вся свободная жидкость вытекает. В случае разгерметизации корпуса в верхней части утечки обусловлены чаще всего несоблюдением условий по демонтажу поврежденного оборудования и его хранения.

Наиболее интенсивный выход из строя конденсаторов отмечается при несоблюдении условий их установки и обслуживания, например: установка на открытых площадках конденсаторов, предназначенных для работы в закрытых помещениях, несвоевременная покраска корпуса.

В этот выпуск рассылки "Электротехническая энциклопедия" попали самые важные моменты из книги "Полихлорированные бифинилы в электрооборудовании". Полную электронную версию этой книги в формате DjVu вы можете скачать с этой страницы:

 http://www.electrolibrary.narod.ru/bifenily_v_electrooborudovanii.htm

Все новые книги электротехнической тематики: http://knigi.povny.info/index_m.htm

А еще я очень хочу, чтобы Вы обратили внимание на мой путеводитель: http://guidebook.povny.info/

Всего хорошего!

Ведущий рассылки: Андрей Повный Е-mail: electroby@mail.ruru

Электротехническая библиотека  | Магазин электротехнической книги