Датчики Росма

Датчики РОСМА: технические характеристики, классификация и применение в системах мониторинга электрооборудования

Компания «РОСМА» является российским разработчиком и производителем систем мониторинга и диагностики высоковольтного оборудования, а также широкого спектра датчиков для электроэнергетики. Продукция под этим брендом, включая датчики, предназначена для непрерывного контроля состояния силовых трансформаторов, выключателей, разъединителей и других критических активов на подстанциях и в распределительных сетях. Датчики РОСМА интегрируются в системы сбора данных и АСУ ТП, предоставляя информацию для прогнозирования отказов и перехода от планово-предупредительного к ремонту по фактическому состоянию.

Принцип действия и архитектура систем мониторинга с датчиками РОСМА

Датчики РОСМА функционируют в рамках комплексной архитектуры, которая включает несколько уровней: первичные измерительные преобразователи (собственно датчики), устройства сбора и обработки данных (контроллеры, концентраторы), а также программное обеспечение верхнего уровня для визуализации и анализа. Большинство датчиков являются «интеллектуальными», то есть оснащены микропроцессорами для первичной обработки сигнала, температурной компенсации и самодиагностики. Связь с вышестоящими устройствами часто осуществляется по цифровым интерфейсам (RS-485 с протоколами Modbus RTU, IEC 61850), что повышает помехозащищенность и упрощает монтаж. Аналоговые выходы (4-20 мА, 0-10 В) также поддерживаются рядом моделей для интеграции в существующие АСУ.

Классификация и основные типы датчиков РОСМА

Номенклатура датчиков охватывает ключевые параметры контроля высоковольтного оборудования. Их можно классифицировать по измеряемому физическому параметру.

Датчики для контроля силовых трансформаторов

• Датчики температуры (ТМС): Контроль температуры масла в верхних и нижних слоях, температуры активной стали и обмоток. Исполнения: погружные (в гильзу), накладные, с выносным щупом. Используются термосопротивления (Pt100, Pt1000) или полупроводниковые преобразователи.
• Датчики влажности (ДВМ): Измерение относительной влажности воздуха в расширительном баке трансформатора. Критически важны для предотвращения насыщения масла влагой и снижения диэлектрической прочности. Принцип действия – емкостной.
• Датчики давления (ДДМ, ДДМ-Р): Контроль избыточного давления и разрежения в баке трансформатора. Могут использоваться для сигнализации о резких изменениях, связанных с внутренними повреждениями.
• Газовые датчики (ДРГ): Ключевой элемент системы ранней диагностики. Непрерывный мониторинг содержания растворенных в масле газов (водород H₂, метан CH₄, окись углерода CO, углекислый газ CO₂, этилен C₂H₄, ацетилен C₂H₂, этан C₂H₆) методом хроматографии или с использованием полупроводниковых сенсоров (для H₂). Позволяют выявлять тлеющие разряды, перегревы, дуговые процессы.
• Датчики уровня масла (УУМ): Измерение уровня масла в расширителе. Исполнения: поплавковые, емкостные, ультразвуковые.
• Датчики частиц (ДЧМ): Подсчет и классификация механических частиц в трансформаторном масле по размеру для оценки износа конструкционных элементов.

Датчики для контроля высоковольтных выключателей

• Датчики тока (ТТР, трансформаторы тока Роговского): Бесконтактное измерение переменного тока в цепях управления и силовых цепях. Используются для контроля потребления двигателей приводов, токов в главных цепях.
• Датчики перемещения/положения (ДПВ): Контроль линейного или углового перемещения штоков, валов приводов. Определение скорости и времени срабатывания механизма. Принципы: потенциометрический, магнитострикционный, оптический.
• Датчики давления в гидро- и пневмосистемах (ДД): Мониторинг давления в накопителях и магистралях приводов выключателей.
• Датчики вибрации/акселерометры (ДВ): Анализ виброакустических сигналов при срабатывании для диагностики механического состояния.

Универсальные и вспомогательные датчики

• Датчики напряжения (ДН): Контроль напряжения оперативного тока на шинах управления.
• Датчики освещенности, загазованности, температуры окружающей среды: Для мониторинга условий в помещении ЗРУ или на открытой площадке.

Технические характеристики и особенности исполнения

Датчики РОСМА разрабатываются с учетом жестких условий эксплуатации в электроустановках. Типовые характеристики включают:

• Степень защиты корпуса: не ниже IP65 для уличного исполнения, IP54 для помещений.
• Диапазон рабочих температур: от -60°C до +85°C (в зависимости от модели).
• Питание: как правило, 24 В постоянного тока (DC) или 220 В переменного/постоянного тока.
• Выходные сигналы: цифровой (RS-485/Modbus, Ethernet), аналоговый (4-20 мА, 0-10 В), дискретный («сухой контакт»).
• Класс точности: от 0.1 до 2.5% в зависимости от типа датчика и измеряемого параметра.
• Взрывобезопасное исполнение (для датчиков газов): 1ExibIIBT4Gb.
• Конструктивное исполнение: для монтажа на фланцы, в гильзы, на DIN-рейку, на стену.

Таблица: Сводные данные по основным типам датчиков РОСМА

Тип датчика	Модель (пример)	Измеряемый параметр	Диапазон измерений	Выходной сигнал	Основное применение
Датчик температуры	ТМС-100	Температура масла/обмотки	-50…+150°C	Pt100, 4-20 мА, Modbus	Трансформаторы, реакторы
Датчик влажности	ДВМ-10	Отн. влажность воздуха	0…100% RH	4-20 мА, Modbus	Расширительный бак трансформатора
Датчик давления	ДДМ-Р-01	Давление/разрежение	-50…+100 кПа	4-20 мА (2 канала), Modbus	Бак трансформатора
Датчик водорода	ДРГ-Н2	Концентрация H₂ в масле	0…2000 ppm	Modbus, «сухой контакт»	Ранняя диагностика трансформаторов
Датчик тока (Роговского)	ТТР-110	Переменный ток	0…1000 А	0…1 В, Modbus	Цепи управления выключателями
Датчик перемещения	ДПВ-Л	Линейное перемещение	0…300 мм	4-20 мА, Modbus	Приводы выключателей, разъединителей

Интеграция в системы управления и диагностики

Датчики РОСМА редко работают автономно. Они являются частью распределенной системы мониторинга, такой как «СМД РОСМА» или «Диакомс». Данные от датчиков агрегируются контроллерами (например, КСМ-1), которые выполняют первичную обработку, хранение архива и передачу информации на сервер АСУ ТП по стандартным промышленным протоколам (IEC 61850, Modbus TCP, OPC UA). Программное обеспечение (ПО «Диакомс-В») обеспечивает визуализацию трендов, формирование предупреждений и аварийных сигналов, генерацию отчетов и экспертный анализ данных, в том числе по газам (метод Дорненбурга, Дюваля).

Преимущества и ограничения

Преимущества:

• Локализация производства и разработки: Адаптация к российским нормативам, оперативная техническая поддержка, независимость от импорта.
• Комплексность решений: Возможность поставки готовой системы мониторинга «под ключ» от датчиков до ПО.
• Соответствие стандартам: Изделия разрабатываются с учетом требований ГОСТ, ТУ, рекомендаций МЭК (IEC) и СИГРЭ (CIGRE).
• Функциональность: Широкий выбор датчиков для решения большинства задач диагностики.

Ограничения:

• Конкуренция с мировыми лидерами: В некоторых сегментах (например, высокоточная хроматография газов) может уступать в долгосрочной стабильности и чувствительности продуктам компаний вроде General Electric или Qualitrol.
• Динамика обновления: Скорость внедрения новых технологий в серийные изделия может быть ниже, чем у глобальных игроков.
• Внедренческая база: Хотя она широка в РФ и СНГ, глобальное присутствие меньше, чем у международных брендов.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос: Какой интерфейс связи предпочтительнее для датчиков РОСМА – аналоговый (4-20 мА) или цифровой (RS-485/Modbus)?

Ответ: Цифровой интерфейс является предпочтительным для новых проектов. Он позволяет передавать по одной витой паре данные с нескольких датчиков (до 32 на шину), обеспечивает высокую помехозащищенность, передачу не только значения, но и служебной информации (состояние, диагностика), а также упрощает кабельную инфраструктуру. Аналоговый интерфейс 4-20 мА оправдан только при интеграции в существующие системы, не имеющие цифровых входов.

Вопрос: Требуют ли датчики газа (ДРГ) для трансформаторов частого обслуживания и калибровки?

Ответ: Да, газовые датчики, особенно основанные на полупроводниковых или электрохимических сенсорах, требуют периодической поверки и калибровки. Периодичность указана в паспорте и обычно составляет 1-2 года. Датчики на основе газовой хроматографии имеют более сложное устройство и также нуждаются в техническом обслуживании (замена сорбентов, продувка). Важно учитывать эти эксплуатационные расходы при проектировании системы.

Вопрос: Можно ли интегрировать датчики РОСМА в SCADA-систему стороннего производителя (например, Siemens, Schneider Electric)?

Ответ: Да, интеграция возможна и является стандартной практикой. Поставщик предоставляет протоколы обмена (чаще всего Modbus RTU/TCP) и описание регистров. Для протокола IEC 61850 предоставляется файл описания конфигурации (ICD). Таким образом, данные с датчиков могут быть считаны любым ПЛК или шлюзом, поддерживающим эти стандартные промышленные протоколы.

Вопрос: Каков типичный срок службы датчиков РОСМА?

Ответ: Средний заявленный срок службы для большинства датчиков составляет 10-12 лет при соблюдении условий эксплуатации. На долговечность влияют температурные режимы, вибрации, агрессивность среды. Механические датчики (поплавковые уровнемеры, потенциометрические датчики перемещения) имеют наработку на отказ, связанную с количеством циклов срабатывания.

Вопрос: Предлагает ли РОСМА решения для беспроводной передачи данных с датчиков?

Ответ: Да, в продуктовой линейке присутствуют решения с беспроводными интерфейсами передачи данных (радиоканал в лицензионных или свободных диапазонах). Это особенно актуально для модернизируемых объектов, где прокладка кабельных линий экономически нецелесообразна или технически сложна. Беспроводные датчики обычно имеют автономное питание от батарей с длительным сроком службы.

Заключение

Датчики РОСМА представляют собой серийно выпускаемую, технологически развитую линейку средств измерения для комплексного мониторинга высоковольтного электрооборудования. Их ключевое значение для отрасли заключается в обеспечении импортонезависимости, возможности создания законченных отечественных систем диагностики и соответствии актуальным требованиям к цифровизации и повышению надежности энергообъектов. Выбор конкретных типов датчиков, их интерфейсов и архитектуры системы должен основываться на техническом задании, учитывающем тип контролируемого оборудования, перечень критических параметров и требования по интеграции в существующую инфраструктуру АСУ ТП.