Вакуумметры Росма

Вакуумметры РОСМА: технические характеристики, принципы работы и применение в электроэнергетике

Вакуумметры РОСМА представляют собой контрольно-измерительные приборы, предназначенные для непрерывного мониторинга и контроля степени разрежения (вакуума) в герметичных объемах высоковольтного оборудования. Основная сфера их применения – комплектные распределительные устройства (КРУ) и выключатели высокого напряжения (вакуумные, элегазовые), где поддержание заданного уровня вакуума в дугогасительных камерах или в объеме всего аппарата является критически важным для обеспечения надежной коммутации и безопасности эксплуатации. Приборы производятся российской компанией ООО «РОСМА» (г. Санкт-Петербург), специализирующейся на разработке и выпуске средств контроля для энергетики.

Принцип действия и конструктивные особенности

Вакуумметры РОСМА относятся к классу термопарных (термоэлектрических) манометров. Принцип их работы основан на зависимости теплопроводности разреженного газа от давления. В измерительную головку прибора, которая монтируется непосредственно на контролируемый объем, встроены термопара и нагревательный элемент. На нагреватель подается постоянный ток, что приводит к его разогреву. Термопара, контактирующая с нагревателем, измеряет его температуру. В условиях высокого вакуума молекулы газа находятся на большом расстоянии друг от друга, теплопроводность среды низка, и нагреватель достигает более высокой температуры. При увеличении давления (ухудшении вакуума) теплопроводность газа возрастает, теплоотвод от нагревателя увеличивается, и его температура снижается. Изменение температуры фиксируется термопарой, и ее выходной сигнал (термо-ЭДС), являющийся мерой давления, преобразуется во вторичном приборе в показания на шкале или в унифицированный выходной сигнал.

Конструктивно система контроля вакуума РОСМА, как правило, состоит из двух основных компонентов:

Первичный преобразователь (измерительная головка, датчик): Устанавливается непосредственно на вакуумный объем (например, на полюс вакуумного выключателя через специальный фланец). Выполнен в металлокерамическом или металлостеклянном герметичном корпусе, рассчитанном на длительную работу в условиях высокого напряжения и вибраций. Имеет стандартные присоединительные размеры (фланцы).
Вторичный прибор (индикатор, преобразователь сигнала): Устанавливается на лицевой панели ячейки КРУ или в релейном отсеке. Принимает сигнал от первичного преобразователя, обрабатывает его и отображает значение давления в удобной форме (стрелочная индикация, светодиодная шкала, цифровой дисплей). Также формирует дискретные выходные сигналы (сигнализация «Норма», «Предаварийный вакуум», «Аварийный вакуум») для передачи в систему АСУ ТП или на отключение выключателя.

Основные серии и модификации вакуумметров РОСМА

Номенклатура приборов включает несколько серий, различающихся по типу индикации, набору функций и интерфейсам.

1. Серия ВИТ (Вакуумметр Измерительный Термопарный) со стрелочным указателем

Классическая модель с аналоговой стрелочной индикацией. Вторичный прибор представляет собой магнитоэлектрический логометр, шкала которого проградуирована в Па (Паскалях) или мм. рт. ст. (миллиметрах ртутного столба). Отличается высокой надежностью, не требует внешнего питания для работы индикации (сигнал формируется непосредственно термопарой), устойчивостью к электромагнитным помехам. Недостаток – отсутствие возможности легкой интеграции в АСУ ТП без дополнительных реле.

2. Серия ВАКС (Вакуумметр Аналоговый Компактный Сигнализирующий)

Более современная разработка, сочетающая аналоговую стрелочную индикацию со встроенной светодиодной сигнализацией и релейными выходами. Прибор имеет два или три порога срабатывания, которые настраиваются пользователем. При достижении заданных уровней давления загораются соответствующие светодиоды («Норма», «Предупредительный», «Авария») и срабатывают герконовые реле.

**Сравнительная таблица серий ВИТ и ВАКС**
Параметр	ВИТ-1А, ВИТ-2А	ВАКС-1, ВАКС-2
Принцип индикации	Стрелочный логометр	Стрелочный логометр + светодиодные индикаторы
Диапазон измерений	от 1*10^-5 до 10² Па	от 5*10^-5 до 10² Па
Питание вторичного прибора	Не требуется (для индикации)	Требуется (~220В или =24/48В для реле и подсветки)
Выходные сигналы	Нет (только визуальная индикация)	2 или 3 герконовых реле (сухих контакта)
Установка порогов срабатывания	Нет	Потенциометрами на лицевой панели
Основное применение	Визуальный контроль на объектах без требований к телемеханике	Контроль с сигнализацией в современных КРУ, интеграция в схемы защиты

3. Серия ВКТ (Вакуумметр Контрольно-измерительный Термопарный) с цифровым дисплеем

Цифровые вакуумметры, отображающие значение давления на жидкокристаллическом (ЖК) или светодиодном (LED) дисплее. Обладают высокой точностью, возможностью программирования уставок, функцией самодиагностики. Часто оснащаются аналоговыми выходами (4-20 мА) и цифровыми интерфейсами (RS-485 с протоколом Modbus RTU), что делает их идеальными для построения распределенных систем мониторинга на крупных подстанциях.

Ключевые технические характеристики и условия эксплуатации

Диапазон измеряемых давлений: От 5×10^-5 до 100 Па. Это охватывает весь рабочий и аварийный диапазон для вакуумных дугогасительных камер (рабочее давление обычно 10^-5 – 10^-3 Па).
Класс точности: Обычно 2.5 или 1.5 для аналоговых приборов, может быть выше для цифровых моделей.
Напряжение питания вторичных приборов: Переменное напряжение 100-240 В, 50/60 Гц или постоянное 24/48/110/220 В, в зависимости от модификации.
Выходные сигналы:
- Дискретные: «сухие» контакты реле (герконов) на коммутацию 220 В, 1 А.
- Аналоговые: унифицированный сигнал 4-20 мА или 0-5 В.
- Цифровые: интерфейс RS-485.
Климатическое исполнение: УХЛ1, УХЛ2, УХЛ3 по ГОСТ 15150 (для работы в умеренном и холодном климате в закрытых помещениях с отоплением или без).
Степень защиты корпуса: Обычно IP40 для вторичного прибора (для установки внутри шкафов), IP54 для выносных датчиков.
Механическая устойчивость: Вибрационная стойкость до 5g в диапазоне частот 10-150 Гц, что важно для работы на электротехническом оборудовании.

Монтаж, подключение и настройка

Монтаж системы контроля вакуума должен производиться в соответствии с проектными схемами и руководством по эксплуатации. Первичный преобразтор устанавливается на специальный технологический фланец вакуумной камеры через уплотнительную прокладку (обычно медную). Крепление осуществляется болтами с контролем момента затяжки. При монтаже критически важно избежать загрязнения вакуумного тракта и самого датчика. Соединение между датчиком и вторичным прибором осуществляется экранированным кабелем с термопарными или медными жилами (в зависимости от модели), длина которого может достигать десятков метров без существенной потери точности.

Подключение вторичного прибора включает в себя:

Подвод питания.
Подключение сигнального кабеля от датчика.
Коммутацию выходных реле в цепи сигнализации и/или отключения выключателя.
Подключение аналогового или цифрового выхода к системе SCADA (при наличии).

Настройка (для программируемых моделей) заключается в установке порогов срабатывания сигнализации. Рекомендуемые уставки, как правило, указаны в паспорте на высоковольтный выключатель. Типичные значения:

«Норма»: давление ниже 0.001 Па (зеленая зона).
«Предупреждение»: давление в диапазоне 0.001 – 0.1 Па (желтая зона). Требует повышенного внимания, планирования ремонта.
«Авария»: давление выше 0.1 – 1 Па (красная зона). Запрет на включение или команда на немедленное отключение выключателя.

Преимущества и недостатки вакуумметров РОСМА

Преимущества:

Адаптированность к российским стандартам и условиям: Полное соответствие требованиям ПУЭ, ГОСТ, нормам энергосистем.
Широкая совместимость: Приборы имеют стандартные присоединительные размеры (фланцы DN16, DN25) и могут устанавливаться на вакуумные камеры большинства производителей (в т.ч. отечественных: «ЭЛНА», «Таврида Электрик», «СВЭЛ», и многих зарубежных).
Надежность и долговечность: Простая и проверенная конструкция, отсутствие сложных электронных компонентов в измерительной головке обеспечивает длительный срок службы.
Ремонтопригодность и сервис: Наличие сервисных центров в РФ, возможность поверки и калибровки на отечественных эталонах.
Диапазон моделей: Наличие как простых индикаторов, так и интеллектуальных устройств с сетевыми интерфейсами.

Недостатки/ограничения:

Зависимость показаний от состава газа: Как и все термопарные манометры, приборы градуируются на воздух. При наличии в вакуумном объеме паров масла, элегаза или других газов показания могут иметь систематическую погрешность.
Инерционность: Время установления показаний составляет несколько секунд, что, однако, вполне достаточно для контроля медленно меняющегося технологического параметра.
Необходимость питания для функционала сигнализации (для большинства моделей): В отличие от чисто аналоговых ВИТ, серии ВАКС и ВКТ требуют внешнего электропитания.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Как часто нужно поверять вакуумметры РОСМА?

Межповерочный интервал (МПИ) устанавливается для каждой конкретной модели в паспорте и обычно составляет 2-4 года. Однако на практике периодичность может определяться локальными нормативными документами энергопредприятия. При выходе показаний за пределы «зеленой» зоны или после ремонта выключателя рекомендуется выполнить внеочередную проверку.

2. Можно ли использовать вакуумметр РОСМА для контроля давления в элегазовом оборудовании?

Нет, напрямую – нельзя. Термопарные вакуумметры предназначены для измерения низких давлений в диапазоне от 10^-5 до 100 Па. Давление элегаза в КРУЭ составляет десятки и сотни килопаскалей (0.3-0.6 МПа). Для этих целей используются абсолютные манометры или датчики плотности. Однако вакуумметры РОСМА могут применяться при вакуумировании отсека с элегазом перед его заполнением.

3. Что делать, если стрелка прибора находится в «красной» зоне при отключенном выключателе?

Это свидетельствует о потере вакуума в дугогасительной камере. Такой выключатель запрещено включать под нагрузку. Необходимо вывести его в ремонт для замены вакуумной камеры или всего полюса. Перед этим следует убедиться, что причина не в неисправности самого вакуумметра (проверить целостность кабеля, подключение, попробовать установить заведомо исправный прибор).

4. Чем отличается вакуумметр от указателя степени вакуума (УСВ)?

В контексте оборудования РОСМА это часто синонимы. Термин «указатель» чаще применяется к простым аналоговым приборам (ВИТ), которые лишь индицируют значение. «Вакуумметр» – более общий термин, включающий и сигнализирующие, и цифровые модели. В технической документации на выключатели обычно используется термин «УСВ».

5. Как выбрать между аналоговой (ВАКС) и цифровой (ВКТ) моделью?

Выбор зависит от требований проекта и уровня оснащенности подстанции:

ВАКС: Выбирайте для типовых ячеек КРУ, где требуется надежная локальная индикация и сигнализация без интеграции в верхний уровень АСУ. Проще в понимании для оперативного персонала.
ВКТ: Выбирайте для новых, цифровых подстанций, где необходим сбор данных в общую систему мониторинга (по протоколу Modbus), ведение архива, точная цифровая индикация. Требует настройки программного обеспечения.

6. Возможна ли замена импортных вакуумметров (например, на выключателях Siemens, ABB) на приборы РОСМА?

Да, в большинстве случаев возможна, при условии совпадения присоединительных размеров фланца и электрических характеристик (напряжение питания, тип выходных сигналов). Необходимо провести замеры посадочного места и анализ электрической схемы подключения. Такая замена часто выполняется в целях импортозамещения и упрощения обслуживания.

Заключение

Вакуумметры РОСМА являются проверенным и широко распространенным в российской электроэнергетике средством контроля состояния вакуумных выключателей. Широкий модельный ряд, от простых аналоговых указателей до интеллектуальных цифровых преобразователей, позволяет подобрать решение для любой задачи – от визуального контроля до интеграции в современные цифровые подстанции. Понимание принципа работы, особенностей монтажа и настройки этих приборов является важной составляющей компетенции персонала, отвечающего за эксплуатацию и ремонт высоковольтного коммутационного оборудования. Соблюдение регламентов проверки и технического обслуживания вакуумметрических систем напрямую влияет на надежность и безаварийность работы распределительных сетей.