12.11.2018
В завершающий период индустриализации в стране началась массовая установка электротехнического оборудования с негорючим заполнением. Но ни наука, ни разработчики и изготовители, ни проектировщики, его устанавливавшие в пожароопасных помещениях, не решили проблему обслуживания и ремонта при разгерметизации и не ответили на вопрос, что делать при неизбежной утилизации. В мае 2001 г. Российская Федерация участвовала в конференции ЮНЭП (программа ООН по охране среды) "О стойких органических загрязнителях" (Стокгольм, 22—23 мая 2001 г.) и подписала заключительный Акт об исключении из производства и пользования стойких органических загрязнителей. В перечень СОЗ, подпадающих под действие конвенции и подлежащих в ближайшие годы полной утилизации, включены полихлорированные бифенилы (ПХБ), крайне вредные для человека по многим статьям.
Поданным Госкомэкологии России, в СССР препараты ПХБ в массовом количестве производили с 1939 г. и использовали в производстве диэлектрических жидкостей под техническими названиями "Совол" и "Совтол". "Совтол-10" (смесь ПХБ и трихлорбензола) использовали для заливки трансформаторов. Имеются сведения, что и заполнение конденсаторов соволом осуществляли до 1988 г. на конденсаторном заводе в г. Серпухове.
Параметры видов изоляции силовых трансформаторов
| Трансформа-торное масло | 140 | 180 | 0 | 35 | малотоксично | 10 |
| MIDEL-7131 | 310 | 405 | К | 580 | малотоксичен | 200 |
| Элегаз | Не воспламеняется | Не воспламеняется | L | В воде малорастворим | Ядовит | 200 |
| Совтол | Более 600 | Не воспламеняется | L | Не гигроскопичен | ядовит | Снят с производства |
* Без цвета и запаха, химически инертен
В эксплуатации и резерве в России (по неполным данным) находится более 200 тыс. трансформаторов и конденсаторов с заполнителями, содержащими ПХБ (совол, совтол, трихлорби-фенил). Только в металлургическом комплексе страны эксплуатируют трансформаторы и конденсаторы, содержащие не менее 30 тыс. т ПХБ.
Замену совтоловых трансформаторов можно осуществить на трансформаторы с диэлектрической жидкостью и на сухие. В таблице приведено сравнение параметров жидких и газообразного диэлектриков, которые используют при замене силовых трансформаторов напряжением 6—10 кВ мощностью 100—2500 кВА. Отметим особенности применения этих диэлектриков.
Трансформаторное масло взрыво- и пожароопасно. Требуется специальное технологическое оборудование при регенерации, сливе отработанного и получении свежего масла. Необходим периодический отбор проб. Все это обуславливает высокие эксплуатационные расходы. Температура застывания —45 °С. Для специальных арктических сортов температура застывания уменьшается до —60—65 0 С, но при этом понижается и температура вспышки до 90—100°С.
Использование MIDEL-7131 требует дополнительных технических мероприятий по герме-гизации трансформаторов. Такие трансформаторы неприменимы в пожароопасном производстве. Для регенерации и сушки диэлектрика необходимо специальное оборудование. Температура застывания — 45 0 С. Утилизация не вызывает проблем, так как MIDEL-7131 подвергается биологическому разложению. Однако следует отметить высокую стоимость MlDEL из-за приобретения по импорту.
При установке оборудования с наполнением элегазом (шестифтористой серой SF6) в помещениях их необходимо оснащать системой контроля утечки. Следует соблюдать особые меры предосторожности при ревизии оборудования, использовать противогазы, перчатки и др. Необходимы также встроенные поглотители продуктов разложения и специальное оборудование для осушки элегаза. Температура кипения — 64 °С.
Электрооборудование с наполнением совтолом должно быть герметичным. Совтол экологически крайне опасен, биологически не разлагается и накапливается в биологических структурах. Оказывает мутагенное действие на человека, является мощным фактором подавления иммунитета, поражения системы кроветворения, провоцирует развитие рака, поражения печени, почек, нервной системы, кожи. способствует развитию врожденных уродств и детской патологии. Утилизация его крайне сложна и дорога.
Назрела необходимость в уничтожении и утилизации этих токсикантов, особенно учитывая, что у большинства трансформаторов и конденсаторов, содержащих ПХБ, в процессе эксплуатации наступил предел износа (некоторые даже текут).
Сегодня в России существует единственная технология для обезвреживания (уничтожения) ПХБ, успешно прошедшая государственную экологическую экспертизу на федеральном уровне. Эта технология и мобильная установка на ее основе разработаны в ЦНИИМАШ (авт. Папуша А. И.). ОАО "Северсталь" по инициативе главного электрика Аршинова Н, П. приобрело такую установку и с участием авто ров осуществило ее внедрение, что дало возможность уничтожить более 100 т совтола. По разработанной комбинатом собственной оригинальной технологии трансформаторы отмывали от остатков ПХБ, металл использовали для вторичной переработки.
При решении проблемы замены трансформаторов, содержащих ПХБ, целесообразно сравнить трансформаторы с диэлектрическим наполнением MIDEL-7131 и сухие. Такой анализ проведен ВЭИ в научно-исследовательской работе "Создание экологически чистой элементной базы" (отчет ГБ92-3500-010). Выделим основные аспекты, которые следует принимать во внимание при принятии решения.
Пожароопасность. При открытой установке в цехе вне камеры трансформатор с совтолом имеет категорию огнестойкости L по классификации МЭК, что соответствует температуре воспламенения диэлектрика более 600 °С. Но в связи с тем, что совтол является негорючей жидкостью, испытания на возгорание не проводят. Жидкость MIDEL-7131 имеет температуру воспламенения 310 °С, что отвечает категории К. Поэтому по классификации МЭК трансформатор с MIDEL-7131 как горючий не может быть применен в пожароопасных помещениях. Сухой трансформатор с литой изоляцией по технологии BEZ не горюч, что относит его к категории огнестойкости L.
Способность к влагонасыщению. Совтол не гигроскопичен. MIDEL-7131 имеет повышенную способность поглощать воду (в несколько раз больше трансформаторного масла), что требует дополнительных технических мероприятий по герметизации трансформатора, не дает возможности использовать обычную конструкцию трансформатора с расширительным баком, предъявляет повышенные требования к технологическому оборудованию по обработке MIDEL-7131. Сухой трансформатор с литой изоляцией не гигроскопичен, не требует никаких дополнительных затрат при производстве и эксплуатации (ввиду отсутствия жидкости как таковой).
Токсичность. Совтол ядовит, требует повышенных мер безопасности при эксплуатации, дополнительных затрат на утилизацию. MIDEL-7131 — вещество малотоксичное. Сухой трансформатор с литой изоляцией экологически чист.
Хладостойкость. MIDEL-7131 имеет температуру застывания —45 °С. Температурный режим работы сухого трансформатора от - 45 °С до +40 °С (проведены испытания до - 60 °С).
Затраты. При замене совтоловых трансформаторов на трансформаторы с MIDEL-7131 необходимым условием является создание дополнительной технологической базы по их эксплуатации, которая будет вынуждена соседствовать с существующей базой по совтолу. По мере вывода из эксплуатации совтоловых трансформаторов на предприятии должны будут одновременно работать две технологических линии — по обработке совтола и MIDEL-7131. После полной замены трансформаторов в эксплуатации останется технологическая линия по обработке MIDEL с соответствующими людскими и материальными затратами. В случае замены совтоловых трансформаторов на сухие с литой изоляцией никаких дополнительных технологических и эксплуатационных расходов не требуется, после полной замены потребность в технологической базе по обработке совтола исчезнет, что позволит cyщественно сократить эксплуатационные и людские ресурсы.
Делая общие выводы, следует отметить, что при примерно одинаковой стоимости трансформатора с MIDEL-7131 и сухого с литой изоляцией первый не соответствует климатическому исполнению У1, У2, УЗ ГОСТ—15150, не может быть использован в северных районах из-за невозможности циркуляции в системе охлаждения трансформатора при низких температурах. Сухой трансформатор соответствует требованиям ГОСТ и может применяться без ограничения по климатическим зонам. Он обеспечивает повышенную импульсную прочность согласно требованиям ГОСТ 1516.3—98. В случае ремонта трансформаторов с MIDEL-7131 требуется ремонтная база со специальным технологическим оборудованием и помещением. Ремонт сухого трансформатора могут производить выездные бригады на месте аварии, дополнительное оборудование не требуется.
Таким образом, назрела как замена совтоловых трансформаторов, так и их последующая утилизация, альтернативы нет. Одновременно, по нашему мнению, в стране настало время создать координационный совет при Министерстве природных ресурсов РФ с участием специалистов предприятий (регионов) для разработки комплексной программы уничтожения полихлорбифенилов.