Зарипов Дамир Камилевич – канд. техн. наук, доцент кафедры «Электрические станции им. В.К. Шибанова» (ЭС)
Damir K. Zaripov
Закиров Динар Файзелханович – аспирант
Dinar F. Zakirov
Тарасов Богдан Павлович – аспирант
Bogdan P. Tarasov
АКТУАЛЬНОСТЬ. В процессе разработки устройств диагностирования технических объектов бывает весьма полезным создание компьютерных моделей функционирования этих объектов. Адекватная и универсальная модель, например, работающей изолирующей конструкции на опоре воздушной линии электропередачи (ВЛ) позволит существенно сократить ресурсы и время на проведение натурных экспериментов и испытаний при разработке устройств ее диагностирования. ЦЕЛЬ. Создание компьютерной модели функционирования изолирующей конструкции на опоре воздушной линии (ВЛ) и лабораторной установке с набором электрических параметров и характеристик, необходимых для диагностирования ее состояния. Задачами моделирования являлось определение распределений электрического поля, напряжений и токов в окружающем изолятор пространстве с учетом геометрии объекта, включая внешние элементы конструкции. МЕТОДЫ. Для достижения поставленной цели был использован метод конечных элементов и программа COMSOL Multiphysics. Валидация разработанных моделей осуществлялась путем сравнения результатов моделирования с измерениями электрических параметров и характеристик изоляторов, находящихся в аналогичной конфигурации лаборатории и ВЛ. РЕЗУЛЬТАТЫ. В ходе моделирования была создана модель работы подвесного полимерного изолятора на ВЛ и в лаборатории, адекватность и универсальность которой доказана в ходе лабораторных и натурных испытаний с помощью датчиков, работающих на принципе емкостной связи и регистрации токов утечки. В ходе валидации лабораторной модели полученное расчетное значение тока утечки сухого изолятора согласуется с измеренным. Отклонение менее 5%. Выбор, по результатам моделирования, размера электрода емкостного датчика (20х20 см2) показал верность в ходе натурных испытаний опытных образцов онлайн системы контроля состояния изоляции СКАТ-ДИ на ВЛ 110 кВ.
RELEVANCE. In the process of developing diagnostic devices for technical objects, it is often very useful to create computer models of how these objects function. An adequate and universal model, for instance, of an operating insulating structure on an overhead power line (OHL) support, can significantly reduce the resources and time required for field experiments and tests when developing its diagnostic devices. OBJECTIVE. To create a computer model of the operation of an insulating structure on an overhead power line (OHL) support and on a laboratory setup, with a set of electrical parameters and characteristics necessary for diagnosing its condition. The simulation tasks included determining the distributions of the electric field, voltages, and currents in the space surrounding the insulator, taking into account the object's geometry, including external structural elements. METHODS. To achieve the set objective, the finite element method and the COMSOL Multiphysics software were used. The validation of the developed models was carried out by comparing the simulation results with measurements of the electrical parameters and characteristics of insulators in analogous laboratory and OHL configurations. RESULTS. The simulation resulted in the creation of a model of the operation of a suspension polymer insulator on an OHL and in a laboratory. Its adequacy and universality were proven during laboratory and field tests using sensors based on the principle of capacitive coupling and leakage current measurement. During the validation of the laboratory model, the calculated leakage current value for a dry insulator agreed with the measured one, with a deviation of less than 5%. The selection of the capacitive sensor electrode size (20x20 cm²), based on the simulation results, was confirmed as correct during field tests of prototypes of the SKAT-DI online insulation monitoring system on a 110 kV OHL.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.