Preview

Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ

Расширенный поиск

Использование бесконтактных методов диагностики высоких электрических полей

https://doi.org/10.30724/1998-9903-2019-21-4-123-133

Полный текст:

Аннотация

В электроэнергетике России и за рубежом особое внимание обращено на проблему возрастания числа возникших из-за повреждений высоковольтных изоляторов (ВИ) аварий в высоковольтном оборудовании. Был проведен анализ аварийных ситуаций на подстанциях и открытых распределительных устройствах [1,2,3], показавший, что причинами повреждения ВИ в большинстве случаев являются естественное старение в приложенном электрическом поле (ЭП), перенапряжения и наличие первоначальных дефектов при изготовлении ВИ. Опираясь на этот факт, нами разрабатывались различные методы бесконтактной диагностики ВИ с целью выявления дефектов на ранней стадии их развития. Особое внимание было обращено на метод частичных разрядов (ЧР), поскольку характеристики ЧР позволяют получить информацию о параметрах дефектов. В статье описан комплекс бесконтактных методов для проведения дистанционной диагностики высоковольтных изоляторов; двухканальный метод дистанционной диагностики рабочего состояния высоковольтных изоляторов, основанный на регистрации частичных разрядов электромагнитным и акустическим датчиками; устройство, позволяющее проводить визуальный контроль и поиск неисправного высоковольтного оборудования; дистанционный бесконтактный метод регистрации электрических полей высокой напряженности промышленной частоты, а также их пространственной ориентации на основе электрооптического эффекта. Мы разработали макет мобильного прибора для реализации методик исследования высоковольтных диэлектрических элементов для диагностики их технического состояния с помощью описанного комплекса бесконтактных методов. Измерительное устройство в составе мобильного диагностического прибора состоит из набора сенсоров для сбора диагностической информации, детектированной электромагнитным, акустическим и электрооптическим датчиками и сигнала фазы напряжения, приложенного к исследуемому ВИ. Одновременное использование сразу нескольких датчиков позволило повысить точность локализации ЧР в ВИ. Визуализация результатов диагностики возможна на диспетчерском пункте в виде амплитуднофазовых, частотно-фазовых и амплитудно-частотных диаграмм распределения характеристик частичных разрядов и на портативном устройстве в виде интенсивности излучения с выбранного датчика. Мобильный диагностический прибор позволил в лабораторных условиях выполнить изучение электрофизических процессов в различных диэлектрических материалах и изделиях под воздействием сильных переменных электрических полей. Выполнено изучение особенностей дефектов на стержне и контакте «стержень-оконцеватель», построена схема электрофизических процессов, сопровождающих излучение ЧР, и установлены причины их возникновения.

Об авторах

А. В. Голенищев-Кутузов
Казанский государственный энергетический университет
Россия
Голенищев-Кутузов Александр Вадимович – д-р физ.-мат. наук, профессор, заведующий кафедрой «Промышленная электроника и светотехника» (ПЭС)


Д. А. Иванов
Казанский государственный энергетический университет
Россия
Иванов Дмитрий Алексеевич – канд. техн. наук, доцент кафедры «Промышленная электроника и светотехника» (ПЭС)


А. А. Потапов
Казанский государственный энергетический университет
Россия
Потапов Андрей Александрович – канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры «Промышленная электроника и светотехника» (ПЭС)


В. И. Кротов
Казанский государственный энергетический университет
Россия
Кротов Владимир Иванович – канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры «Промышленная электроника и светотехника» (ПЭС)


Список литературы

1. Yi Hu, Kai Liu Inspection and Monitoring Technologies of Transmission Lines with Remote Sensing // Academic Press. 2017. pp. 281-508.

2. R. Bartnikas Partial discharges. Their mechanism, detection and measurement // IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation.2018; V. 9, № 5, pp. 763-808.

3. Славинский А.З., Устинов В.Н. Обзор по направлению «Материалы и разработка новых методов испытаний и средств диагностики» // Энергия единой сети. 2016. №4. С. 6–11.

4. Rodrigo Mor, L.C. Castro Heredia, D.A. Harmsen, F.A. Muñoz, A new design of a test platform for testing multiple partial discharge sources, International Journal of Electrical Power & Energy Systems. V. 94. pp. 374-384, 2018.

5. Симановский И.В. Индикатор пробоя полимерного изолятора // Электротехника. 2013. №6. С. 21–24.

6. Хохлов А.В., Воркунов О.В., Афанасьева Т.И. Анализ современных методов и средств диагностики изоляторов воздушной линии электропередачи // Вестник современных исследований. 2018. Т. 20, № 5-3. С. 545–547.

7. Гимадиев Р.А., Ившин И.В., Мухортов И.С., Билалов Ф.Ф., Валиуллин Р.Р., Мифтахова Н.К. Эффективность методики оценки результатов контроля технического состояния кабельных линий среднего напряжения // Энергетика Татарстана. 2016. №2. С. 68–71.

8. Runde D., Brunken S., Ruter C., Kip D. Integrated optical electric field sensor based on a Bragg grating in lithium niobate // Appl. Phys. B. 2007. V. 86. N.1. pp. 91-95.

9. Воротницкий В.Э, Дмитриев И.Н., Млоток А.В., Демин А.Н. Диагностика механического состояния опорно-стержневой фарфоровой изоляции высоковольтных разъединителей в условиях эксплуатации // Энергия единой сети. 2014. №2. С. 2–14.

10. Свистунов Н.А. Анализ методов диагностики технического состояния электротехнических устройств, основанных на обнаружении и измерении уровня частичных разрядов // Известия ТулГУ. Технические науки. 2018. №12. С. 100–102.

11. Ivanov D.A., Golenishchev-Kutuzov A.V., Yaroslavsky D.A., Sadykov M.F. Portable complex for remote control of high-voltage insulators using wireless data collection and transmission module // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2018. V.13. N. 6. pp. 2358-2362.

12. Yaroslavsky D.A., Sadykov M.F., Konov A.B., Ivanov D.A. Goryachev M.P. Methodology of ice coating monitoring on overhead transmission lines considering misalignment using wireless communication channel sensors // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2017. V. 12. N. 22. pp. 6479-6482.

13. Балобанов Р.Н., Зарипов Д.К., Насибуллин Р.А., Маргулис С.М. Устройство оптической индикации дефекта высоковольтной изолирующей конструкции // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2017. №3-4. С. 119–125.

14. Степанов В.М., Судавный А.С. Дефекты в изоляции электротехнических устройств, приводящие к появлению частичных разрядов // Известия Тульского Госудаоственного Университета. Технические науки. 2018. №6. С. 386–391.

15. Golenishchev-Kutuzov A.V., Golenishchev-Kutuzov V.A., Kalimullin R.I., Mardanov G.D., Potapov A.A. Ultrasonic tunable transducer on domain structures // Ferroelectrics. 2012. V.441. N.1. pp. 25-29.


Для цитирования:


Голенищев-Кутузов А.В., Иванов Д.А., Потапов А.А., Кротов В.И. Использование бесконтактных методов диагностики высоких электрических полей. Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2019;21(4):123-133. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2019-21-4-123-133

For citation:


Golenischev-Kutuzov A.V., Ivanov D.A., Potapov A.A., Krotov V.I. Using contactless methods of diagnostics of high electric fields. Power engineering: research, equipment, technology. 2019;21(4):123-133. (In Russ.) https://doi.org/10.30724/1998-9903-2019-21-4-123-133

Просмотров: 99


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1998-9903 (Print)
ISSN 2658-5456 (Online)