Генерация критических акустических импульсов в высоковольтных изоляторах посредством индуцированных полей частичных разрядов

ЦЕЛЬЮ статьи является обсуждение проведенного уточненного обследования технического состояния фарфоровых высоковольтных изоляторов типа ИОС 110/400, имевших дефекты с интенсивностями частичных разрядов выше 4 нКл, на подстанциях Татэнерго. Эксперименты выполнены с одновременным использованием.

МЕТОДОВ электромагнитного и акустического исследования. В ходе анализа полученных.

РЕЗУЛЬТАТОВ установлено влияние полей предыдущих мощных частичных разрядов на техническое состояние высоковольтных изоляторов. Изучены физические особенности детектирования мощных частичных разрядов электромагнитным и акустическим способами. Проведенные исследования позволяют сделать следующие.

ВЫВОДЫ: предшествующие частичные разряды могут создавать на диэлектрических поверхностях дефектов дополнительные долгоживущие электрические поля, превышающие по напряженности поле приложенного рабочего напряжения; показана необходимость использования в обследовании находящихся в эксплуатации высоковольтных изоляторов одновременно обоих физических методов.

1. Кучинский Г.С. Частичные разряды в высоковольтных конструкциях. Л.: Энергия, 1979. 224 с.

2. Вершинин Ю.Н. Электронно-тепловые и детонационные процессы при электрическом пробое твердых диэлектриков. Екатеринбург: Издательство УрО РАН, 2000. 260 с.

3. Hikita M., Yamada K., Nakamura A., et. al. Measurements of partial discharges by computer and analysis of partial discharge distribution by the Monte Carlo method // IEEE Transactions on Electrical Insulation. 1990. Vol. 25, N3. pp. 453–468.

4. Morshuis P.H.F., Kreuger F.H. Transition from streamer to Townsend mechanisms in dielectric voids // Journal of Physics D: Applied Physics. 1990. Vol. 23, N12. pp. 1562–1568.

5. Аввакумов М.В., Голенищев-Кутузов А.В. Исследование частичных разрядов при электрическом пробое модельных изоляторов из электротехнического фарфора // Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2003. № 9-10. С. 134–140.

6. Вдовико В.П. Частичные разряды в диагностировании высоковольтного оборудования. Новосибирск: Наука, 2007. 155 с.

7. Коробейников С.М., Овчинников А.Г. Физические механизмы частичных разрядов. Новосибирск: Издательство НГТУ, 2022. 266 с.

8. Голенищев-Кутузов А.В., Голенищев-Кутузов В.А., Марданов Г.Д., и др. Комплексная дистанционная диагностика состояния высоковольтных изоляторов // Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2013. № 9-10. С. 69–72.

9. Голенищев-Кутузов А.В., Голенищев-Кутузов В.А., Иванов Д.А., и др. Комплексный метод дистанционного контроля состояния высоковольтных изоляторов // Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2016. Т. 18. № 5-6. С. 87–93.

10. Голенищев-Кутузов А.В., Голенищев-Кутузов В.А., Хуснутдинов Р.А., и др. Комплексный дистанционный контроль высоковольтных изоляторов в условиях эксплуатации // Электротехника. 2017. № 2. С. 71–73.

11. Ilknechi H.D., Samimi M.H., Yousefvand R. Generation of acoustic phase-resolved partial discharge patterns by utilizing UHF signals // International Journal of Electrical Power & Energy Systems. 2019. Vol. 113. pp. 906–915.

12. Голенищев-Кутузов А.В., Голенищев-Кутузов В.А., Иванов Д.А., и др. Способ бесконтактной дистанционной диагностики состояния высоковольтных изоляторов. Патент РФ на изобретение №2679759. 12.02.2019. Бюл. №5.

13. Голенищев-Кутузов А.В., Голенищев-Кутузов В.А., Иванов Д.А., и др. Комплексная диагностика работоспособности высоковольтных изоляторов // Дефектоскопия. 2019. № 8. С. 34–40. doi: 10.1134/S0130308219080049

14. Golenishchev-Kutuzov A.V., Golenishchev-Kutuzov V.A., Ivanov D.A., et al. Effect of partial discharges on the operating condition of high voltage insulators // E3S Web of Conferences. 2019. Vol. 124. Art. N03001. pp. 1–4.

15. Illias H.A., Chen G., Lewin P.L. The influence of spherical cavity surface charge distribution on the sequence of partial discharge events // Journal of Physics D: Applied Physics. 2011. Vol. 44, N24. Art. N245202. pp. 1–28.

16. Голенищев-Кутузов А.В., Голенищев-Кутузов В.А., Иванов Д.А., и др. Дистанционная диагностика дефектов в высоковольтных изоляторах в процессе эксплуатации // Дефектоскопия. 2018. № 10. С. 10–14. doi: 10.1134/S0130308218100020

17. Pan Ch., Wu K., Chen G., et. al. Understanding partial discharge behavior from the memory effect induced by residual charges: a review // IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation. 2020. Vol. 27, N6. pp. 1951–1965.

18. Borghei M., Ghassemi M., Rodriguez-Serna J.M., Albarracin-Sanchez R. A finite element analysis and an improved induced charge concept for partial discharge modeling // IEEE Transactions on Power Delivery. 2020. Vol. 36, N4. pp. 2570–2581.

19. Голенищев-Кутузов А.В., Голенищев-Кутузов В.А., Семенников А.В., и др. Лазерно-электрический метод контроля дефектности высоковольтных диэлектрических элементов // Известия РАН. Серия физическая. 2022. Т. 86. № 11. С. 1660–1663. doi: 10.31857/S0367676522110151

20. Nikonov V., Bartnicas R., Wertheimer M.R. The influence of dielectric surface charge distribution upon the partial discharge behavior in short air gaps // IEEE Transactions on Plasma Science. 2001. Vol. 29, N6. pp. 866–874.

21. Кузьмин Г.Н. Скользящий разряд / Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. Под общей редакцией А.М. Прохорова. М.: Большая Российская энциклопедия, 1994. Т. 4. С. 544.

22. Рашба Э.И. Деформационный потенциал / Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. Под общей редакцией А.М. Прохорова. М.: Советская энциклопедия, 1988. Т. 1. С. 598.

23. Florkowski M. Influence of harmonics on partial discharge measurements and interpretation of phase-resolved patterns // Measurement. 2022. Vol. 196. Art. N111198. pp. 1–6.

24. Ramirez-Nino J., Pascacio A. Acoustic measuring of partial discharge in power transformers // Measurement Science and Technology. 2009. Vol. 20, N11. Art. N115108. pp. 1–9.