Исследование работы полимерного изолятора при увлажнении искусственным туманом

 АКТУАЛЬНОСТЬ. Подвесные изоляторы, техническое состояние которых в значительной мере определяет надёжность электроснабжения потребителей различных категорий, являются одним из наиболее повреждаемых элементов воздушных линий электропередачи (ВЛЭП) [1-2]. Это связано в первую очередь с тем, что в процессе своей эксплуатации, изоляторы подвергаются воздействию различных климатических условий, оказывающих прямое влияние на их изоляционные свойства. Причем, наибольшее влияние атмосферные осадки, такие как дождь, туман или роса оказывают именно в сочетании с различными твердыми, жидкими и газообразными частицами, оседающими на поверхности изолятора из воздуха, и образующими слой поверхностного загрязнения. Увлажнение этого слоя повышает электропроводимость всей изоляционной конструкции ВЛЭП и уменьшает ее изоляционную способность. Изучение влияния увлажнения загрязненной поверхности подвесной изоляции на их разрядные характеристики является актуальной научной задачей и по сей день. Решение данной задачи позволит развить существующие представления о механизмах формирования и развития разрядов на загрязненной и увлажненной поверхности изоляции и сформулировать соответствующие диагностические признаки, применимые для осуществления контроля состояния подвесных изоляторов ВЛЭП. ЦЕЛЬ. Провести лабораторные исследования, направленные на изучение поведения подвесных высоковольтных полимерных изоляторов воздушных линий электропередачи при их увлажнении. Сформулировать соответствующие диагностические признаки, применимые для осуществления контроля состояния подвесных изоляционных конструкций воздушных линий электропередачи в процессе их эксплуатации. МЕТОДЫ. При решении поставленной задачи применялись экспериментальные методы исследования, заключающиеся в моделировании работы загрязнённого полимерного изолятора в атмосфере чистого тумана с применением специальной экспериментальной установки, разработанной авторами данной статьи. РЕЗУЛЬТАТЫ. В результате проведенных лабораторных исследований, путем непрерывной регистрации значений токов утечки, а также сигналов, поступающих с дистанционного датчика, были выявлены характерные при увлажнении загрязненной изоляции особенности, которые можно использовать в качестве диагностических признаков в процессе их эксплуатации.

1. Обзор аварийности и травматизма в электроэнергетических системах государств-участников СНГ за 2020 год: инф. бюллетень № 21. Исполнительный комитет Электроэнергетического совета СНГ, 2021. 141 с.

2. В России участились аварии на энергообъектах [Электронный ресурс] // Известия Iz: [cайт]. [2021]. URL: https://iz.ru/1248071/2021-11-11/v-rossii-uchastilis-avarii-na-energoobektakh (дата обращения: 25.11.2021).

3. A. C. Baker et al., "Insulator Selection for AC Overhead Lines With Respect to Contamination," in IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 24, no. 3, pp. 1633-1641, July 2009, doi: 10.1109/TPWRD.2009.2024666.

4. F. A. M. Rizk and S. I. Kamel, "Modelling of HVDC wall bushing flashover in nonuniform rain," in IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 6, no. 4, pp. 1650-1662, Oct. 1991, doi: 10.1109/61.97704.

5. L. a. Insulator, "Minimum Test Requirements for Non-Ceramic Insulators," in IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, vol. PAS-100, no. 2, pp. 882-890, Feb. 1981, doi: 10.1109/TPAS.1981.316947.

6. R. S. Gorur et al., "Sudden flashover of nonceramic insulators in artificial contamination tests," in IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, vol. 4, no. 1, pp. 79-87, Feb. 1997, doi: 10.1109/94.590870.

7. Learning from Service Experience with Composite Line Insulators [Электронный ресурс] // INMR Enriching Technical Knowledge of T&D Professionals: [cайт]. [2023]. URL: https://www.inmr.com/learning-from-service-experience-with-composite-line-insulators-2/

8. Патент № 2517776 РФ, МПК G01R 31/08. Способ оптической дистанционной диагностики изолирующей конструкции / Зарипов Д.К.; заяв. и патентообл. Зарипов Д.К. № 2012151785/28; заявл. 03.12.2012; опубл. 27.05.2014, 6 с.5. Массомер CORIMASS 10G+ MFM 4085 K/F [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://cdn.krohne.com/dlc/MA_CORIMASS_G_ru_72.pdf.

9. Патент №2660754 РФ, МПК G01R 31/08. Световой индикатор состояния изолирующей конструкции /Зарипов Д.К. Насибуллин Р.А., Маргулис С.М., Ибрагимов Р.Р., Игтисамов М.Ч.; заявитель и патентообладатель ОАО «Сетевая компания» № 2017125424; заявл. 14.07.2017; опубл. 09.07.2018 Бюл. № 19, 10 с.

10. Патент № 2731169 C1 РФ, МПК G01R 31/08. Датчик для системы непрерывного контроля состояния изолирующих конструкций: № 2019145586: заявл. 30.12.2019: опубл. 31.08.2020 / Д. К. Зарипов, Р. А. Насибуллин, Р. Р. Ибрагимов, М. Ч. Игтисамов.

11. Зарипов, Д. К. Метод дистанционной диагностики высоковольтной изолирующей конструкции / Д. К. Зарипов, Т. В. Лопухова // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. – 2006. – № 3-4. – С. 56-60. – EDN KFQJUT.

12. Зарипов, Д. К. Распределенная система контроля изоляции воздушных линий и подстанций на основе беспроводных датчиков емкостного типа / Д. К. Зарипов, Р. А. Насибуллин, Д. Ф. Закиров // . – 2022. – № 1. – С. 8-17. – DOI 10.25791/pribor.1.2022.1314. – EDN ABQHUI.

13. Зарипов Д. К. Исследование возможности диагностирования изоляторов воздушных линий электропередачи в условиях увлажнения при равномерном загрязнении / Д. К. Зарипов, Д. Ф. Закиров, А. В. Петров // Актуальные проблемы транспорта и энергетики: пути их инновационного решения : Материалы X Международной научно-практической конференции, Нур-Султан, 17 марта 2022 года.

14. Зарипов Д. К. Исследование возможности диагностирования изоляторов воздушных линий электропередачи для предупреждения немотивированных отключений / Д. К. Зарипов, Д. Ф. Закиров, А. В. Петров // Актуальные проблемы транспорта и энергетики: пути их инновационного решения : Материалы X Международной научно-практической конференции, Нур-Султан, 17 марта 2022 года.

15. Зарипов, Д. К. Исследование возможности диагностирования гирлянды равномерно загрязнённых изоляторов в условиях увлажнения / Д. К. Зарипов, Д. Ф. Закиров, А. В. Петров // Актуальные проблемы транспорта и энергетики: пути их инновационного решения : Материалы X Международной научно-практической конференции, Нур-Султан, 17 марта 2022 года.

16. В. Ф. Тарасенко, В. С. Кузнецов, В. А. Панарин, В. С. Скакун, Э. А. Соснин, Е. Х. Бакшт, “Роль стримеров в формировании коронного разряда при резко неоднородном электрическом поле”, Письма в ЖЭТФ, 110:1 (2019), 72–77; JETP Letters, 110:1 (2019), 85–89