Оптимизация систем мониторинга силовых кабельных линий

АКТУАЛЬНОСТЬ. Протяженность и сложность географии магистралей КЛ среднего напряжения находится на высоком уровне. Такие линии распространяются под землей, на опорах в воздухе. Чтобы постоянно поддерживать надежность городского электроснабжения на высоком уровне, следует оперативно исправлять любые перебои и аварии.

ЦЕЛЬ. Основной целью работы является развитие теории исследования КЛ среднего напряжения, практически и теоретически обоснованный поиск наиболее удобной и эффективной установки для диагностики КЛ, изучение и разработка возможных модификаций установок для диагностики КЛ.

МЕТОДЫ. Предложен вариант диагностики КЛ на основе установки CPDA-60, позволяющий найти и локализовать места возникновения дефектов в изоляции на основании измерения и анализа частичных разрядов (ЧР). Применима для контроля изоляции во всех типах кабелей высокого напряжения. Установка CPDA может быть использована при испытании вводимых в эксплуатацию новых кабельных линий, и для проведения анализа состояния старых кабелей, находящихся в эксплуатации.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Кабельные линии нуждаются в комплексном подходе к диагностике и мониторингу, так как надежность современных систем аутентификации для генерации и распределения электроэнергии в значительной степени определяется электрической  надежностью  электрооборудования.  Техническое  диагностирование оборудования является ключевым звеном, от качества которого зависит эффективность процессов организации производственной деятельности, стратегического планирования и реновации электросетевых активов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Изучение и анализ представленных данных и исследований позволяют сформировать заключение относительно метода  измерения и локализации частных разрядов (ЧР) в силовых кабельных линиях (КЛ) с использованием диагностической системы Online Wire Testing System (OWTS). Система OWTS позволяет проводить измерения в реальном времени без прерывания эксплуатации кабельных линий, что делает ее особенно ценной для энергетической индустрии. Благодаря внедрению передовых технологий и алгоритмов обработки сигналов, метод обладает высокой точностью и чувствительностью к минимальным проявлениям частных разрядов, что позволяет не только обнаруживать, но и точно локализовать местоположение дефектов в изоляции. Применение данного метода может значительно увеличить продолжительность эксплуатационного периода силовых кабелей, снизить вероятность внезапных аварий и, как следствие, сократить расходы на ремонт и обслуживание электроэнергетического оборудования. В конечном счете, улучшение методов диагностики и мониторинга, включая метод измерения и локализации ЧР в силовых КЛ с использованием OWTS, представляет собой значительный шаг в направлении повышения надежности и безопасности электроэнергетических систем. Это позволит не только снизить эксплуатационные  расходы,  но  и  обеспечить  бесперебойное  и  качественное электроснабжение потребителей.

1. Коржов А. В. и др. Анализ статистики технологических нарушений в кабельных распределительных сетях 6 (10) кВ // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. – 2023. – Т. 23. – №. 4. – С. 5-13.

2. Малабаев Б. К., Байгазиев А. А. Диагностирования кабельных линий в электрических сетях 6-35 КВ // Научные исследования–основа современной инновационной системы. – 2023. – С. 197.

3. Методика обнаружения опасных зон в изоляции кабельных линий по характеристикам частичных разрядов / А. Ю. Кубарев, А. Е. Усачев, Т. В. Лопухова, Ю. Г. Кубарев // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. – 2012. – № 1-2. – С. 187-190.

4. Поляков Д. А. и др. Исследование характеристик частичных разрядов в искусственных дефектах линий электропередачи // Омский научный вестник. – 2020. – №. 6 (174). – С. 63-68.

5. Соловьева Т. А. Диагностика местных неисправностей в кабельных линиях при помощи измерения частичных разрядов (ЧР) // Научный журнал молодых ученых. – 2022. – №. 2 (27). – С. 76- 81.

6. Сафин А. И., Парвазетдинов К. Л., Доломанюк Л. В. Анализ неразрушающих методов диагностики кабельных линий // ББК 72 Ф 97. – 2023.

7. Шепелев А. О., Осипов Д. С., Ткаченко В. А. Development of correction coefficients for cable cross-sections selection in polymeric cable channel // Bulletin of the Tomsk Polytechnic University Geo Assets Engineering. – 2024. – Т. 335. – №. 3. – С. 7-16.

8. Вдовико В. П. Частичные разряды в диагностировании высоковольтного оборудования. — Новосибирск: Наука, 2007.

9. Волохович А. Б., Кокорин А. Е. Результаты массового обследования кабельных линий 6-35 кВ установками CPDA // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2020. – №. 3. – С. 39-47.

10. Мифтахова Н. К. и др. Методика оценки результатов диагностики кабельных линий среднего напряжения с применением вероятностной модели надежности // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. – 2013. – №. 5-6. – С. 114-118.

11. Govindarajan S. et al. A review on partial discharge diagnosis in cables: Theory, techniques, and trends // Measurement. – 2023. – С. 112882.

12. Степанов, В. М. Методы местонахождения повреждённых участков кабельных линий напряжением 35-500кВ / В.М. Степанов, П.А. Борисов // Известия ТулГУ. Технические науки. – 2010. – Вып. 3. – Ч. 5. – С. 94-97.

13. Hassan W. et al. Investigating the progression of insulation degradation in power cable based on partial discharge measurements // Electric Power Systems Research. – 2023. – Т. 221. – С. 109452.

14. Kumar H. et al. A Review on the Classification of Partial Discharges in Medium-Voltage Cables: Detection, Feature Extraction, Artificial Intelligence-Based Classification, and Optimization Techniques // Energies. – 2024. – Т. 17. – №. 5. – С. 1142.

15. Беляков, В. В. Мониторинг силовых кабельных линий с адаптацией к условиям окружающей среды в режиме реального времени / В.В. Беляков, А.В. Малышев // Электро, 2008. – № 5. – С. 38–40.

16. Fikri M., Abdul-Malek Z. Partial discharge diagnosis and remaining useful lifetime in XLPE extruded power cables under DC voltage: a review // Electrical Engineering. – 2023. – Т. 105. – №. 6. – С. 4195-4212.

17. Казанина И. В., Хадыева А. Р. Эффективность применения кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена с системой мониторинга // Вестник электротехники. – 2013. – № 4. – С. 14.

18. Борисов, П. А. Модель электротехнического комплекса диагностики технического состояния силовых кабельных линий / В.М. Степанов, П.А. Борисов // Известия ТулГУ. Технические науки. - 2013.

19. Sun C. et al. Convolutional Neural Network-Based Pattern Recognition of Partial Discharge in High-Speed Electric-Multiple-Unit Cable Termination // Sensors. – 2024. – Т. 24. – №. 8. – С. 2660.

20. Govindarajan S. et al. A review on partial discharge diagnosis in cables: Theory, techniques, and trends // Measurement. – 2023. – С. 112882.