Кондуктометрический метод неразрушающего контроля параметров электрических кабелей

Актуальность исследования заключается в необходимости обеспечения высокой надежности и безаварийности работы электрических кабелей для линий передачи электроэнергии и информационных высокочастотных сигналов путем неразрушающего контроля их параметров.

Цель. Предложить новый способ комплексной диагностики электрических кабелей, позволяющий повысить эффективность неразрушающего контроля параметров электрических кабелей за счет повышения точности проверки и увеличении количества одновременно контролируемых параметров.

Методы. При теоретическом обосновании нового способа применялись базовые методы теоретической электротехники, а при разработке схемотехнических решений использовались системы цифровой обработки комплексных параметров информационных сигналов.

Результаты. Разработан и теоретически обоснован кондуктометрический способ неразрушающего контроля параметров основных элементов кабеля. Разработана структурная блок-схема реализации данного способа. Показано, что предложенное техническое решение позволяет регистрировать электрический сигнал, содержащий информацию о текущих электрических параметрах контролируемого участка электрического кабеля, по которым можно оценить техническое состояние его токопроводящих элементов и изоляции. На базе этого способа разработан способ оперативного допускового контроля параметров электрических кабелей с использованием в качестве базового критерия параметры эталонного отрезка конечной длины контролируемого кабеля без дефектов.

Заключение. Использование в качестве электродов разъемных металлических цилиндров позволяет использовать данные способы контроля как при изготовлении кабеля, так и на действующих кабельных линиях без нарушения их целостности в реальном масштабе времени.

1. Бадалян Н. П., Колесник Г. П., Андрианов Д. П., Чебрякова Ю. С. Кабельные и воздушные линии электропередачи. Владимир: ВлГУ, 2019. 259 с.

2. Дмитриев М.В. Кабельные линии высокого напряжения. Санкт-Петербург: "ПолитехПресс", 2021. 688 с.

3. Antony Ndolo, İsmail Hakkı Çavdar. Current state of communication systems based on electrical power transmission lines. Journal of Electrical Systems and Information Technology, 2021, 9. doi.org/10.1186/s43067-021-00028-9.

4. Брякин И.В., Бочкарев И.В., Корякин С.В. Адаптер-трансивер для ВЧ-аппаратуры PLCтехнологий // Вестник ЮУрГУ. Серия Энергетика, 2020, Т. 20, № 3. С. 97-107. DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power200310.

5. Гранкина С.В., Гиниатуллин А.Р., Крючкова Н.А. Развитие мирового рынка кабельнопроводниковой продукции // Экономика и предпринимательство, 2022, № 9 (146). С. 178-182.

6. Бадалян Н. П., Колесник Г. П., Андрианов Д. П., Чебрякова Ю. С. Кабельные и воздушные линии электропередачи. Владимир: Изд-во ВлГУ, 2019. 260 с.

7. Перцев Ю.А., Писаревский Ю.В. Техника высоких напряжений. Воронеж: ВГТУ, 2013. 107 с.

8. Буланенков В. А. Факторы, влияющие на старение изоляции в электротехнических устройствах // 2023. №29 (127).

9. Холодный С.Д., Серебрянников С.В., Боев М.А. Методы испытаний и диагностики в электроизоляционной и кабельной технике. М.: Издательский дом МЭИ, 2016. 232 с.

10. Брякин И. В., Бочкарев И. В. Неразрушающий контроль металлических длинномерных объектов. Lambert Academic Publishing, 2021. 177 с.

11. Пантелеев А.С., Словесный С.А. Неразрушающие способы оценки состояния изоляции высоковольтных силовых кабелей // Состояние и перспективы развития электро- и теплотехнологии (Бенардосовские чтения), Материалы Международной (ХХ Всероссийской) научно-технической конференции. Том I. 2019, С. 54-56.

12. Виноградов А.А., Стрекозова М.В. Диагностика и контроль силовых кабелей // КИП и автоматика: Обслуживание и ремонт, 2020, № 3. С. 26-30.

13. Сайфутдинов З.Г., Башмаков Д.А., Ильин В.И. Система мониторинга и диагностики электрических кабелей // Приборы. 2023. № 9 (279). С. 46-50.

14. Кузьмин Д.Г., Кравченко Г.А., Львова Э.Л., и др. Метод контроля состояния кабельной линии и её основных элементов в рабочем режиме // Вестник Чувашского университета. 2019. № 3. С. 127-132.

15. Балобанов Р.Н., Булатова В.М., Крючков Н.С., Шафиков И.И. Оптимизация систем мониторинга силовых кабельных линий // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2024. Т.26. No 4. С. 89-99. doi:10.30724/1998-9903-2024-26-4-89-99.

16. Banerjee S., Drapeau J. -F. Diagnostic Accuracy and Technical Considerations for MV Cable Field Partial Discharge Measurements, 2022 9th International Conference on Condition Monitoring and Diagnosis (CMD), Kitakyushu, Japan, 2022, pp. 24-33, doi: 10.23919/CMD54214.2022.9991454.

17. Lee H. M., Lee G. S., Kwon G. -Y., et al. Industrial Applications of Cable Diagnostics and Monitoring Cables via Time–Frequency Domain Reflectometry, in IEEE Sensors Journal, vol. 21, no. 2, pp. 1082-1091, 15 Jan.15, 2021, doi: 10.1109/JSEN.2020.2997696.

18. Брякин И. В., Бочкарев И. В., Храмшин В.Р. Разработка нового метода дефектоскопии электрических кабелей // Электротехнические системы и комплексы. 2018. №4(41). С. 4-10. DOI: 10.18503/2311-8318-2018-4(41)-4-10.

19. Бочкарев И.В., Брякин И.В. Оперативный контроль качества электропроводящих элементов кабеля // Электротехнические системы и комплексы. 2020. № 2(47). С. 55-63. doi.org/10.18503/2311- 8318-2020-2(47)-55-63.

20. Атрашенко О.С., Скорикова Е.М. Современные методы контроля изоляции кабелей // Энерго- и ресурсосбережение: промышленность и транспорт. 2017. № 2 (19). С. 36-40.

21. Пантелеев А.С., Словесный С.А. Неразрушающие способы оценки состояния изоляции высоковольтных силовых кабелей // В сборнике: Состояние и перспективы развития электро- и теплотехнологии (Бенардосовские чтения). Материалы Международной (ХХ Всероссийской) научнотехнической конференции. 2019. С. 54-56.

22. Auzanneau F. Wire troubleshooting and diagnosis: Review and perspectives. 2013Progress In Electromagnetics Research, 2013, B 49:253-279. DOI:10.2528/PIERB13020115.

23. Редько, В.В. Электроискровой контроль качества изоляции кабельных изделий: монография. Томск: Изд-во ТПУ, 2013. 928 с.

24. Vavilova G., Yurchenko V., Keyan L. Influence of the Insulation Defects Size on the Value of the Wire Capacitance. In: Minin, I.V., Uchaikin, S., Rogachev, A., Starý, O. (eds) Progress in Material Science and Engineering. Studies in Systems, Decision and Control, 2021, vol 351. Springer, Cham. doi.org/10.1007/978-3-030-68103-6_11.

25. Гольдштейн А.Е., Вавилова Г.В., Белянков В.Ю. Электроемкостный измерительный преобразователь для технологического контроля погонной емкости электрического кабеля в процессе производства // Дефектоскопия. 2015. № 2. С. 35-43.

26. Li C. et al. Experimental study of XLPE power cable insulation detection based on the electrical capacitance tomography sensor, 2021 IEEE 4th International Electrical and Energy Conference (CIEEC), Wuhan, China, 2021, pp. 1-4, doi: 10.1109/CIEEC50170.2021.9510556.

27. Batalović M., Zildžo H., Matoruga H., et al. Detection of Defect Presence inside the Insulation of Cable Accessories through Changes in Cable Capacitance, 2019 XXVII International Conference on Information, Communication and Automation Technologies (ICAT), Sarajevo, Bosnia and Herzegovina, 2019, pp. 1-4, doi: 10.1109/ICAT47117.2019.8938874.

28. Bryakin I.V., Bochkarev I.V., Khramshin V.R., Gasiyarov V.R., Liubimov I.V. Power transformer condition monitoring based on evaluating oil proper-ties / /Machines. Basel: 2022. Т. 10. № 8. С. 630. (Scopus).

29. Брякин И.В., Бочкарев И.В., Гунина М.Г., Иззатов А.Ж. Разработка и исследование системы оперативного контроля качества трансформаторного масла // Проблемы автоматики и управления, 2023. № 1 (46). С. 46-58.

30. Глушков А. Н., Литвиненко В. П., Литвиненко Ю. В. Цифровые алгоритмы обнаружения и демодуляции радиосигналов. Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2020. 153 с.