Аппаратно-программный комплекс и методика дистанционного контроля состояния высоковольтных изоляторов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, кандидат наук Хуснутдинов, Раиль Алексеевич

• Хуснутдинов, Раиль Алексеевич
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Хуснутдинов, Раиль Алексеевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Глава 1. Основные дефекты в твердотельных высоковольтных диэлектрических материалах и конструкциях и их влияние на рабочее состояние изоляции

1.1 Электрические характеристики диэлектрических материалов

1.2 Основные твердотельные высоковольтные диэлектрические материалы и возможные дефекты в них

1.2.1 Керамические материалы (фарфор)

1.2.2 Полимерные материалы

1.2.3 Процессы старения и разрушения полимерных материалов

и конструкций

1.2.4 Коронные разряды

1.3 Техническая диагностика электрооборудования высокого напряжения

1.3.1 Общие принципы диагностики

1.3.2 Регистрация дефектов в изоляторах методами частичных

разрядов

1.4. Выводы к главе 1

Глава 2. Комплексная дистанционная диагностика высоковольтных изоляторов

2.1. Современное состояние методов контроля рабочего

состояния ВИ

2.2. Особенности электрофизических характеристик ЧР

2.3. Характеристики ЧР в изоляторах

2.4. Структура оперативного контроля и методики измерений

2.5. Выводы к главе 2 44 Глава 3. Набор основных характеристик ЧР, необходимых для Оптимального дистанционного контроля рабочего состояния ВИ,

находящихся в эксплуатации

3.1 Основные требования к характеристикам ЧР

3.2 Методика и результаты стендовых измерений характеристик ЧР контактным методом

3.3 Результаты стендовых измерений характеристик ЧР дистанционным методом с помощью электромагнитного и акустического датчиков 55 3.4. Выводы к главе 3 64 Глава 4. Контроль технического состояния высоковольтных

изоляторов в процессе эксплуатации

4.1. Оценка применяемости комплексного метода контроля ВИ

4.2. Дистанционный бесконтактный комплексный метод контроля

ВИ с помощью электромагнитного и акустического датчиков

4.2.1. Особенности дистанционного контроля ВИ в сетях

4.3. Выводы к главе 4 83 Заключение. Основные результаты и выводы 84 Перечень сокращений 86 Список работ отражающих основное содержание диссертации 87 Список литературы 90 Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Аппаратно-программный комплекс и методика дистанционного контроля состояния высоковольтных изоляторов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования и степень ее разработанности.

Устойчивость работы современного энергетического оборудования высокого напряжения во многом определяется надежностью его изолирующих элементов. Наиболее уязвимыми в этом плане являются высоковольтные изоляторы (ВИ), поскольку при длительном воздействии высокого напряжения и неблагоприятных условий эксплуатации возникает износ керамических или полимерных изоляционных материалов. В результате происходит образование различных дефектов, приводящих в конечном итоге к электрическому пробою и даже к полному разрушению ВИ [1-4].

Как известно, полному пробою, как правило, предшествуют микропробои или электрические разряды, которые шунтируют лишь часть изоляции между электродами, получившие название частичных разрядов (ЧР). ЧР являются результатом возникновения в процессе эксплуатации локальных повышений напряженности приложенного электрического поля в объеме или на поверхности изоляции, превышающей ее электрическую прочность. Возрастание размеров дефектов под действием разнообразных факторов сопровождается увеличением интенсивности и числа ЧР во временные интервалы, а также понижением напряженности поля для возникновения ЧР. Вследствие вероятностного характера возникновения ЧР, их характеристики отличаются большим разнообразием и реально можно устанавливать только усредненные параметры, позволяющие отличать работоспособные изоляторы от дефектных, требующих замены.[5, 6]

Существующие методы измерения различных характеристик ЧР (акустический, ультразвуковой, оптический, электромагнитный) дают возможность обнаруживать дефекты на ранней стадии их возникновения, отслеживать их развитие и таким образом оценивать текущее состояние изоляционных элементов, что отражено в отечественных и международных документах и стандартах. Согласно последнему ГОСТ Р191-2012 [7] и

Международному стандарту 1ЕС 60060-1.2010 [8] предусматриваются только периодические испытания высоковольтного энергетического оборудования с выводом из рабочего состояния. В основу определения параметров дефектов и их влияния на работоспособность изоляции положен электрический контактный метод измерения характеристик ЧР с помощью специализированных для каждого вида оборудования стендов и использованием регулируемых источников высокого напряжения.[7, 8]

В современных условиях возникла существенная необходимость дистанционного бесконтактного контроля рабочего состояния высоковольтного оборудования, особенно ВИ, на что неоднократно указывалось в ведомственных документах. Однако до сих пор нет нормативных материалов по дистанционному контролю ВИ, а существуют отдельные попытки использования для контроля энергетического оборудования различных методов измерения ЧР, причем в основном для контроля силовых трансформаторов [9-12] и кабельных линий [13].

Практически и в наши дни повреждения ВИ в виде видимых трещин, сколов, пробоев определяются на работающем оборудовании в основном визуально. Причем с учетом того, что дефекты миллиметровых и сантиметровых размеров по разному влияют на дальнейшую работоспособность ВИ в зависимости от материала, размеров и приложенного высокого напряжения, этот способ малоэффективен.

Результаты ранних исследований показали, что успешный контроль состояния ВИ, и в частности изоляторов, возможен только при одновременном и синхронном использовании нескольких методов. Наиболее эффективным в этом случае может быть сочетание электромагнитного и акустического методов [14, 15]. Однако в настоящее время практически все выпускаемые промышленностью диагностические приборы, как отечественные, так и зарубежные, рассчитаны на использование одного метода, как правило, оптического, акустического или термографического; имеют собственное программное обеспечение и вследствие этого пока нашли применение для контроля изоляции высоковольтных трансформаторов и кабелей.

Таким образом, неразработанность реальных методик и приборов, отсутствие нормативных документов по контролю и диагностике рабочего состояния высоковольтных изоляторов в процессе их эксплуатации стало главной причиной для разработки более совершенного комплексного метода и пробора, сочетающего одновременную дистанционную регистрацию характеристик ЧР с помощью электромагнитного и акустического датчиков с последующей компьютерной обработкой и выдачей соответствующих рекомендаций по работоспособности ВИ. Разработка комплексного метода и прибора является актуальной задачей, решение которой может значительно повысить возможности дистанционной диагностики высоковольтных изоляторов.

Цель работы - разработать аппаратно-программный комплекс (АПК) и методику дистанционного контроля рабочего состояния высоковольтных изоляторов в процессе эксплуатации.

Поставленная цель была достигнута решением следующих задач:

1. На основе анализа особенностей дефектов в высоковольтных изоляторах разработать и обосновать комплексный метод контроля рабочего состояния ВИ по характеристикам ЧР.

2. Разработать архитектуру и экспериментально реализовать бесконтактный двухканальный АПК, расширяющий диагностическую информацию о техническом состоянии ВИ в процессе эксплуатации.

3. Разработать программно-аппаратные средства управления процессом регистрации, накопления и обработки сигналов импульсов ЧР от дефектов ВИ.

4. Провести стендовые и полевые испытания АПК.

Методы исследования:

При выполнении работы использовались:

1. Теоретические методы кинетики разрушения диэлектрических материалов, математические методы обработки информации. Исследование проводилось с использованием среды моделирования LabView 14.0.

2. Экспериментальные методы: измерение импульсов ЧР и построение амплитудно-фазовых характеристик, зависимостей количества ЧР от фазового угла напряжения и количества ЧР от их интенсивности. .

Объектом исследования являются высоковольтные изоляторы, находящиеся в условиях эксплуатации под рабочим напряжением.

Предметом исследования являются процессы ЧР, отражающие дефектное состояние ВИ.

Достоверность полученных результатов и обоснованность выводов подтверждается согласованностью результатов, полученных различными методами, результатами практических испытаний изоляторов в полевых условиях, а также непротиворечивостью результатов работы, известным из научно-технической литературы данным.

Личный вклад автора Автор непосредственно участвовал во всех этапах разработки методики и аппаратуры, получении результатов, представленных в диссертации и публикациях; в разработке алгоритмов исследований, выполнении стендовых и полевых измерений, в подготовке статей и докладов и выступлений на конференциях.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем.

1. Предложена и обоснована концепция комплексного дистанционного контроля рабочего состояния ВИ по характеристикам ЧР.

2. Разработана методика дистанционного контроля и предложена структура АПК, состоящего из электромагнитного и акустического датчиков с программной обработкой сигналов ЧР от датчиков и построением обобщенных характеристик ЧР.

3. Разработан алгоритм совместного накопления и обработки сигналов ЧР от обоих датчиков и представления их в виде амплитудно-фазовой характеристики, зависимости количества ЧР от фазового угла напряжения и зависимости количества ЧР от их интенсивности.

4. Разработан и создан аппаратно-программный комплекс, позволяющий измерять сигналы импульсов ЧР электромагнитным и акустическим датчиками,

выполнять их цифровое преобразование, накопление, обработку и построение характеристик ЧР.

5. На основе проведенного обследования ВИ на подстанциях ОАО «Сетевая компания» Казанские электрические сети сформирован набор необходимых характеристик ЧР, дополняющих предложенные ГОСТ P191—2012, и позволяющие оценивать рабочее состояние ВИ.

Практическая значимость результатов работы.

Разработанный метод и созданный АПК вполне пригодны для оперативного бесконтактного, дистанционного контроля и мониторинга рабочего состояния ВИ в высоковольтных сетях, находящихся под рабочим напряжением.

Теоретическая значимость.

Комплексное использование двух физических методов, электромагнитного и акустического, позволяет более полно изучать процессы старения диэлектрических материалов и возникновение разнообразных дефектов под длительным воздействием сильных электрических полей.

На защиту выносятся.

1. Концепция построения АПК для бесконтактного, дистанционного контроля рабочего состояния ВИ, состоящего из электромагнитного и акустического датчиков с программной обработкой многоканальной информации о дефектах в ВИ.

2. Программа для ЭВМ, обеспечивающий измерение, накопление и обработку сигналов ЧР, поступающих от датчиков.

3. Набор характеристик ЧР, полученных контактным и бесконтактным способами, необходимый для дистанционного контроля и мониторинга ВИ, находящихся под рабочим напряжением.

4. Аппаратно-программный комплекс, позволяющий дистанционно выполнять измерение параметров ЧР двумя датчиками, с последующим накоплением, совместной обработкой и построением необходимых характеристик.

Апробация работы.

Основные положения и практические результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на XIII, XIV, XV ежегодных конференциях компании National Instruments, 2014-2016 гг., Москва; XXI, XXII ,XIII международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», 2015, 2016, 2017 гг., Москва; X, XI, XII международных молодежных научных конференциях «Тинчуринские чтения», 2015, 2016, 2017 гг., Казань, КГЭУ; Материалы XI Всероссийской научно-технической конференции «Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем (ДНДС-2015)», 2015 г., Чебоксары; Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Научная сессия ТУСУР - 2016», 2016 г., Томск; X Всероссийской научно-технической конференции «Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике», 2016 г., Чебоксары; XVIII, XIX, XX аспирантско-магистерских научных семинарах, посвященных Дню энергетика, 2014-2016 гг., Казань, КГЭУ;

Публикации.

По материалам выполненных исследований опубликовано 17 научных работ, в том числе 2 статья в рецензируемых научных изданиях, включенных в систему цитирования SCOPUS, 2 статьи в рецензируемом научном издании, включенном в перечень ВАК, 1 патент на изобретение. Список основных публикаций приведен в конце диссертации.

Соответствие паспорту специальности.

Работа соответствует специальности 05.11.13 Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий.

1. Разработанный комплексный метод дистанционного контроля высоковольтных изоляторов является развитием контактного метода контроля ВИ, что соответствует п. 1 Паспорта специальности - «Научное обоснование новых и усовершенствование существующих методов аналитического и неразрушающего контроля природной среды, веществ, материалов и изделий».

2. Разработка и создание двухканального АПК для дистанционного контроля ВИ соответствует п. 3 — «Разработка, внедрение и испытание приборов, средств и систем контроля природной среды, веществ, материалов и изделий, имеющих лучшие характеристики по сравнению с прототипами паспорта специальности.

3. Разработка программно-аппаратных средств управления процессом регистрации, накопления и обработки сигналов импульсов ЧР от дефектов ВИ в АПК соответствует п. 6 — «Разработка алгоритмического и программно-технического обеспечения процессов обработки информационных сигналов и представление результатов в приборах и средствах контроля, автоматизация приборов контроля» паспорта специальности.

Структура диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка сокращений и условных обозначений, списка литературы, включающего 69 наименований, 2 приложения. Общий объем работы составляет 123 страниц машинописного текста, включает 68 рисунков, 8 таблиц.

Во введении обоснована актуальность темы и проведенных исследований, определение цели и задачи работы, ее научная новизна и практическая значимость, выносимые на защиту научные положения.

Первая глава представляет собой аналитический обзор современных публикаций, в которых рассматривают различные особенности электрофизических процессов, приводящих к старению и последующему возникновению дефектов в керамических и полимерных материалах. Далее рассмотрены основные проблемы технической диагностики высоковольтных изоляторов. Основное внимание обращено на возможность дистанционного контроля ВИ, находящихся под рабочим напряжением с помощью анализа параметров характеристик ЧР, детектируемых различными физическими методами. На основе анализа известных данных и предварительных экспериментов в конце главы сформулированы необходимые требования к выполнению работы.

Вторая глава начинается с описания современного состояния дистанционных методов контроля ВИ, их достоинств и недостатков. Основное же содержание главы посвящено разработанному методу оперативного контроля рабочего состояния ВИ, основанная на совместном детектировании сигналов импульсов ЧР электромагнитным и акустическим датчиками с компьютерной регистрацией, накоплением и анализом характеристик ЧР, которая может быть применена для дистанционного контроля и мониторинга рабочего состояния ВИ в эксплуатации. Далее приведена блок-схема созданного АПК, позволяющего измерять сигналы импульсов ЧР электромагнитным и акустическим датчиками, выполнять их цифровое преобразование, накопление, обработку и построение ряда характеристик ЧР. В главе описана новая методика совместной компьютерной обработки сигналов ЧР от электромагнитного и акустического датчиков, относящихся к одному и тому же фазовому интервалу. Компьютерный процесс обработки сигналов ЧР заканчивается построением таких характеристик ЧР, как интенсивность и число импульсов в каждом узком фазовом интервале, распределение числа ЧР по интенсивности. Так же описана программа реализации процесса накопления и обработки сигналов ЧР.

Третья глава посвящена оценке возможностей разработанной комплексной методики и АПК для дистанционного контроля ВИ в стендовом варианте измерений. По результатам контактных и бесконтактных дистанционных измерений характеристик ЧР было установлено их соответствие друг другу на серии полимерных ВИ типа ЛК-70/35. Был определен оптимальный набор характеристик ЧР, включающий амплитудно-фазовые (АФХ) характеристика, зависимость количества ЧР от фазового угла напряжения и распределение числа ЧР по интенсивности. Этот набор соответствует характеру обнаруженных визуально дефектов в обследованных изоляторах, что позволяет использование набора характеристик для дистанционного контроля технических состояний ВИ под рабочим напряжением.

В четвертой главе представлены результаты исследования большой серии фарфоровых опорных ВИ типа ИОС 110/400 на ряде подстанций филиала ОАО

«Сетевая компания» Казанские электрические сети, исследованных с помощью разработанного АПК и комплексного дистанционного метода. Проведенное обследование было выполнено путем одновременного детектирования сигналов импульсов ЧР электромагнитным и акустическим датчиками с последующей их компьютерным накоплением и обработкой. Результаты таких измерений позволили уточнить ранее уже определенный набор важных и достоверных характеристик ЧР и на их основе производить анализ рабочего состояния и разбраковку ВИ на работоспособные и неработоспособные изоляторы

В заключении приводятся основные результаты и выводы диссертационной работы.

1 ОСНОВНЫЕ ДЕФЕКТЫ В ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ И КОНСТРУКЦИЯХ И ИХ ВЛИЯНИЕ

НА РАБОЧЕЕ СОСТОЯНИЕ ИЗОЛЯЦИИ

1.1 Электрические характеристики диэлектрических материалов

Основным свойством диэлектрических материалов является способность поляризации в электрическом поле, суть которого состоит в смещении связанных зарядов в направлении приложенного поля (электронная, ионная и молекулярная поляризация). Вторым свойством диэлектриков является высокое электрическое сопротивление (106—1022 Омм), что обусловлено незначительным числом свободных зарядов.

Основными электрическими характеристиками диэлектрических материалов являются:

—удельное объемное (р Омм) и поверхностное (р^ электрическое сопротивление;

—температурный коэффициент удельного электрического сопротивления (Ткр, С-1) — определяет изменение р с изменением температуры: Ткр =Др/Д^2; —тангенс угла диэлектрических потерь (^5) — отношение мощности диэлектрических потерь к реактивной мощности конденсатора в переменном поле;

—электрическая прочность (Епр) — способность диэлектрика противостоять его разрушению электрическим напряжением. (Епр^прМ, где Цр — величина пробойного напряжения, d — толщина материала в месте пробоя. Виды пробоев:

—электрический (электронный) пробой, обусловленный ударной ионизацией ускоренными в электрическом поле электронами;

—электротепловой пробой, обусловленный нарастающими диэлектрическими потерями и выделением теплоты;

-электрохимический пробой, обусловленный электрохимическим старением диэлектрика (т.е. медленное изменение структуры и химического состава диэлектрика - время жизни диэлектрика).

1.2 Основные твердотельные высоковольтные диэлектрические материалы и

возможные дефекты в них

1.2.1 Керамические материалы (фарфор)

Поскольку данный обзор посвящен диагностике только высоковольтных изоляторов различных видов [13]: (линейные, штыревые, подвесные, опорно-стрежневые, проходные), перекрывающие диапазон высоких напряжений от 10 до 400кВ, то в этой главе будут рассмотрены материалы и конструкции, уже нашедшие широкое применение или только начинающие использоваться в высоковольтных линиях (ВЛ). К концу ХХ века основным материалом для изоляторов ВЛ был электротехнический фарфор (изоляторный фарфор, относящийся к классу керамических низкочастотных материалов). Его получают путем отжига смеси из специальной глины, кварцевого песка и полевого шпата. При отжиге (1450 °С) получается материал с незначительной закрытой пористостью, высокой механической прочностью (до 100 МПа), термостойкостью

о 1

(~3 10- К-), электрической прочностью (~30 кВ/мм). Как это не покажется странным, но даже в последних монографиях [1-3, 16] не приведены необходимые данные по поведению фарфоровых изоляторов под приложенным рабочим напряжением и процессах старения. Однако уже существует ряд зарубежных и отечественных исследований [15, 17], из обобщенных результатов которых можно сделать такие выводы:

-основным типом дефектов являются поверхностные и внутренние радиальные трещины;

-главными причинами перекрытий и пробоев являются перенапряжения (в том числе грозовые),нарушение контакта между фарфоровым телом и

металлическими оконцевателями, загрязнение и увлажнение поверхности изоляторов в нормальном режиме эксплуатации.

Следует подчеркнуть, что выводы всех исследований основаны на визуальном осмотре фарфоровых изоляторов после их демонтажа из ВЛ 110кВ.

В начале двухтысячных годов на кафедре промышленной электроники КГЭУ на изготовленном стенде было выполнено комплексное исследование реальных дефектов, в модельных образцах электротехнического фарфора, возникающих в приложенном электрическом поле [18—23]. Модельные образцы изготавливались в виде прямоугольных пластин из электротехнического фарфора с размерами 30х50х2 мм. Разрядная ячейка содержала два электрода: стержневого и плоского. Изучались разряды двух типов: пробой между электродом и изолятором с возможностью изменения толщины воздушного промежутка между ними. В этом случае преобладает нормальная составляющая вектора напряжённости приложенного поля, что характерно при неполном контакте электрода с поверхностью изолятора, а также трещина внутри изолятора. При исследовании поверхностных трещин и сколов оба электрода располагались на одной поверхности образца по разные стороны сформированной трещины, что моделировало поверхностный пробой по поверхности (перекрытии). На модельных образцах путем детектирования разрядов, их анализа построения АФХ и зависимости количества ЧР от фазового угла [24—26] (амплитудно—фазовых характеристик и зависимости количества ЧР от фазового угла) были изучены особенности возникновения и характеристика различных типов разрядов при пробое диэлектрика: ЧР, корона, стримеры, искровой и дуговой разряды. Было показано, что положение искрового или дугового разрядов после начала горения не зависят от фазы приложенного напряжения, в то время как ЧР возникают и заканчиваются прежде, чем напряжение достигает максимума, т.е. в первом и третьем квадрантах фазового диапазона, а начальные ЧР могут появляться по окончанию второго и четвёртого квадрантов. Наличие дефектов в виде зазоров или трещин, заполненных воздухом, приводит к значительному увеличению интенсивности ЧР, а также сопровождается понижением значения напряжённости

поля возникновения ЧР. Сами ЧР, не достигшие уровня искрового или дугового пробоя не вызывают какого либо заметного увеличения дефектов.

В дальнейшем разработанная методика была перенесена на изучение особенностей ЧР от реальных высоковольтных изоляторов типа ИОС (изоляторы опорно-стержневые). Результаты стендовых измерений показали идентичность импульсов ЧР от реальных изоляторов и импульсов ЧР от моделей при одинаковости дефектов, тем самым была подтверждена возможность использования характеристик ЧР для анализа дефектов в полимерных и фарфоровых изоляторах [25-27]. Изученные особенности ЧР от наиболее характерных дефектов и разработанные модели возникновения одиночных ЧР в материалах из электротехнического фарфора впоследствии нашли подтверждение в более углублённой модели возникновения ЧР в воздушном промежутке электрод-диэлектрик [28, 29]. Как следует из выше изложенного, к настоящему времени уже достаточно подробно исследованы особенности ЧР в фарфоровых изоляторах, связанные с возникновением перенапряжения в сети, грозовых эффектов или уменьшения электрической прочности. Однако гораздо меньшее внимание было обращено на влияние загрязнений и последующего увлажнения на процессы перекрытия изоляции [30, 31]. Во многом это связано со сложностью и разнообразием физико-химических свойств загрязнений и увлажнённой поверхности. На практике решение этой задачи находят в создании более качественных изолирующих материалов и оптимизации по геометрическим параметрам конструкций, а также очистке изоляторов от скопившейся грязи. Поскольку натурные измерения на изоляторах при рабочем напряжении практически весьма сложны, то были выполнены только отдельные попытки изучения электрического пробоя на модельных изоляторах. Так в работе [30] на основе экспериментального моделирования процесса разряда на диэлектрической пластине, покрытой жидким проводящим слоем, было обнаружено развитие поверхностного ЧР. При этом наблюдалось возникновение ветвлений, развивающихся вдоль поверхности разряда. Однако пока на наш взгляд, не установлено связи модельных экспериментов с реальными пробоями в

высоковольтных загрязненных и увлажненных изоляторах, поскольку эксперименты [30] выполнялись при постоянном высоком напряжении.

Итак, главным результатом ранее проведенного изучения возможных дефектов являются следующие выводы:

—преимущественные дефекты в фарфоровых изоляторов это поверхностные трещины с шириной от 0,01 мм до 0,5 мм и поверхностные сколы, которые практически не изменяются под действием ЧР;

—изменение параметров указанных дефектов происходит в основном при переходе ЧР в искровой или дуговой разряды.

1.2.2 Полимерные материалы

Со второй половины ХХ века в электротехнике, а затем и в энергетике стали использоваться различные твердотельные полимерные материалы [29], в основном синтетические смолы, представляющие сложные смеси высокомолекулярных соединений. Линейно ориентированные молекулы высокополимерных материалов (макромолекулы) состоят из большого числа повторяющихся группировок, обладают гибкостью (например резина). Сначала они получили распространение как изоляции кабелей, а затем постепенно из высокополимерных материалов стали изготовляться изоляторы. Высокополимерные изоляторы обладают рядом несомненных достоинств и преимуществ по сравнению с фарфоровыми изоляторами: более высокая механическая прочность, повышенная стойкость к загрязнению и, как следствие, высокие разрядные характеристики. В России, в начале 90-х годов, высокополимерные изоляторы (ПИ) как подвесные, так и стержневые опорные были не только разработаны, но и стали выпускаться с характеристиками, соответствующие ГОСТу 352082 [32] на классы напряжения от 10 до 220 кВ. За рубежом (Франция, Германия, США и др.) выпускаются подобные изоляторы на напряжения до 500 кВ. По габаритам и установочным размерам ПИ в России унифицированы с фарфоровыми изоляторами типа «С» и могут применяться

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Хуснутдинов, Раиль Алексеевич, 2017 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Сви П.М. Методы и средства диагностики оборудования высокого напряжения/ П.М. Сви. -М.: Энергоатомиздат, 1992.

2.Ушаков В.Я. Изоляция установок высокого напряжения/ В.Я Ушаков. -М.: Энергоатомиздат. 1994.

3.Вдовико В.П. Частичные разряды в диагностировании высоковольтного оборудования/ В.П. Вдовико. - Новосибирск. Наука, 2007. -156с.

4.Богородицкий И.П. Теория диэлектриков/ И.П. Богородицкий, Ю.М. Волокобинский, А.А. Воробьев, Б.М. Тареев. -М.: Энергия, 1965.

5.Кучинский Г.С. Частичные разряды в высоковольтных конструкциях./ Г.С. Кучинсий. - М.-Л.: Энергия, 1979.- 270 с.

6.Kruger F.H. Partial discharge detection in high-voltage/ F.H. Kruger. Equipment.Deft. Netherland, 1984. -185p.

7.ГОСТ 55191-2012 Методы испытаний высоким напряжением. Измерения частичных разрядов. - М.: Стандартинформ, 2014.

8.Международный стандарт IEC 60060 - 1.2010 Методы испытаний высоким напряжением.

9.Приказ РАО «ЕЭС России» «О повышении надежности опорно стержневых изоляторов » N252 от 06.05.2002 г.

10. Рекомендации по регистрации частичных разрядов в изоляции трансформаторного оборудования в эксплуатационных условиях.- М.: РД ОАО "ФСК ЕЭС", 2003.

11.Максудов Д.В., Федосов Е.М. Методы селекции сигналов частичных разрядов в изоляции силовых трансформаторов/ Д.В. Максудов, Е.М. Федосов//«Вестник УГАТУ». Уфа. - 2009. - Т12. - с. 138-143.

12.J. Ramirez-Nino, A. Pascacio. Acoustic measuring of partial discharge in power transformers/ J. Ramirez-Nino, A. Pascacio. Meas.Sci.Technol, -2009.-V20. -P115108.

13.Левин Д.М., Самодуров А.В. Частичные разряды и оценка дефектов изоляции кабельных линий/ Д.М. Левин, А.В. Самодуров.- «Электро». -2012. -Т6.- с.33.

14.Голенищев-Кутузов В.А., Голенищев-Кутузов А.В., Маковеев А.А., Черномашенцев А.Ю. Контроль высоковольтных полимерных изоляторов по измерении частичных разрядов / М.: «Электричество». -2008. - №12.- с. 11-14.

15.Голенищев-Кутузов В.А., Голенищев-Кутузов А.В., Евдокимов Л.И., Черномашенцев А.Ю. Способ бесконтактной дистанционной диагностики состояния высоковольтных полимерных изоляторов. Патент на изобретение № 2483315 от 26.12.2011.

16.Вершинин Ю.Н. Электронно-тепловые и детонационные процессы при электрическом пробое твердых диэлектриков/ Ю.Н. Вершинин. Екатеринбург: ИЭФ РАН. 2000.

17.Маддок, Алиут, Фергюссон. Исследования старения ВЛ: в книге «Воздушные линии передачи». Перевод докладов СИГРЭ-86/ Маддок, Алиут, Фергюссон. -М.: Энергомиздат., 1988. -с.60-77.

18.Аввакумов М.В., Голенищев-Кутузов А.В., Голенищев-Кутузов В.А., Компьютерное устройство для регистрации процесса электрического пробоя и анализа электрической стойкости диэлектрических материалов/ М.В. Аввакумов, А.В. Голенищев-Кутузов, В.А. Голенищев-Кутузов. Росс. нац. Симпозиум по энергетике. - Казань: КГЭУ. -2001. Материалы докладов.- с. 248-251.

19.Аввакумов М.В., Голенищев-Кутузов А.В., Захаров А.А. Цифровой метод регистрации фазовых распределений частичных разрядов проходных изоляторов/ М.В. Аввакумов, А.В. Голенищев-Кутузов, А.А. Захаров// «Известия вузов. Проблемы энергетики». -2002. - №11-12. - с.56-64.

20.Аввакумов М.В., Голенищев-Кутузов А.В. Исследование частичных разрядов при электрическом пробое модельных изоляторов из электротехнического фарфора/ М.В. Аввакумов, А.В. Голенищев-Кутузов// «Известия вузов. Проблемы энергетики». -2003. - №7-8.- с.55-57.

21.Аввакумов М.В., Голенищев-Кутузов А.В. Методика исследования электрического пробоя элементов из электротехнического фарфора/ М.В. Аввакумов, А.В. Голенищев-Кутузов// «Известия вузов. Проблемы энергетики».-2003. - №5-6. - с.130-134.

22.Голенищев-Кутузов В.А., Голенищев-Кутузов А.В., Захаров А.А., Федоров Г.С. Применение компьютерной обработки сигналов для регистрации частичных разрядов/ В.А. Голенищев-Кутузов, А.В. Голенищев-Кутузов, А.А. Захаров// Х Межд. конф. «Физика диэлектриков». СПБ.-2004. Материалы докладов. - с.141-142.

23.Захаров А.А., Голенищев-Кутузов А.В., Федоров Г.С. Оптимальная форма представления параметров частичных разрядов в виде двух и трехмерных амплитудно-фазовых диаграмм/ А.А. Захаров, А.В. Голенищев-Кутузов, Г.С. Федоров// «Известия вузов. Проблемы энергетики». -2005. - №11-12. -с.93-96.

24.Голенищев-Кутузов В.А., Голенищев-Кутузов А.В., Федоров Г.С. Контроль рабочего состояния и прогнозирование срока службы диэлектрических элементов/ В.А. Голенищев-Кутузов, А.В. Голенищев-Кутузов, Г.С. Федоров// Всеросс. электротехнический конгресс.- М.: -2005. -с.89.

25.Федоров Г.С., Голенищев-Кутузов А.В. Особенности электрического пробоя в высоковольтных изоляторах из электротехнического фарфора и высокополимерных материалов/ Г.С. Федоров, А.В. Голенищев-Кутузов// «Известия вузов. Проблемы энергетики». -2006. - №5-6. - с.112-113.

26.Голенищев-Кутузов В.А., Голенищев-Кутузов А.В., Черномашенцев А.Ю. Изучение процессов разрушения высоковольтных полимерных изоляторов методом частичных разрядов/ В.А. Голенищев-Кутузов, А.В. Голенищев-Кутузов, А.Ю. Черномашенцев// «Известия вузов. Проблемы энергетики».-2008.- №9-10. -с.120-124.

27.Голенищев-Кутузов А.В., Голенищев-Кутузов В.А., Губаев Д.Ф., Черномашенцев А.Ю., Евдокимов Л.И. Частичные разряды в полимерных изоляторах/ А.В. Голенищев-Кутузов, В.А. Голенищев-Кутузов, Д.Ф. Губаев,

А.Ю. Черномашенцев// «Известия вузов. Проблемы энергетики». -2010. - №7-8. -с.76-83.

28.Купершток А.Л., Стамателатосс П., Агорис Д.П. Моделирование частичных разрядов в твердых диэлектриках на переменном напряжении/ А.Л. Купершток, П. Стамателатосс, Д.П. Агорис // Письма в ЖТФ. -2006. - т.32. -вып.15. - с.74-81.

29.Pan Ch. Meng Y., Wu K., Han Z. Simulation of partial discharge sequences using fluid equations/ Pan Ch. Meng Y., Wu K., Han Z. // J.Phys.D Appl.Phys. -2011. - V44. - p255201.

30.Остапенко Е.И. Физические процессы при перекрытии загрязненной изоляции/ Е.И. Остапенко// «Электричество». -2006. - №9. - с.40-48.

31.ГОСТ 10390-86 Электрооборудование на напряжение выше 3кВ. Методы испытаний внешней изоляции в загрязненном состоянии. -М.: Издательство стандартов, 1986.

32.Гост 352082-2003 Изоляторы опорные полимерные наружной установки на напряжение 6-220кВ. Основные технические условия. - М.: Из-во стандартов. 2001.

33.Гайворонский А.С. Повреждения полимерных изоляторов и их диагностика в эксплуатации/ А.С. Гаворовский// «Главный энергетик». -2010. -№2. -с.15.

34.Губаев Р.С., Камалов Ш.М., Кравченко В.А. Об эксплуатационных характеристиках линейных стержневых полимерных изоляторов/ Р.С. Губаев, Ш.М. Камалов, В.А. Кравченко// «Электричество». -2006. - №2. - с.14-21.

35.Heitz C. A generalized model for partial discharge processes based on a stochastic process approach/ С.А. Heitz// «J.Phys.D», «Appl.Phys.». -1999. - V32. -P. 1012.

37. Hikita M., Yamada K., Nakamura A. Measurements of partial discharges by computer and analysis of partial discharge distribution/ Hikita M., Yamada K., Nakamura A. // IEEE «Transaction on Electrical Insulation». -1990. - V.25. -P.453.

38.Резинкина М.М., Резинкин Д.А., Носенко М.М. Зависимость фазы появления частичных разрядов в полиэтиленовой изоляции от стадии роста дендрита/ М.М. Резинкина, Д.А. Резинкин, М.М. Носенко// «Журнал Технической физики». -2001. - Т.71. -с.19.

39.Бельский А.Б., Бусарев А.В., Галеев Д.Р., Зарипов Д.К. Многоканальный прибор для оперативной диагностики технического оборудования/ А.Б. Бельский, А.В. Бусарев, Д.Р. Галеев, Д.К. Зарипов// «Прикладная физика».-2010. - №5. -с.108-113.

40.Wu K., Suzuoki Y., Dissado L.A. The contribution of discharge patterns in disc-voids/ Wu K., Suzuoki Y., Dissado L.A. // J.Phys.D. Appl.Phys. -2004. - v.37. -P.1815.

41.Слуцкер А.И., Поликарпов Ю.И., Гиляров В.Л. Об элементарных актах в кинетике электрического разрушения полимеров/ А.И. Слуцкер, Ю.И. Поликарпов, В.Л. Гиляров// Журнал «Техническая физика». -2006. - Т.76. -вып.12. - с.52.

42. Illias H., Chen Cr., Levin P. The influence of spherical cavity surplice charge distribution on the sequence discharge events/ Illias H., Chen Cr., Levin P. // Journal Of Physics D. -2001. - v44. - №24. -Р.245202.

43. Голенищев-Кутузов А.В., Голенищев-Кутузов В.А., Марданов Г.Д., Синюгин И.Е. Комплексная дистанционная диагностика состояния высоковольтных изоляторов/ А.В. Голенищев-Кутузов, В.А. Голенищев-Кутузов, Г.Д. Марданов, И.Е. Синюгин// «Известия вузов. Проблемы энергетики». -2013. - №9-10. - с.69-71.

45. Champion J., Dodd S. The correlation between the partial discharge behavior and the temporal development of electrical trees grown in an epoxy resin/ Champion J., Dodd S. // J.Phys.D. -1996. - v29. - p2689-2695.

46. Paoletti P.E., Crolabev A. Partial discharge theory and applications to electric equipment/ Paoletti P.E., Crolabev A. // Tappi conference N-J. -1993. -Р.46.

47. Suwaznok Y., Suzuoki Y., Komori F. Partial discharges due electrical treeing in polymers/ Suwaznok Y., Suzuoki Y., Komori F. // J.Phys.D. -1996. - v.29. -Р.1922-1931.

48. Mc Grail A.J. Detecting and classifying flaws within insulating materials using ultra sound/ Mc Grail A.J. // IEEE Internal.Symp. on Electrical Insulation, Pittsburg. -1994. - Р.22-24.

49. Hayakawa N., Yamaguchi R., Ukai Y. Partial discharge activities under AC/impulse superimposed voltage in polypropylene laminated paper system for HTS cables/ Hayakawa N., Yamaguchi R., Ukai Y. // «J.Phys. Confererens Series». -2010. -V.234. - P.032020.

50. Loeb L.B. Electrical coronas. Their basic physical mechanisms/ Loeb L.B. // Berklu-Los Angeles. -1965.

51.Кучинский Г.С. Регистрация ионизационных характеристик изоляции. Ионизационные старения, короностойкость и методы испытания высоковольной изоляции/ Г.С. Кучинский. - М.: ЦИНТИЭП, 1960.

52. Nyamupangehengu C. Time-varing partial discharge spectral characteristic in solid polymer insulation/ Nyamupangehengu C. // IET Sci.Means.Technol. -2013. -V.6. - Р.85.

53. Овсянников А.Г. Разработка методов диагностики изоляции высоковольтного энергетического оборудования под рабочим напряжением на основе регистрации частичных разрядов: дис. д-ра техн. наук: Овсянников А.Г. -Новосибирск: НГТУ, 2001.

54.Зарипов Д.К., Лопухова Т.В. Метод дистанционной диагностики высоковольтной изолирующей конструкции/ Д.К. Зарипов, Т.В. Лопухова// «Известия вузов. Проблемы энергетики». -2006. - №3-4. -с.57-61.

55. Завидей В.И., Крупенин Н.В., Вихров М.А., Голубев А.В. Электрооптическое оборудование при контроле технического состояния сетей и подстанций при рабочем напряжении: сборник трудов ВЭИ/ В.И. Завидей, Н.В. Крупенин, М.А. Вихров, А.В. Голубев. - М.: 2006. - с.59-64.

56. Голенко О.В., Живодерников С.В., Овсянников А.Г. Регистрация частичных разрядов в действующем оборудовании цифровым осциллографом/ О.В. Голенко, С.В. Живодерников, А.Г. Овсянников// «Энергетик». -2001, - №2. -с.48.

57. Cimador A., Lapeyze J.L., Pazzaud R. Reliability of insulators for overhead lines/ Cimador A., Lapeyze J.L., Pazzaud R.// 35 CIGRE Session, Paris: 1994. - P3.

58. Гатауллин А.М., Матухин В.Л., Шмидт С.В., Крупнов Б.А. Комплексный метод регистрации параметров частичных разрядов изоляции электрооборудования/ А.М. Гатауллин, В.Л. Матухин, С.В. Шмидт, Б.А. Крупнов// «Известия вузов. Проблемы энергетики». - №9-10. - с.98-104.

59. Evagorou D., Kyprianou A., Lewin P.L. Feature extraction of partial discharge signals using the wavelet packet transform and classification with a probabilistic neural network/ Evagorou D., Kyprianou A., Lewin P.L. // IET Sei.Meas.Technol. -2010. - V4. - p.177.

60. Wonf R.L. Application of very high frequency method to ceramic insulators/ Wonf R.L.// IEEE Transaction of Dielectrics and Electrical insulation. -2004. - V.11. -Р.1057-1064.

61. Плотников Ю.И., Скороходов Д.А., Герасимов В.П. Перспектива создания компьютеризированной системы диагностирования изоляторов контактной сети по УФ излучению/ Ю.И. Плотников, Д.А. Скороходов, В.П. Герасимов// «Железной дороги мира». -2004. - №7. - с.50-53.

62. Clande K. Online monitoring of bushing on large power transformers/ Clande K. // Electrical insulation conference. Proc/Volume Issue. Expo 2005. -Р. 54.

63. Pinpart T., Judd M.D. Differentiating between partial discharge sources using envelope comparison of ultra-high-frequency signals/ Pinpart T., Judd M.D. // IET Sci.Meas.Technol. -2010. - V4. - Р.256.

64. Беляевский О.А., Идиатумов Р.М., Курбатова А.Ф. Система контроля изоляции по характеристикам частичных разрядов/ О.А. Беляевский, Р.М. Идиатумов, А.Ф. Курбатова// Сборник семинара по энергетике, 19-23 апреля 2004. -СПБ ПЭИНК: 2004.

65. Галеев Д.Р. Программно-аппаратные средства многоканального оптико-электронного прибора дистанционного контроля высоковольтного оборудования: дис. к. тех. наук/ Галеев Д.Р.. - Казань: КГЭУ. - 2011.

66. Голенищев-Кутузов В.А., Голенищев-Кутузов А.В., Несмелова И.М. Перспективные материалы и приемные излучения фотоэлектроники и фотоэнергетики: монография/ В.А. Голенищев-Кутузов, А.В. Голенищев-Кутузов, И.М. Несмелова. - Казань: из-во КГЭУ, 2013. - 168с.

67. Broniecki U., Bergnan V., Tnittmann U. Visualization of synchronous acoustic and electric PD measurement data/ Broniecki U., Bergnan V., Tnittmann U.// Proc.th.16 International Symposium High Voltage Engeneering, Johannesburg. - 2009. -Р.196.

68.Кинг Р., Смит Г. Антенны в материальных средах/ Р. Кинг, Г. Смит. -М.: 1984. - Т.1.

69. Черномашенцев А.Ю. Разработка системы оперативного контроля высоковольтных полимерных изоляторов по характеристикам частичных разрядов: дис. канд. техн. наук: 05.11.13/ Черномашенцев Антон Юрьевич. -Казань, 2011. -102 с.