Методы диагностики и прогнозирования остаточного ресурса кабельных линий в распределительных электрических сетях 6-10 кВ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.02, кандидат наук Дубяго Марина Николаевна

• Дубяго Марина Николаевна
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Дубяго Марина Николаевна

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

СЕТЕЙ

1.1 Виды и причины повреждений кабельных распределительных электрических сетей

1.2 Анализ надежности распределительных электрических сетей

1.3 Неразрушающие методы диагностики силовых кабелей

1.4 Выводы

2. Метод диагностики Кабельных линий распределительных электрических сетей 6-10 кВ

по характеристикам ЧР

2.1 Анализ характеристик и исследование тепловых процессов в КЛ, вызванного ЧР

2.2 Разработка математической модели развития ЧР в кабельной линии электрических сетей

2.3 Диагностика кабельных систем методом измерения ЧР

2.4 Методика оценки надежности кабельных линий электрических сетей

2.5 Выводы

3. МЕТОД НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАЗВИВАЮЩЕГОСЯ ВКЛЮЧЕНИЯ в ИЗОЛЯЦИИ СИЛОВЫХ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ электрических сетей

3.1 Разработка алгоритма системы автоматического диагностирования включений в электрической изоляции кабельных линий

3.2 Математическое описание локальных и распределенных включений в электрической изоляции КЛ электрических сетей

3.3 Алгоритм метода амплитудного и фазового исследования изоляции для несимметричных режимов кабельных линий электрических сетей

3.4 Выводы

4. ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМОФЛУКТУАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ЗАДАЧАХ ДИАГНОСТИКИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ срока службы КЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

4.1 Термоокислительная деструкция изоляционных материалов в КЛ находящихся в эксплуатации

4.2 Тепловые процессы в изолирующих материалов в задачах неразрушающей диагностики кабельных систем

4.2.1 Математическая модель и результаты моделирования тепловых процессов в КЛ в условиях эксплуатации электрических сетей

4.2.2 Результаты моделирования тепловых процессов кабельных линий электрических сетей

4.3 Прогнозирование процесса старения изоляции на основе термофлуктуационной теории частичных разрядов в кабельных линиях электрических сетей

4.3.1 Исследование безотказной работы изоляционного материала кабельной линии электрических сетей

4.4 Выводы

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ состояния КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИИ электрических сетей напряжением 6-10 кВ

5.1 Описание методов диагностики и прогнозирования остаточного ресурса . 106 изоляции кабельных линий электрических сетей

5.2 Метод неразрушающего контроля и прогнозирования развивающегося включения изоляции в электрических сетях

5.4 Экстрополяционный метод прогнозирования термофлуктуационных процессов изоляции КЛ электрических сетей

5.5 Выводы

6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УСТРОЙСТВА ДИАГНОСТИКИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ АНАЛИЗА ТЕРМОФЛУКТУАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК В КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

6.1 Обзор и анализ методов контроля термофлуктуационных характеристик кабелей электрическиъх сетей

6.2 Разработка измерительной системы для мониторинга тепловых процессов КЛ в среде LabVIEW

6.2.1 Анализ и выбор схемного решения устройства контроля параметров КЛ электрических сетей

6.2.2 Разработка алгоритма и программы цифрового регистратора

контроля параметров КЛ

6.3 Моделирование термопроцессов изоляции КЛ с использованием

пакета LabView

6.4 Исследования режимных параметров КЛ электрических сетей

6.4.1 Разработка схемы эксперимента исследования режимных параметров КЛ

6.4.2 Сравнительный анализ экспериментальных и расчетных

характеристик распределений температуры

6.4.3 Анализ погрешностей расчета температуры КЛ по тепловой модели и на основе эксперимента

6.5 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ОТДЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ СКС

ПРИЛОЖЕНИЕ А2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДИАГНОСТИРУЕМОЙ КЛ И ОЦЕНКА ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРОГРАММА ДЛЯ ЭВМ «"СистемА" непрерывного контроля состояния изоляции силовых кабельных линий ^СГРС).»

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ЦИФРОВОГО РЕГИСТРАТОРА

БЛОК-ДИАГРАММА SCADA СИСТЕМЫ В LabVIEW

Программа ДЛЯ ЭВМ: «"СИСТЕМА" ИЗМЕРЕНИЯ И РАСЧЕТА ТЕРМОФЛУКТУАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИЛОВЫХ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ (SMACTC)»

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. показатели качества экстраполяции

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ НА ПРОИЗВОДСТВЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы диагностики и прогнозирования остаточного ресурса кабельных линий в распределительных электрических сетях 6-10 кВ»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Силовые кабельные линии (далее кабельные линии (КЛ)) являются одним из основных элементов электрических сетей систем электроснабжения городов, промышленных предприятий и во многом определяют их перспективное развитие.

Ежегодный рост электропотребления на 2-5 % по регионам Российской Федерации обусловлен внедрением современных технологий и совершенствованием существующего промышленного производства, расширением сферы услуг для населения, повышением экологических требований. Что приводит к увеличению протяженности сетей передачи и распределения электрической энергии. Кабельные линии (КЛ), составляют значительную часть систем электроснабжения промышленных предприятий, городов и сельского хозяйства: на крупных предприятиях и в крупных городах они стали практически единственным способом передачи и распределения электроэнергии. КЛ относятся к дорогостоящим, ответственным и долговременным элементам систем электроснабжения.

Большинство объектов таких отраслей промышленности как химическая, нефтехимическая, металлургическая, потребители многих организаций, служб жилищно-коммунального хозяйства по требованиям к обеспечению электрической энергией относятся к потребителям первой категории. При сохранении потребителей второй категории и уменьшении третьей появились объекты, требующие три независимых ввода (источника питания) при двух и более резервных генерирующих мощностях. Это увеличивает кабельные потоки. Поэтому повышение надежности силовых КЛ - одна из важнейших задач обеспечения надежного электроснабжения потребителей. Электрооборудование сложных распределительных систем (СРС) характеризуется значительным превышением нормативных сроков его эксплуатации, что означает большой износ электрооборудования.

В распределительных электрических сетях среднего напряжения 6-35 кВ, систем электроснабжения, наибольшее распространение получили силовые кабе-

ли напряжением 6 - 10 кВ (например, для внутризаводского сетевого хозяйства и питания мощных потребителей) [ГОСТ 24291-90, статья 70].

Более половина вырабатываемой в РФ электроэнергии распределяется потребителям систем промышленного и городского электроснабжения через кабельные сети напряжением 6 - 10 кВ. Для подстанций глубокого ввода крупных городов, где сооружение питающих линий в воздушном исполнении затруднительно актуален вопрос перевода части воздушных линий в кабельные, а также подстанций закрытого типа на базе комплектных распределительных устройств с элегазовой изоляцией.

Кабельное хозяйство обеспечивающее электроснабжение современных промышленных предприятий, организаций, городов составляет десятки и сотни километров, должно работать надежно, экономично.

Выход из строя распределительных сетей составляет около 70% всех нарушений электроснабжения промышленных и бытовых потребителей, что вызывает необходимость периодического их диагностирования и поиска повреждений. Основной причиной повреждения всех классов силовых кабельных линий (СКЛ) (СТО 34.01-21.1-001-2017) является старение силового кабеля. Анализ статистических данных старения электрических сетей показывает, что уровень износа КЛ составляет более 40% [1-3].

В процессе эксплуатации изоляция подвергается тепловым, электрическим, химическим, механическим, атмосферным и другим видам воздействий, в результате чего происходит изменение её электрических свойств и, как следствие, некоторые изменения претерпевают и технические характеристики изоляционных конструкций. Например, увеличение температуры окружающей среды приводит к уменьшению электрического сопротивления диэлектриков, в результате чего наблюдается пропорциональное нарастание мощности при заданном значении напряжения. Перегрев диэлектрика в таких условиях повышает вероятность снижения электрической прочности изоляции, что в дальнейшем может способствовать её пробою. Поэтому главной задачей эксплуатационного персонала является контроль и поддержание электроизоляционных свойств изоляции на уровне, исключающем её

аварийный выход из строя [4]. Успешное решение данной проблемы невозможно без представления о физических процессах и факторах, вызывающих возникновение и развитие частичных разрядов (ЧР) в изоляционных материалах (ИМ).

Изоляция высоковольтного оборудования и кабелей, согласно действующим в России правилам и руководящим документам (РД 34.45-51.300-97 «Испытание повышенным напряжением постоянного тока, многократно превышающим номинальное напряжение кабеля»), должна периодически подвергаться испытаниям, повышенным постоянным напряжением. Испытание повышенным напряжением приводит к усилению процесса ионизации в несколько раз, что приводит к усиленному старению изоляции. Метод дает информацию только о том, что изоляция выдержала приложенное напряжение, но ни дает гарантии выявления дефекта, и ни каких прогнозов остаточного ресурса изоляции кабеля речь в этом случае не идет. При этом положительные результаты испытаний повышенным напряжением не гарантируют безаварийную работу электрооборудования в будущем. Так, в проблемных местах в ближайшие месяцы после испытаний частичными разрядами интенсивно разрушается изоляция, что приводит к сокращению срока службы и выходу из строя кабельных линий.

Этот фактор дает существенное преимущество методам неразрушающего контроля (испытаний) кабельных линий, поскольку в процессе испытаний кабель не подвержен усиленному старению. Это и определяет необходимость разработки новых методов выявления включений в изоляции электрооборудования.

Проведение комплексных диагностических испытаний различными методами неразрушающего контроля позволяет оценить степень старения изоляции и остаточный ресурс электрооборудования. Разработка неразрушающих методов диагностики кабелей является перспективной задачей, которая позволит увеличить надежность электроснабжения потребителей. Надежность электроснабжения потребителей зависит от надежности изоляции КЛ. Согласно ГОСТ 27.002 под надежностью понимается свойство объекта сохранять во времени способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования и является комплексным

свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения может включать в себя безотказность, ремонтопригодность и долговечность.

Одним из перспективных направлений в решении указанной проблемы является исследование параметров ЧР, термофлуктуационных процессов изоляции кабельных линий, находящихся в эксплуатационном режиме, с использованием характеристик внутренних частичных разрядов ЧР. Согласно представлениям С. Б. Ратнера, к износу применима термофлуктуационная теория, вскрывающая роль температуры Т как наиболее важного фактора износа [5] Термофлуктуационная теория рассматривает разрушение не как критическое явление, наступающее при достижении предельного напряжения или деформации, а как кинетический процесс накопления повреждений, развивающийся в теле с момента приложения нагрузки. Непосредственное разрушение полимера объясняется образованием трещин в местах концентрации напряжений, а зарождение и развитие трещин рассматривается как следствие кинетического процесса термофлуктуационного разрыва связей [6]. Исследование структурных превращений на различных стадиях формирования и старения полимерных покрытий свидетельствует о том. В соответствии с кинетической термофлуктуационной теорией это приводит к накоплению дефектов [7].

В процессе эксплуатации КЛ работают под действием длительных нагрузок и температур, влияние которых можно учесть, основываясь на термофлуктуационной концепции разрушения и деформирования твёрдых тел, описанной в фундаментальных работах Журкова С.Н. [8]. Основные принципы теории механизма деструкции полимеров и влиянии на разрушение термофлуктуационных процессов были заложены в работах Александрова А.П., Бартенева Г.М и некоторых других исследователей [9]. Выявлено, что источником возникновения разрывов в структуре изоляционного полимера служат термические флуктуационные процессы, резко увеличивающие кинетическую энергию отдельных атомов, совершающих колебания около положения равновесия, в результате чего иногда происходит разрыв химической связи основной цепи полимера.

Механические напряжения, появляющиеся в результате приложенной извне нагрузки, приводят к уменьшению энергию активации процесса разрыва химических связей, а термические флуктуации - к их разрыву. Теория термофлуктуаци-онной прочности основана на том, что разрыв химических связей происходит из-за тепловых флуктуаций, а механическое напряжение снижает возможность восстановления этих связей, придавая тем самым определенную направленность процессу разрушения, обусловленному:

- наличием технологических дефектов в изоляционных материалах КЛ. Их присутствие приводит к резкому увеличению локальных напряжений и перегрузке связей;

- повышением температуры ускоряющей процесс разрушения или деформирования за счёт увеличения количества тепловых флуктуаций и других кинетических единиц. Таким образом частичные разряды в изоляции являются следствием наличия неоднородностей в структуре диэлектрика и характеристик воздействующего на неё напряжения [10]. Принято считать, что ЧР являются главной причиной старения изоляции [11, 12, 13], особенно выполненной из органических материалов. Таким образом возникновение (ток нулевой последовательности) ТНП возможно вследствие импульсов частичных разрядов, возникающих в изоляции КЛ (ТНП) [14]. Так как с ростом температуры существенно растет интенсивность ЧР, главным образом за счет увеличения числа ЧР в секунду, то это обстоятельство может являться причиной снижения напряжения начальных ЧР с ростом температуры.

Актуальность работы заключается в том, что надежность и бесперебойность работы КЛ в значительной степени обусловлена ее температурным режимом работы и внешними условиями. В нагрузочном режиме работы КЛ вследствие потерь активной мощности, происходит нагрев жилы и изоляционных элементов. Соблюдение оптимума токовой нагрузки КЛ позволяет обеспечить непрерывное и надежное электроснабжения и существенно снизить вероятность аварийных ситуаций. Процесс интенсивного теплового износа, тепловое старение КЛ начинается если температура жилы приближается к максимально допустимой

и, как следствие, возникает пробой в изоляции. Именно этот показатель надежности явился предметом исследования в данной работе. Диссертационная работа является развитием важных научных направлений теоретической электротехники и посвящена разработке методов непрерывного контроля и прогнозирования состояния электроизоляционных материалов КЛ и устройств, их реализующих, в том числе в режиме реального времени с учетом режимных параметров электрической сети. Таким образом, задача разработки неразрушающих методов диагностики изоляции и прогнозирование изменения температуры кабеля, в режиме реального времени с учетом режимных параметров сети, является важной и актуальной.

Степень разработанности темы диссертации. Необходимость разработки методов контроля и диагностики изоляции силовых кабельных линий существует уже более ста лет. Многие авторы, в России в том числе, посвятили свои работы тематике разработки методов контроля и диагностики изоляции оборудования. В последние годы увеличивается число публикаций, связанных с изучением изоляционных материалов, воздействующих факторов для определения ресурса изоляции КЛ, резко возрастает количество изобретений, связанных с разработкой методов диагностики и контроля изоляции. Литературный обзор включает около 40 ссылок на источники.

Объектом исследования являются силовые кабельные линии электрических сетей, систем передачи и распределения электроэнергии.

Предметом исследования являются изоляционные материалы кабельных электрических сетей, определяющих режимные параметры и пропускную способность систем передачи и распределения электроэнергии.

В соответствии с изложенным основной целью работы является развитие теории исследования характеристик ЧР, термофлуктуационных процессов и разработка методов диагностики и прогнозирования электроизоляционных свойств кабельных линий.

Поставленная цель достигается решением следующих основных задач:

- проведением теоретического анализа диагностики изоляции КЛ по ЧР с определением алгоритма, параметров и основных воздействующих факторов, вызывающих деструкцию и пробой изоляционного материала;

- разработкой методики оценки состояния изоляции, основанную на измерении и регистрации импульсов ЧР в изоляции, позволяющую выявить включения на начальных этапах их развития;

- разработкой математической модели развития включения в изоляции, старения КЛ, ухудшения её свойств, прогнозирование остаточного ресурса изоляции в условиях эксплуатации;

- разработкой способ оценки влияния ЧР, термофлуктуационных процессов на ресурс электрооборудования. Определить алгоритм системы измерения и расчета термофлуктуационных характеристик силовых кабельных линий (SMaCTC);

- разработкой и реализацией предложенных алгоритмов методов в конкретных устройствах. Разработать программно-аппаратный комплекс устройств диагностики изоляционных материалов КЛ;

- разработкой способов измерения и компьютерной информационно -измерительной SCADA системы мониторинга КЛ с использованием пакета LabVIEW для послойного исследования термофлуктуационных процессов в сечении кабеля в соответствии с теорией теплопроводности. Разработать схемное решение реализации цифрового регистратора контроля термофлуктуационных характеристик ИМ.

- проведением натурных испытаний на электроэнергетических объектах с целью подтверждения правомерности основных положений метода ЧР ранней диагностики высоковольтного оборудования системой OWTS.

Методология и методы диссертационного исследования. Основу методологии работы составляют положения теоретической электротехники, техники высоких напряжений, методы математической обработки результатов, а также натурные эксперименты. В ходе исследования применялись методы математического моделирования, математической статистики с использованием пакетов прикладных программ Micro-Cap, MathCAD, MATLAB, COMSOL, теоретические основы и результаты экспериментальных исследований в лабораторных условиях и в условиях эксплуатации для определения параметров и диагностирования КЛ. Достоверность

полученных результатов подтверждена сравнением расчётных значений исследуемых параметров силовых кабелей 6-10 кВ с данными натурных экспериментов.

На защиту выносятся:

- классификация существующих методов неразрушающего контроля и диагностики изоляции СКЛ в условиях эксплуатации, отличающаяся от известных учетом развития теплового пробоя, связанного с разогревом диэлектрика при протекании тока проводимости и развитии диэлектрических потерь;

- методика диагностирования остаточного ресурса электроизоляции КЛ, основанная на контроле параметров и технического состояния. Предложенная методика отличается от существующих использованием напряжения, выделяемого самим ЧР. Методика позволяет в комплексе оценивать воздействие на электроизоляцию КЛ основных разрушающих факторов и определять степень её деградации;

- математическая модель появления и развития теплового пробоя в электроизоляции КЛ, вызванного ЧР, основана на использовании комплекса характеристик (напряжения зажигания ЧР ЦВ, кажущийся заряд ЧР). Модель позволяет оценивать текущее состояние изоляции (место и степень пробоя, геометрические характеристики включений) а также прогнозировать остаточный ресурс СКЛ;

- метод прогнозирования пробоя изоляции, основанный на методе наименьших квадратов, позволяет определять время до наступления пробоя на начальных этапах его развития по имеющимся в кабеле импульсам ЧР, возникающим непосредственно в зоне включения, а не создаваемым внешним рефлектометром как в традиционных системах;

- метод определения температуры наиболее нагретой точки изоляции для вычисления температуры жилы кабеля с учетом температуры поверхности кабеля, окружающей среды и тока жилы при различных режимных параметрах работы СКЛ, реализуемый в разработанном устройстве ^МаСТС), отличающемся от существующих возможностью послойного контроля термофлуктуационных процессов по значению температуры на поверхности кабеля.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработана методика диагностирования остаточного ресурса электроизоляции КЛ, основанная на контроле параметров и технического состояния, отличающаяся использованием напряжения, выделяемого самим ЧР, что позволяет в комплексе оценивать воздействие электроизоляцию КЛ основных разрушающих факторов и определять степень её деградации;

- разработана математическая модель появления и развития теплового пробоя в электроизоляции КЛ, вызванного ЧР, основанная на использовании комплекса характеристик (напряжения зажигания ЧР, кажущегося заряда ЧР), отличающаяся от существующих использованием режимных параметров сети в условиях эксплуатации, что позволяет оценивать текущее состояние изоляции (место и степень пробоя, геометрические характеристики включений) и прогнозировать остаточный ресурс СКЛ;

- усовершенствован метод прогнозирования пробоя изоляции, основанный на определении значения амплитуды и угла вектора ТНП КЛ, отличающийся возможностью его применения в рабочих режимах; предложено представление амплитуды и фазы ТНП в зависимости от реальной Re(I0) и мнимой Jm(I0) составляющих, что показывает характер комплексной составляющей тока во включении;

- усовершенствована математическая модель температурного поля в сечении кабеля, позволяющая исследовать вероятность безотказной работы в зависимости от температуры в изоляции, распределения ЧР, от плотности неоднородно-стей изоляции и высоты потенциального барьера; применение зависимостей стойкости к отказу позволяет прогнозировать время отказа и остаточный ресурс;

- разработан термофлуктуационный метод определения температуры наиболее нагретой точки изоляции КЛ для вычисления температуры жилы кабеля с учетом температуры поверхности кабеля, окружающей среды и тока жилы при различных режимных параметрах работы линии, реализуемый в разработанном устройстве ^МаСТС), отличающемся от существующих возможностью послойного контроля термофлуктуационных процессов по значению температуры на поверхности кабеля.

Теоретическая значимость работы обусловлена, прежде всего, тем, что содержащиеся в ней результаты теоретических исследований могут быть использованы при разработке устройств диагностики и прогнозирования ресурса материала изоляции. В частности, могут использоваться закономерности процессов развития ЧР и старения ИМ, выведенные автором, показывающие, что основным воздействующим фактором, вызывающим деструкцию и пробой ИМ, являются термофлуктуационные процессы.

Практическая ценность:

- разработанные методы контроля и диагностики изоляции КЛ позволяют создавать приборы диагностики и прогнозирования, реализующие неразрушающий метод контроля термофлуктуационных процессов в ИМ. Применение такого устройства повысит эксплуатационную надежность систем электроснабжения;

- разработано программное обеспечение "Система" непрерывного контроля состояния изоляции силовых кабельных линий (БСГРС), основанное на математической модели, с учетом условий эксплуатации КЛ и использованием в устройствах и системах непрерывного диагностирования и прогнозирования остаточного ресурса КЛ в режиме реального времени по тепловым параметрам. «Система» позволяет осуществлять мониторинг режимов работы КЛ (режим номинальной нагрузки, режим холостого хода, режим короткого замыкания) на основании анализа профиля рабочих температур слоев изоляции.

Полученные в диссертационной работе результаты позволяют рекомендовать к практическому применению способ диагностики и прогнозирования технического состояния изоляции КЛ, дают возможность:

1) осуществлять текущий контроль технического состояния высоковольтного оборудования, выявляя факт появления и развития дефектов на самой ранней стадии;

2) оценивать степень опасности развития дефектов;

3) повышать эффективность диагностики высоковольтного оборудования под рабочим напряжением, своевременно указывать на необходимость комплексного обследования;

4) использовать полученные в работе результаты в качестве рекомендаций при проектировании новых и эксплуатации существующих КЛ электрических сетей.

Практическая значимость работы подтверждается актами внедрения результатов в производственный процесс ПАО «Россети-Юг» - «Ростовэнерго» производственного отделения «Юго-Западные электрические сети» и в учебный процесс кафедры электротехники и мехатроники Южного федерального университета (ЮФУ).

Степень достоверности полученных результатов работы. Обоснованность и достоверность научных положений и выводов подтверждаются сходимостью результатов сравнительного анализа экспериментальных и расчетных характеристик распределений температуры исследований, корректностью допущений, принимаемых при математическом моделировании и теоретическом анализе предложенных методов, использованием метрологически аттестованного оборудования при проведении испытаний разработанных устройств.

Апробация работы. Основные результаты, полученные в работе, были доложены, обсуждены и одобрены на 11-ти Международных конференциях, таких как: 4th International conference on applied mechanics and mechanical engineering» (ICAMME 2013), «International Conference on Advanced Engineering and Technology» (ICAET 2014), Международная конференция молодых ученых стран БРИКС (2015), VII - Международная научно-техническая конференция «Технологии разработки информационных систем» ТРИС-2016, 2nd International Conference on Advanced Materials Research and Manufacturing Technologies (AMRMT 2017), 5th International Conference on Mechatronics, Automation and Manufacturing (ICMAM 2018), XXXII - Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-32, 2019), 3rd International conference on automation and mechatronics engineering (ICAME-2019), 2019 Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW-2019), 8th International Conference on Mechanical, Automotive and Materials Engineering (CMAME 2020), 33th International Conference on Industrial, Engineering & Other Applications of Applied Intelligent Systems IEA/AIE2020, а также на 8-ми Всероссийских научно-технических конференциях: XI Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых,

студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления, IX Ежегодной научной конференции студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН «Информационные технологии, системный анализ и управление - ИТСАиУ-2014», XII Всероссийской научной конференции молодых ученых аспирантов и студентов «Теоретические и методические проблемы эффективного функционирования радиотехнических систем», XIII Всероссийской научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Информационные технологии, системный анализ и управление ИТСАиУ-2015», XIV Всероссийской научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Информационные технологии, системный анализ и управление ИТСАУ-2016», 4-й Всероссийской научной конференции и школы молодых ученых (с международным участием) «Системы обеспечения техносферной безопасности» (2017), Ежегодной (17-й) конференции г. Пермь «Методы и средства контроля изоляции высоковольтного оборудования, специальный вопрос конференции 2020: Диагностика и мониторинг высоковольтного оборудования. Современные технические и программные решения», II Всероссийская научно-практическая конференция «Проблемы и перспективы развития электроэнергетики и электротехники».

По теме диссертационной работы опубликованы 32 печатные работы, в том числе 2 патента РФ на полезную модель, 2 программы для ЭВМ, 10 статей в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК.

Соответствие научной специальности. Полученные соискателем основные результаты исследований соответствуют пункту 5 «Разработка методов диагностики электрооборудования электроустановок», пункту 6 «Разработка методов математического и физического моделирования в электроэнергетике» и пункту 13 «Разработка методов использования ЭВМ для решения задач в электроэнергетике».

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка сокращений и условных обозначений, списка литературы и шести приложений. Объем диссертации: 176 страниц основного машинописного текста, 55 рисунка и 12 таблиц, 16 страниц списка используемой литературы из 139 наименований, 39 страниц приложений.

1. АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

СЕТЕЙ

Надёжность системы электроснабжения во многом зависит от безаварийной работы распределительных электрических сетей напряжением 6-3 5кВ.

1.1 Виды и причины повреждений кабельных распределительных

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Дубяго Марина Николаевна, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Физический износ оборудования на ТЭС РАО "ЕЭС России" [Текст] // ДВ Энергосервис. - http://energoservesdv.ru/energetika/ resheniya2199.html.

2. Шакарян, Ю. Г. Анализ состояния трансформаторного оборудования в энергосистемах России и за рубежом [Текст] / Ю. Г. Шакарян, Б. А. Алексеев. -http: //www.electrokontakt.ru/novo sti/index.php?action=show&nid=3933.

3. IEC Performance 2008 [Интернет ресурс] - http://www.iec.ch/ newscen-tre /anreport /p2008/PerfReport08.pdf

4. Шабловский, Я. О. Предупреждение пожароопасных отказов силовых кабелей [Текст] / Я. О. Шабловский, В. В. Киселевич // Предупреждение и ликвидация чрезвычайных ситуаций: материалы междунар. конф. молодых учёных, г. Минск, 28 ноября 2013 г. / НИИ ПБ и ЧС МЧС Беларуси; ред.: Ю.С. Иванов [и др.]. - Минск, 2013. - C. 169-172.

5. Бабаевский, П. Г. Термопласты конструкционного назначения [Текст] / П. Г. Бабаевский, В. М. Виноградов, Г. С. Головкин и др. // Под ред. Е. Б. Тростян-ской. - Москва.: Химия, 1975. - 239 с.: ил.

6. Тростянская, Е. Б. Термопласты конструкционного назначения [Текст] / Е. Б. Тростянская. Москва: - Химия, 1975. - 240 с.

7. Сухарева, Л. А. Полиэфирные покрытия: Структура и свойства [Текст] / Л. А. Сухарева. - Москва: Химия, 1987. - 190 с.

8. Воробьев, Г. А. Физика диэлектриков (область сильных полей) [Текст]: учебное пособие / Г. А. Воробьев, Ю. П. Похолков, Ю. Д. Королев, В. И. Меркулов. - 2-е изд. - Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2011. -245 с.

9. Перепечко, И. И. Введение в физику полимеров. - М.: Химия 1978.

10. Важов, В. Ф. Техника высоких напряжений: курс лекций / В. Ф. Важов, В. А. Лавринович. - Томск: Изд-во ТПУ, 2008. - 150 с. - С.57.

11. Вдовико, В. П. Частичные разряды в диагностировании высоковольтного оборудования [Текст] / В. П. Вдовико. - Новосибирск: Наука, 2007. - 155 с.

12. Сви, П. М. Методы и средства диагностики оборудования высокого напряжения [Текст] / П. М. Сви. - Москва: Энергоатомиздат, 1992. - 128 с.

13. Кучинский, Г. С. Изоляция установок высокого напряжения [Текст] / Г.С. Кучинский. - Москва: Энергоатомиздат, 1987. - 367с.

14. Гребченко, Н. В. Интеллектуальная система для определения места и степени локальных дефектов изоляции в сети с изолированной нейтралью [Текст] / Н. В. Гребченко, А. А. Сидоренко // Доклад представлен на XVII научно -техническая конференции "Релейная защита и автоматика энергосистем 2006" Москва - 16-19 мая, 2006.

15. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации [Текст] /Министерство топлива и энергетики РФ, РАО "ЕЭС Россини": СО 153-34.20.501-2003.

16. Правила эксплуатации электроустановок потребителей [Текст] / Гос-энергонадзор Минтопэнерго РФ (с изменениями на 13 сентября 2018 года). - Москва: Минэнерго России, 2003.

17. Михель, А. А. Обзор методов диагностики кабельных линий напряжений 6 и 10 кВ [Текст] / А. А. Михель, А. В. Авдонин, Д. М. Левин // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. - 2009. - № 2. - С. 31-39.

18. Пономарев, Н. В. Анализ методов диагностики состояния силовых высоковольтных кабельных линий [Текст] / Н. В. Пономарев// Вестник КузГТУ. -2012. - № 5(93). - С. 68-71.

19. Федосов, Е. М. Частичные разряды в элементах электротехничнических комплексов [Текст] / Е. М. Федосов // Дис. канд. техн. наук. -Уфа, 2009.

20. Гладилин, Л. В. Измерение сопротивления относительно земли электроустановок с изолированной нейтралью напряжением выше 1000 В [Текст] / Л. В. Гладилин, В. И. Щуцкий, Н. Я. Гущин // Безопасность труда в промышленности. -1974. - № 10.

21. Лапченков, К. В. Анализ способов определения параметров изоляции в трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью [Текст] / К. В. Лап-

ченков //Безопасность жизнедеятельности: сборник научных трудов. - Челябинск: ЧГТУ, 1996. - С. 16 - 20.

22. Гладилин, Н. В. Электробезопасность в горнодобывающей промышленности [Текст] / Н. В. Гладилин, В. И. Щуцкий, Ю. Г. Бацежев и др. // -М.: Недра, 1977. - 327 с.

23. Бунзя, А. А. Разработка трехмерной имитационной модели высоковольтной изоляции с множеством дефектов [Текст] / А. А. Бунзя // Транспорт Урала, 2009. - №4 (23). - С. 89-92.

24. Гребченко, Н. В. Система защитно-диагностирующей автоматики локальных объектов электрических систем [Текст] / Н. В. Гребченко - Донецк: ДонНТУ, 2007.

25. Зализный, Д. И. Математическая модель тепловых процессов одножильного силового кабеля [Текст] / Д. И. Зализный, С. Н. Прохоренко. // Изв. высш. учеб. заведений и энергет. об-ний СНГ. Энергетика. - 2012. - №5.

26. Зализный, Д. И. Методика численного расчета нестационарных тепловых процессов в изоляции силового кабеля [Текст] / Д. И. Зализный, М. Н. Новиков, Н. М. Ходанович, А. Ю. Шутов // Вестник гомельского государственного технического университета им. П.О. Сухого. - 2010.

27. Дубяго, М. Н. Метод селекции сигнала ЧР с помощью вейвлет-преобразования [Текст] / Дубяго М.Н., Полуянович Н.К.// Известия ЮФУ. Технические науки. - № 2 (139). - 2013. - С. 99-104.

28. Меркулов, В. И. Математическое моделирование в электроизоляционных конструкциях [Текст]: Учебное пособие. / В. И. Меркулов //- Томск: Издание ТПУ, 2001. - 156 с.

29. Набока, Б. Г. Диагностика кабельных линий энергосистем по тангенсу угла диэлектрических потерь и постоянной времени саморазряда бумажно-пропитанной изоляции [Текст] / Б. Г. Набока, А. В. Беспрозванных, У. С. Москви-тин, М. В. Бутко, С. М. Бутко, А. А. Головань // Электротехника и электромеханика, 2011. - №2. - С. 65-69.

30. Сажин, Б. И. Электрические свойства полимеров [Текст] / Б. И. Сажин // Л. Химия, 1977. - 192 с.

31. Шувалов, М. Ю. Исследование кабелей высокого напряжения, разработка усовершенствованных методов электрического расчета и микродиа-гностика [Текст] / М. Ю. Шувалов. Москва, 2000.

32. Кучинский, Г. С. Частичные разряды в высоковольтных конструкциях [Текст] / Г. С. Кучинский. - Ленинград: Энергия, Ленинград, отд., 1979. - 224 с.

33. Исмагилов, Ф. Р. Математическое моделирование развития частичных разрядов в процессе старения диэлектрика [Текст] / Ф. Р. Исмагилов, Д. В. Максудов // Вестник УГАТУ. - №. - 2011. - С. 98-100.

34. Ван Брант, Р. Физика и химия частичных разрядов и короны: последние достижения и будущие последствия [Текст] / Р. Ван Брант // Уайтхе-довские чтения, 1994. - http://sibdiag.ru.

35. Копырюлин, П. В. Совершенствование эксплуатационных свойств кабельных линий с полимерной изоляцией [Текст] / П. В. Копырюлин // Дис. канд. техн. наук: 05.09.03 Сам. гос. техн. ун-т. - Самара, 2013. - 132 с.

36. Копырюлин, П. В. Зависимости тангенса дельта бумажно-маслянной изоляции, используещегося при измерении под рабочим напряжением [Текст] / П. В. Копырюлин, В. С. Поляков, И. А. Косорлуков // Известия Вузов. Электромеханика. - №3. - 2011. - С. 96-99.

37. Дубяго, М. Н. Метод селекции сигнала ЧР с помощью вейвлет-преобразования [Текст] / Дубяго М.Н., Полуянович Н.К.// Известия ЮФУ. Технические науки. - № 2 (139). - 2013. - С. 99-104.

38. Аввакумов, М. В. Компьютерная информационно-измерительная система контроля дефектов диэлектрических элементов высоковольтного оборудования методом частичных разрядов [Текст]: Дис. на соискание уч. ст. к.т.н. / М. В. Аввакумов // Казанск. гос. энерг. ун-т. - Казань, 2003. - 138 с.

39. Blokhintsev, I. Field experiences with the measurement of partial dis-charges on rotating equioment [Text] / I. Blokhintsev, M. Golovkov, A. Golubev, C. Kane // IEEE Transcactions on Energy Conversion, 1999. №4. - V.14. - P. 930-938.

40. Stone, G. C. Advancements in interpreting partial discharge test results to assess stator winding condition [Text] / G. C. Stone, V. Warren // Iris Power Engineering, 2005.

41. Дубяго, М. Н. Разработка метода диагностики и прогнозирования остаточного ресурса кабельных линий в результате старения изоляции, вызванного частичными разрядами [Текст] / М. Н. Дубяго, Н. К. Полуянович // Известия высших учебных заведений северокавказский регион. 2018; 3. -С. 70-79

42. Ушаков, В. Я. Изоляция установок высокого напряжения [Текст] / В. Я. Ушаков. - Москва: Энергоавтомиздат, 1994. - 496 с.

43. Ушаков, В. Я. Электрическое старение и ресурс монолитной полимерной изоляции [Текст] / В. Я. Ушаков. - Москва: Энергоатомиздат, 1988. - 152с.

44. Кулаковский, В. Б. Работа изоляции в генераторах [Текст] / В. Б. Кула-ковский // М.: Энергоиздат, 1981. -256 с.

45. Баширов, М. Г. Диагностика электрических сетей и электрооборудования промышленных предприятий [Текст] / М. Г. Баширов, В. Н. Шикунов // М-во образования и науки Рос. Федерации, Федер. агентство по образованию, Гос. об-разоват. учреждение высш. проф. образования "Уфим. гос. нефтяной техн. ун-т". -Салават. Фил., 2004. - 220 с.

46. Сви, П. М. Контроль изоляции оборудования высокого напряжения [Текст] / П. М. Сви. - Москва: Энергия, 1980. - 112с.

47. Dubyago, M. N. Mathematical description of interaction of the elements in the power network system [Text] / M. N. Dubyago, N. K. Poluyanovich // 2013 International Conference on Renewable Energy and Environmental Tech-nology (ICREET 2013), Applied Mechanics and Materials Vols. 448-453, 2014. Р. 2455-2460.

48. Дубяго, M. Н. Исследование характеристик частичных разрядов в электрической изоляции систем электроснабжения [Текст] / M. Н. Дубяго // Известия ЮФУ. Технические науки. - № 11. - 2013. - С. 201-207.

49. Куделина, Д. В. Метод, модели и алгоритмы для автоматизированного контроля состояния изоляции кабельных линий: дис. канд. техн. наук: 05.11.13: защищена 23.03.18: - Курск., 2018. - 160 с.

50. Полуянович, Н. К. Анализ характеристик и исследование теплового пробоя изоляционных материалов, вызванного частичными разрядами [Текст] / Н. К Полуянович, М. Н. Дубяго // Научный вестник НГТУ. - 2018. - № 2 (71). - С. 157174.

51. Макаров, E. Ф. справочник по электрическим сетям 0,4-35 кВ и 1101150 кВ [Текст] / E. Ф. Макаров. - Москва: Папирус ПРО, 2004. - Т. 3. - 674 с.

52. Poluyanovich, N. K. Study of characteristics of partial discharge for assessment of condition of electrical insulating materials of power supply system [Text] / N. K. Poluyanovich, M. N. Dubyago // 2013 International Conference on Renewable Energy and Environmental Technology (ICREET 2013) Applied Me-chanics and Materials Vols. 448-453 Trans Tech Publications, Switzerland, 2014. - Р. 2455-2460.

53. Юров, А. А. Технические средства диагностирования силовых кабельных линий 6-10 кВ с определением места повреждения методом колебательного разряда [Текст] / А. А. Юров // 05.14.02: Дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук. - Новочеркасск, 2010.

54. Дубяго, М. Н. Исследование характеристик частичных разрядов в электрической изоляции систем электроснабжения [Текст] / М. Н. Дубяго // Журнал Известия ЮФУ. Технические науки. Тематический выпуск. № 11 (148) ноябрь, 2013. - С. 201-207.

55. Grebchenko, N. V. Definition of complex admittance of electric isolation without disconnecting of electrical equipment [Text] / N. V. Grebchenko, I. I. Koval, A. A. Sidorenko, M. A. Smirnova // Compatibility and Power Electronics CPE2009.6 International Conference-Workshop 978-1-4244-2856-4/09. - Apr, 2009, - P.61-66.

56. Marina N. Dubyago and Nikolay K. Poluyanovich, "Estimation of Insulating Materials Depreciation and Forecasting the Residual Cable Resource Considering the Current Core Temperature, "International Journal of Materials, Mechanics and Manufac-turing. - 2019. -Vol. 7, - №. 1, - pp. 415 - 420.

57. Бурьков, Д. В. Оценки степени старения изоляции материалов кабелей с многослойной бумажно-пропиткой [Текст] / Д. В. Бурьков, М. Н. Дубяго, Н. К.

Полуянович // Международное научное сотрудничество, образование и культура. 2014. - № 3 (4). - С. 89-101.

58. Качесов, В. Е. Метод определения зоны однофазного замыкания в распределительных сетях под рабочим напряжением [Текст] / В. Е. Качесов // - Электричество, 2005. - № 6. - С. 9-19.

59. Дубяго, М. Н. Разработка алгоритма непрерывного определения повреждения изоляции [Текст] / М. Н. Дубяго // Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем: материалы 9-й Всероссийской научно-технической конференции - Чебоксары: Изд-во Чувашского Университета, 2011. - 370 с.

60. Патент на полезную модель №164503. Устройство непрерывной диагностики и прогнозирования повреждений в силовых кабельных линиях в реальном времени / Полуянович Н.К., Дубяго М.Н.// Опубликован 24.11.2014.

61. Полуянович, Н. К. Разработка алгоритма релейной защиты распределительной сети на основе математической модели [Текст] / Н. К. Полуянович // Известия ЮФУ. Технические науки, 2009. - № 1 (90). - С. 240-245.

62. Мендусь, В.В. Интеллектуальная релейная защита от замыканий на землю. Автореферат магистерской работы, 2006г. http://masters.donntu.org/2006/eltf/ mendus/diss/index.htm

63. Дубяго, М. Н. "Система" непрерывного контроля состояния изоля-ции силовых кабельных линий (SCIPC) [Текст] / М. Н. Дубяго, Н. К. Полуянович // ФИПС, Москва. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ №2018612492. 16.02.2018.

64. Шевченко, В. А. Математическое описание метода мониторинга и прогнозирования неисправностей в силовых кабельных линиях [Текст] / В. А. Шевченко, М. Н. Дубяго, Н. К. Полуянович // Научное издание. Энергетика инновационные направления в энергетике. CALS-технологии в энергетике. Математическая IV-ая Всероссийская научно-техническая интернет-конференции, 1-31 октября, 2010. - С.152-162.

65. Дубяго, М. Н. Метод амплитудного и фазового распределения импульсов частичных разрядов в задачах исследовании изоляции кабельных линий [Текст] / М. Н. Дубяго, Н. К. Полуянович // ж. Известия ЮФУ. Технические науки. №7 (132). 2012 г. Тематический выпуск. Интеллектуальный САПР. - С. 200205.

66. Полуянович, Н. К. Автоматизированная система диагностики и контроля состояния изоляции силовых кабельных линий [Текст] / Н. К. Полуянович, А. В. Стульнева, М. Н. Дубяго // Патент. БИ №1. RU 112525. 10.01.2012.

67. Положение ОАО «Россети» о Единой технической политике в электросетевом комплексе. Москва. Утверждено Советом директоров ОАО «Россети» от 23.10.2013. https://www.rosseti.ru/investment/science/tech/doc/tehpolitika.pdf

68. http://vols-vl.ru/about/partners (дата обращения 08.12.2021 г).

69. https: //www.mo s .ru/mayor/themes/5299/6299050/ (дата обращения 08.12.2021 г).

70. Титков, В.В. К оценке теплового режима трехфазной линии из СПЭ-кабеля. Кабель-news. 2009. № 10. С. 47.

71. Kaniskin, V. A. Otsenka tekhticheskogo sostyaniya kabelley I kabel-nykh setey [Estimation of Technical Conditions if Cables and Cable Networks] [Text] / V. A. Kaniskin, A. A. Pubachev, A. I. Tadzhibayev. - Saint Peterburg, 2007, - P. 172.

72. Зализный, Д. И. Математическое моделирование тепловых процессов в силовых кабелях с пластмассовой изоляцией [Текст] / Д. И. Зализный [и др.] // Вестник Гомельский государственный технический ун-та им. П. О. Сухого, 2009. - №3. - С.65-75.

73. ГОСТ Р МЭК 60287-2-1-2009. Кабели электрические. Расчет номинальной токовой нагрузки. Ч. 2-1. Тепловое сопротивление. Расчет теплового сопротивления. [Текст]. - Москва: Стандартинформ, 2009.

74. Кабели электрические. Расчет номинальной токовой нагрузки [Текст] Ч. 1-1. Уравнение для расчета номинальной токовой нагрузки (100 % коэффициент нагрузки) и расчет потерь. Общие положения [Текст]: ГОСТ Р МЭК 60287-1-12009. Введ. 2010 - 01 - 01. - Москва: Стандартинформ, 2009. - 1, 28 c.

75. Карпов, К. Р. Мониторинг подземных высоковольтных кабельных сетей [Текст] / К. Р. Карпов // Энергослужба предприятия. - 2007. - № 4. - С. 15-17.

76. Дмитриев, М. В. Заземление экранов однофазных силовых кабелей 6500 кВ [Текст] / М. В. Дмитриев. - Санкт-Петербург: Изд-во «НИВА». 2008, - 104 с.

77. Кузнецов, Д. В. К вопросу об эксплуатации силовых кабелей высокого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена [Текст] / Д. В. Кузнецов, Ю. С. Попова, Ф. Х. Халилов, Н. А. Шилина // «Электро», - №3, - 2009. - С. 30-33.

78. Гольдштейн, В. Г. О проблемах эксплуатации кабелей 6-110 кВ из полимерной изоляции [Текст] / В. Г. Гольдштейн, И. С. Лысенкова, Т. В. Уколова, Л. В. Шпиц // Радиоэлектроника, Электротехника и энергетика: Шестнадцатая Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов: Тезисы докладов В 3 т. Т.3. - Москва: Издательский дом МЭИ, 2010. - 538 с., -С. 364-366

79. Зайцев, Е. С. Моделирование тепловых процессов в кабеле с изоляцией из сшитого полиэтилена средствами MATLAB и Simulink [Текст] / Е. С. Зайцев, В. В. Корольков, В. Д. Лебедев, В. В. Можжухина // Материалы научно-практической конференции c международным участием Институт энергетики и транспортных систем СПбГПУ. Ч. 1. - Санкт-Петербург: Изд-во Политехнического университетата, 2014. - 176 с.

80. Dubyago, M. N. Dependence of dielectric loss tangent on the parame-ters of multilayer insulation materials cable [Text] / M. N. Dubyago, N. K. Polu-yanovich, D. V. Burkov, I. A. Tibeyko // Environment, Energy and Applied Technology -Sung&Kao (eds), Taylor & Francis Group, London, ISBN 978-1-138-02691-9, 2015. -Р.1003-1007.

81. Навалихина, Е. Ю. Математическое моделирование процессов сложного тепломассопереноса в кабельном канале [Текст] / Е. Ю. Навалихина: // Дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук. - Пермь, 2015.

82. Богородицкий, Н. П. Электротехнические материалы: учебник для вузов [Текст] / Н. П. Богородицкий, В. В. Пасынков, Б. М. Тареев. - Ленинград: Энерго-атомиздат, 1985. - 304 с.

83. Коржов, А. В. Энергетическая диаграмма силового кабеля для анализа активных потерь, влияющих на состояние изоляции [Текст] / А. В. Коржов, Е. В. Томашева // Вестник ЮУрГУ. - 2008. - №11. Серия «Энергетика». Вып. 9. - С. 29-31.

84. Яворский, Б. М. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов [Текст] / Б. М. Яворский, А. Детлаф // - Москва: Наука, 1979.

85. Дубяго, М. Н. Математическая модель объемной изоляционной структуры с множеством включений / Дубяго М.Н.// Известия ЮФУ. Технические науки. - № 4(141). - 2013. - С. 115-120.

86. Леонов, В. М. Основы кабельной техники[Текст]: учебник для студ. высших учебных заведений / В. М. Леонов, И. Б. Пешков, И. Б. Рязанов, С. Д.

87. Зайцев, Е. С. Разработка математических моделей и алгоритмов системы мониторинга пропускной способности кабельных линий напряжением 110-500 кВ. [Текст]: Дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук. - Иваново, 2016. -С.178.

88. Дубяго, М. Н. Контроль состояния электроизоляционных систем высоковольтного оборудования под рабочим напряжением методом частичных разрядов [Текст] / М. Н. Дубяго // IX Ежегодная научная конференция студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН: Изд-во ЮНЦ РАН, 2012. - 458 с, - С.139-140.

89. Dubyago, M. N. Thermodynamic Approach for Identifying oxidative processes insulation breakdown [Text] / M. N. Dubyago, I. A. Poluyanovich, N. K. Poluyanovich // Applied Mechanics and Materials Vols. 752-753, 2015. - Р.1153-1157.

90. Dubyago, M. N. Prediction of residual life of isolating materials in the process of thermal power equipment deterioration [Text] / M. N. Dubyago, N. K. Poluyanovich // Published by Atlantis Press, ISSN:2352-5401, 2015. -Р. 49-54.

91. Савина, Н. В. Моделирование состояния изоляции для задач оценки надежности подстанционного оборудования [Текст] / Н. В. Савина, О.С. Степанова // Вестник амурского государственного университета. серия: естественные и экономические науки, 2008. - С. 50-55.

92. Кустов, А. Г. Существует ли в России диагностика силовых кабельных линий и электрооборудования [Текст] / А.Г. Кустов // Журнал «Энергетика и промышленность России» выпуск июль, 2006. - №7 (71). - С. 18-19.

93. Дубяго, М. Н. Оценка и прогнозирование изоляционных материалов силовых кабельных линий [Текст] / М. Н. Дубяго, В. Х. Пшихопов, Н. К. Полуянович // Известия ЮФУ. Технические науки. -http://izv-tn.tti.sfedu.ru/wp-content/uploads/ 2015/7/21 .pdf.

94. Дубяго, М. Н. Диагностика кабельных систем при помощи измерения частичных разрядов [Текст] / М. Н. Дубяго // Наука и образование на рубеже тысячелетий. Сборник научно-исследовательских работ. - Вып.1. - Кисловодск, 2014. - С. 190-200.

95. Dubyago, M. N. Analysis of Insulation Materials of Cable Systems by Method of Partial Discharges [Text] / M. N. Dubyago, N. K. Poluyanovich // Advances in Materials Science and Applications, 2015. - Vol. 4, Iss. 1. - P. 23-32.

96. Техническая диагностика. Термины и определения [Текст] / ГОСТ 20911-89, 1989. http://gostrf.com/normadata/1/4294832/4294832666.pdf (дата обращения 08.12.2021 г.)

97. Объем и нормы испытаний электрооборудования [Текст] / РД 34.4551.300-97. - 6-е изд. измен. и доп. по состоянию на 01.03.2001. -Москва: Издательство «НЦ ЭНАС», 2004.

98. Сидельников, Л. А. Прогнозирование остаточного ресурса силовых кабелей по возвратному напряжению [Текст] / Л. А. Сидельников, Л. А. Ковригин // Журнал «Кабель - news» выпуск август, 2009. - №8. - С. 54-56.

99. Золотоносов, Н. М. Устройство для контроля понижения изоляции в кабельной линии [Текст] / Н. М. Золотоносов // Патент России №2007874 от 15.02.1994.

100. Юрченко, Е. Ю. Оценка состояния изоляции городских кабельных линий напряжением 6-10 кВ с разработкой рекомендаций по улучшению электробезопасности [Текст] / Е. Ю. Юрченко //Автореф. на соискание ученой степени канд. техн. наук. - Челябинск, 2009.

101. Dubyago, M. N. The method of nondestructive testing and prediction of evolving insulation defect of power line cable [Текст] / M. N. Dubyago, N. K. Poluyanovich // International SAUM Conference on systems, Automatic Control and Meausurements, Proceedings/ XI Trienial November 14-16, -Page 479str; 2012. - P. 418-422.

102. Дубяго, М. Н. Неразрушающий метод прогнозирования остаточного ресурса силовых кабельных линий [Текст] / М. Н. Дубяго, Н. К. Полуянович // Информатика, вычислительная техника и инженерное образование, 2012. - №1(8). - C. 27-33.

103. Дубяго, М. Н. Разработка модели старения и определения остаточного ресурса изоляции силовых кабелей [Текст] / М. Н. Дубяго // Известия ЮФУ. -2014. - №4(153). - С. 107-114.

104. ГОСТ 23483-79. Контроль неразрушающий. Методы теплового вида [Текст]. - http://wiki-numbers.ru/gost/gost-23483-79.

105. ГОСТ 16504-81. Испытания и контроль качества продукции основные термины и определения [Текст]. Москва, 1981.

106. Пешков, И. Б. Подводные кабели: современное состояние и тенденции развития. [Текст]Обзор // Наука и техника. - № 5. (342) - 2013.

107. Дубяго, М.Н. Метод оценки и прогнозирования остаточного ресурса изоляции кабельных линий / Дубяго М.Н., Полуянович Н.К. // Известия ЮФУ. Технические науки. 2019. № 3 (205). С. 132-143.

108. Дубяго, М.Н. Многоэтапный метод краткосрочного прогнозирования температурных режимов в силовом кабеле / Дубяго М.Н., Полуянович Н.К., Азаров Н.В., Огреничев А.В.// Известия ЮФУ. Технические науки. 2020. № 2 (212). С. 38-51(0,86/0,18 п.л.).

109. Дубяго, М.Н. Учет энергии частичных разрядов в математической модели термофлуктуационных процессов силового кабеля // Дубяго М.Н., Полуянович Н.К., Бурков Д.В. // Научный вестник НГТУ. - 2019. - № 2 (75). - С. 127-140.

110. Ларина, Э. Т. Расчет переходных тепловых процессов одножильного силового кабеля с пластмассовой изоляцией, проложенного в воздухе [Текст] / Э. Т. Ларина [и др.] // Электротехника, 1991. - №10. - С. 39-42.

111. Мараткызы, М. Исследования влияния температуры на длительную электрическую прочность проводов с полипропиленовой изоляцией / М. Мараткызы, А. А Баданова // Энергетика, электромеханика и энергоэффективные технологии глазами молодежи: материалы III российской молодежной научной школы-конференции. - Томск: СКАН, 2015. - С. 89-92.

112. Dubyago, M.N. Prediction of thermodynamic processes in insulating materials of cable electric power systems // M.N. Dubyago, N.K. Poluyanovich, AA. Sharykin // 2019 International Vulti-conference on industrial Engineering and Modern Technologies (FarEastCon), 2019.

113. Hwang, C. C. Calculation of ampacities for cables in trays using finite elements [Text] / C. C. Hwang, J. J. Chang, H. Y. Chen // Electric Power Systems Research, 2000. - V. 54. - P. 75-81.

114. Дубяго, М.Н. Однофакторный экстраполяционный метод прогнозирования термофлуктуационных процессов изоляции СКЛ/ Дубяго М.Н., Полуянович Н.К. // Известия ЮФУ. Технические науки. 2018. № 7 (201). С. 86-98.

115. Дубяго, М.Н. Метод диагностики и прогнозирования теплового пробоя изоляционных материалов, вызванных частичными разрядами / Дубяго М.Н., Полуянович Н.К. // Известия ЮФУ. Технические науки. 2017. № 8 (193). С. 179-189.

116. Dubyago, M.N. Thermal processes of the isolating materials in problems of nondestructive diagnostics of the main and power supply systems / Dubyago M.N., Poluyanovich, N.K. // EAI Endorsed Transactions on Energy Web 5(16), e3.

117. Полуянович Н.К., Дубяго М.Н. Прогнозирование ресурса кабельных линий с использованием метода искусственных нейронных сетей. Известия ЮФУ. Технические науки. 2019. № 3 (205). С. 51-62.

118. Полуянович Н.К., Дубяго М.Н. Анализ и выбор методики в решении задач интеллектуализации систем прогнозирования термофлуктуационных процессов в кабельных сетях. Известия ЮФУ. Технические науки. 2020. № 2 (212). С. 52-66.

119. Полуянович, Н.К. Нейросетевые технологии в задачах мониторинга тер-мофлуктуационных процессов кабельной линии с учетом влияния помех / Полуянович Н.К., Дубяго М.Н. // Известия ЮФУ. Технические науки. 2020. № 6 (216). С. 7588.

120. Полуянович, Н.К. Синтез нейросетевой модели для прогнозирования термических процессов электроизоляционных материалов силовых кабелей / Полуянович Н.К., Азаров Н.В., Огреничев А.В., Дубяго М.Н., Шурыкин А.А. // Инженерный вестник Дона. 2020. № 4 (64). С. 12.

121. Полуянович, Н.К. Многоэтапный метод краткосрочного прогнозирования температурных режимов в силовом кабеле / Полуянович Н.К., Азаров Н.В., Огреничев А.В., Дубяго М.Н. // Известия ЮФУ. Технические науки. 2020. № 2 (212). С. 38-51.

122. Торопов, А.С. Прогнозирование почасового электропотребления региональной энергосистемы с использованием искусственных нейронных сетей / Торопов А.С., Туликов А.Н. // Вестник ИрГТУ, Т. 21, № 5 2017.

123. Борисов, Е.С. О методах обучения многослойных нейронных сетей прямого распространения. ч.3 Градиентные методы второго порядка [Электронный ресурс] http://mechanoid.kiev.ua (дата обращения: 18.09.2019.).

124. Лила, В.Б. Алгоритм и программная реализация адаптивного метода обучения искусственных нейронных сетей [Электронный ресурс] // Инженерный вестник Дона, 2012, №1.

125. Voropai, N.I. Smart technologies in emergency control of Russia's unified energy system / Voropai N.I., Efimov D.N., Kolosok I.N., Kurbatsky V.G., Glazunova A.M., Korkina E.S., Osak A.B., Tomin N.V., Panasetsky D.A. // IEEE Transactions on Smart Grid. 2013. Т. 4. № 3. Рр. 1732-1740.

126. Дубяго, М. Н. Мониторинг температуры силовых кабельных линий на ARDUINO [Текст] / М. Н. Дубяго, В. С. Доценко, В. И. Данильченко // Сборник научных статей. - Ростов-на-Дону: Издательство ЮФУ, 2015. - 218 с, - С. 134139.

127. Дубяго, М. Н. Термодинамический способ выявления деструкции изоляции в задачах диагностики и прогнозирования ресурса кабельных систем [Текст] / М. Н. Дубяго, Н. К. Полуянович // Инженерный вестник Дона. - 2017. -№ 3.

128. Дубяго, М. Н. Разработка метода прогнозирования процесса старения изоляции на основе термофлуктуационной теории частичных разрядов [Текст] / М. Н. Дубяго, Н. К. Полуянович, Д. В. Бурьков // Инженерный вестник Дона. - 2017. -№ 3.

129. Дубяго, М. Н. Метод исследования термофлуктуационных процессов в задачах диагностики и прогнозирования изоляционных материалов [Текст] / Ду-бяго М. Н., Полуянович Н. К., Пшихопов В. Х. // Вестник Донского государственного технического университета. - 2017. - Т. 17. - № 3 (90). - С. 117-127.

130. Дубяго, М. Н. "Система" измерения и расчета термофлуктуационных характеристик силовых кабельных линий (SMaCTC). [Текст] / М. Н. Дубяго, Н. К. Полуянович // Свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ. № 2018612492 от 16.02.2018.

131.Черномашенцев, А. Ю. Разработка системы оперативного контроля высоковольтных полимерных изоляторов по характеристикам частичных разрядов [Текст] / А. Ю. Черномашенцев: Дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук. - Казань, 2011.

132. Dubyago, M.N. Development And Research Of The Forecasting Methods Of The Cable Lines Throughput Using Artificial Neural Networks // M N Dubyago, N K Polyuyanovich, N.V. Azarov, A.V. Ogrenichev // 2020 International Conference on Electrotechnical Complexes and Systems: The international scientific and practical conference materials. Ufa State Aviation Technical University. - Ufa: publishing complex USATU, 2020, -546 pages. С.28-32.

133. ГОСТ Р МЭК 60287-2-1-2009. Кабели электрические. Расчет номинальной токовой нагрузки. Ч. 1-1. Уравнение для расчета номинальной токовой нагрузки (100 %-ный коэффициент нагрузки) и расчет потерь. Общие положения. [Текст]. - Москва: Стандартинформ, 2009.

134. Лавров, Ю. А. Кабели 6-35 кВ с пластмассовой изоляцией [Текст] / Ю.

A. Лавров // Новости электротехники. - 2007. - № 1.

135. Лавров, Ю. А. Кабели высокого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена. Требования экономичности, надежности, экологичности [Текст] / Ю. А. Лавров // Новости электротехники. - 2008. - № 2.

136. Лавров, Ю. А. Системный подход к проектированию воздушных и кабельных линий электропередачи среднего и высокого напряжения [Текст] / Ю. А. Лавров // Линии электропередачи 2008: проектирование, строительство опыт эксплуатации и научно-технический прогресс: материалы III российской научно-практической конференции с международным участием. - Новосибирск, 2008. - С. 17-27.

137. Беляков, В. В. Мониторинг силовых кабельных линий с адаптацией к условиям окружающей среды в режиме реального времени [Текст] / В. В. Беляков, А.

B. Малышев, Н. В. Кривошеев, Вольфганг К. Маршнер // Электро 5. - 2008. - 38 с.

138. Дубяго, М. Н. Термофлуктуационный метод диагностики состояния изоляционных материалов СКЛ и прогнозирование их остаточного ресурса [Текст] / М. Н. Дубяго, Н. К. Полуянович // Изв. вузов. Электромеханика. Т 61. - № 5. - С. 66-71.

139. Dubyago, M., Poluyanovich, N. Partial Discharge Signal Selection Method for Interference Diagnostics of Insulating Materials // Conference Proceedings - 2019 Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves, RSEMW 2019 8792693, pp. 124-127.

ПРИЛОЖЕНИЕ А.1 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ОТДЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ СКС

Пример 1. 3-х жильный кабель АСБ 3x70, 270 метров, установлен в 1990 году от ТП-173 до ТП-174, рисунок А1.1. Проведены измерение уровня ЧР (OWTS M28), PDVI = 4 кВ, q = 4730 пКл. А также измерение тока релаксации или измерение возвратного напряжения (CDS), PDVI = 4 кВ, q = 4730 пКл, рисунок 2.7.

PD mapping for \AHH»^RMtcrv 3-1 \|>o<wwf *>C008-10-28- 1в'4У0

ТП173

__ за I

0 10 30 3D <0 50 Ю 70 Я 90 100 110 130 I30H0 ISO 160 1701« ISO 300 310 330 330 310 ЯП 360 770 3S0 Я0

locaucn

Рисунок А1.1 - Распределение интенсивностей ЧР По результатам обследования КЛ ее техническое состояние оценивается как неудовлетворительное. При обследовании аппаратурой OWTS на отметках 100— 110м, 130-150 м по всем фазам от ТП-173 зафиксирована повышенная интенсивность ЧР. Обнаруженные источники ЧР свидетельствуют о наличии включений в изоляции в кабеле. Это может быть связано со снижением электрической прочности основного диэлектрика кабеля, это место обнаружения ЧР совпадает с расположением муфт, причиной появления такого включения может быть вызвано нарушением технологии монтажа этих муфт. Рекомендуется ремонт в вышеуказанных отметках в течение 1 года с последующей диагностикой.

По результатам обследования аппаратурой CDS состояние изоляции кабеля оценивается как неудовлетворительное. Степень увлажнённости изоляции кабеля высокая (кабель «влажный»). Степень старения изоляции кабеля высокая (кабель «сильно состаренный»). Рекомендуется при техническом обслуживании ежегодные испытания повышенным напряжением.

Пример 2. 3-жильный кабель ААБ 3x120, 524,8 метра, установлен в 1983 году от ТП-36 до ТП-6, рисунок А1.2. Проведены измерение уровня ЧР (OWTS M28), PDVI = 6кВ, q = 1162 пКл. А также измерение тока релаксации или измерение возвратного напряжения (CDS), P = 0,214, Q = 1,733, рисунок 2.7.

О 20 40 60 80 100 130 140 160 180 300 3J0 340 360 TOO 300 320 340 350 380 400 430 44П 4БП 400 50C1

LocatMn («4

PO mapping fot

\U2ES\TP36- TP6VTP36 TP 1\AAB 3» 120\2011 .06-20-00'24't

Рисунок А1.2 - Распределение интенсивностей ЧР

181 PD mapping foe

VUZES\TP36 - TP6MP36 TP 1\AAB Зх120\2011-06-20-00"24Ч

I

1

J . ■ а а 1 аа 1

D 30 О EG 80 100 130 UO 1Ш ISO 300 730 240 36D 3B0 300 32D 340 3ED ЗВЭ «0 430 MC в! «П an

localori [m]

Рисунок А1.3 - Гистограмма распределения количества ЧР (N) по длине кабельной линии

По результатам обследования КЛ ее техническое состояние оценивается как неудовлетворительное. Напряжение возникновения ЧР ниже уровня фазного напряжения, следовательно, при эксплуатации кабеля, имеющиеся в нем включения развиваются. При обследовании аппаратурой OWTS на отметке 370м (рисунок А1.3) по всем фазам от ТП-36 и концевых заделках с обеих сторон зафиксирована повышенная интенсивность ЧР. Обнаруженные источники ЧР свидетельствуют о наличии включений в изоляции кабеля. Это может быть связано со снижением электрической прочности основного диэлектрика кабеля, если место обнаружения ЧР совпадает с расположением муфт, причиной появления такого включения может быть вызвано нарушением технологии монтажа этих муфт. Рекомендуется ремонт в вышеуказанных отметках в течение 1 года с последующей диагностикой. По результатам обследования аппаратурой CDS состояние изоляции кабеля оценивается как удовлетворительное. Степень старения изоляции кабеля средняя (кабель «состаренный»).

Пример 3. 3-жильный кабель ААБ 3x150, 778,7 метра, установлен в 1983 году от ТП-36 до ТП905, рисунок А.1.4. Проведены измерения уровня ЧР (OWTS M28), PDVI = 2кВ, q = 121743 пКл. А также измерение тока релаксации или измерение возвратного напряжения (CDS), PDVI=4 кВ, P=0,934, Q=1,377, рисунок 2.7.

Рисунок А1.4 - Распределение интенсивностей ЧР

По результатам обследования КЛ ее техническое состояние оценивается как предпробойное. При обследовании аппаратурой OWTS на отметке 260 м, 340 м, 470 м и 670 м по всем фазам от ТП-6 зафиксирована повышенная интенсивность ЧР. Обнаруженные источники ЧР свидетельствуют о наличии включений в изоляции кабеля. Рекомендуется ремонт в вышеуказанных отметках в течение 1 месяца с последующей диагностикой.

По результатам обследования аппаратурой CDS состояние изоляции кабеля оценивается как пред пробойное, при повторении результатов - замена кабеля. Степень увлажнённости изоляции кабеля очень высокая (кабель «сырой»). Степень старения изоляции кабеля очень высокая (кабель «сильно состаренный»).

Пример 4. 3-х жильный кабель ААБ 3x120, 540 метров, установлен в 1983 году от ТП-149 до ТП-36, рисунок А1.5. Проведены измерение уровня ЧР (OWTS M28), PDVI = 6кВ, q = 972 пКл. А также измерение тока релаксации или измерение возвратного напряжения (CDS), P = 0,164, Q = 1,733, рисунок 2.7.

a 3D 40 m во wo ijn 1« 160 tm xd 320 гад за) зво зол ззп э4о зво зво «о со дю то «но soo от 5«

LOCMtOfl

Рисунок А1.5 - Карта распределения интенсивностей ЧР всех фаз в диагностируемом кабеле, полученной при помощи аппаратуры OWTS HV 150

По результатам обследования КЛ ее техническое состояние оценивается как удовлетворительное. При обследовании аппаратурой OWTS на отметке 230 м по всем фазам от ТП-149 зафиксирована повышенная интенсивность ЧР, рисунок А1.5. Обнаруженные источники ЧР свидетельствуют о наличии включений в изоляции кабеля. Это может быть связано со снижением электрической прочности основного диэлектрика кабеля, если это место обнаружения ЧР совпадает с расположением муфт, причиной появления такого включения может быть вызвано нарушением технологии монтажа этих муфт. Рекомендуется ремонт в вышеуказанных отметках в течение 1 года с последующей диагностикой.

По результатам обследования аппаратурой CDS состояние изоляции кабеля оценивается как неудовлетворительное. Степень увлажнённости изоляции кабеля высокая (кабель «влажный»). Степень старения изоляции кабеля высокая (кабель «сильно состаренный»). Повреждение на расстоянии l = 144 м от ТП-149.

ПРИЛОЖЕНИЕ А.2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДИАГНОСТИРУЕМОЙ КЛ И ОЦЕНКА ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА

Определение технического состояния диагностируемой КЛ и оценка остаточного ресурса производится путем сопоставления полученных диагностических параметров при испытаниях с нормированными значениями, таблица А2.1

Таблица А2.1

Заключение о возможности эксплуатации

№ Диагностический Эксплуатация в течение 5 лет Эксплуатация в течение 1 года Ремонт Эксплу-

п/ параметр в течение атации не

п 1 года подлежит

1 Уровень ЧР, пКл 1 200 1200-7500 7 500 - 15000 >15 000

2 Напряжение возникновения, кВ 12,5 8,5-12,5 4,5 - 8,5 < 4,5

3 Напряжение гашения, кВ 11 8-11 4-8 < 4

Таблица А2.2

Коэффициент нелинейности Qs = S2/S1, Qgr = Gr2/Gr1 Классификация кабеля по увлажненности Степень увлажненности изоляции кабеля Оценка технического состояния кабеля по увлажненности изоляции Рекомендации при ТО по техническому состоянию

2-1,86 "сухой" очень низкая "хорошее" состояние Последующее диагностирование в течение 5 лет

1,86-1,74 "слегка увлажненный" низкая "удовлетворительное" состояние

1,74-1,65 "влажный" высокая "неудовлетворительное" состояние Повторное диагностирование через 9-12 месяцев

< 1,65 "сырой" очень высокая "предпробивное" состояние Повторное диагностирование через 3-6 месяцев или ремонт в течение года

S2 и S1 - скорости нарастания возвратного напряжения при 2 кВ и 1 кВ со-

ответственно по форме кривой возвратного напряжения за 5 секунд Gr2 и GR1 -скорости нарастания возвратного напряжения при 2 кВ и 1 кВ соответственно по форме кривой возвратного напряжения за 8 секунд.

Интегральная оценка степени старения изоляции для кабелей типа ААБ 3*150, сопровождающегося расщеплением (деструкцией) бумажной изоляции (целлюлозы) и одновременно увеличением содержания влаги в изоляции может производиться по форме кривой возвратного напряжения, характеризующейся такими измеряемыми параметрами как максимальная величина возвратного напряжения (Umax), время ее достижения (TMAX) и скорость нарастания возвратного напряжения (S).

Оценка степени старения изоляции производится по соответствующему коэффициенту старения Р = UMAX / S- TMAX и приведена для КЛ 6-10 кВ в таблице А2.3.

Таблица А2.3

Коэффициент старения Р=тт /ц*т Р ишах' ^ т тах Классификация кабеля по степени старения Степень старения изоляции кабеля Оценка технического состояния кабеля по степени старения изоляции Рекомендации при техническом обслуживании по техническому состоянию

< 0,15-0,2 "не состаренный или слабо состаренный" низкая "хорошее" состояние Последующее диагностирование в течение 5 лет

0,2-0,26 " состаренный" средняя "удовлетворительное" состояние

0,26-0,35 "сильно состаренный" высокая "неудовлетворительное" состояние Повторное диагностирование через 9-12 месяцев

> 0,35 "очень сильно состаренный" очень высокая "предпробив-ное" состояние Повторное диагностирование через 3-6 месяцев или ремонт в течение года

ПРИЛОЖЕНИЕ А.3

РАСЧЕТ ВЕЛИЧИНЫ ОБЛАСТИ ВКЛЮЧЕНИЯ ПО ПАРАМЕТРАМ ЧР

ТП149 - ТП36 к а б е л ь А С Б 3*150

2-И-Е-Е0-3.14Ь -Ь - я-Ъ + 2-Ья = С

Ъ := 0.002

Ь :=-1.. 1 .Е := 2.2

Е0 := 8.85510- 12 И := 600(

Я := 972-10

- 9

4-я-(25.0я + 157.0Е-Е0-И-Ъ)

\ 25

0.15923566878980891-' '2.0я + ^ 2 _

Е-Е0-И

0.15923566878980891

2.0я -

4-я-(25.0я + 157.0Е-Е0-И-Ъ)

25

Е-Е0-И

-2.651

- 4

V9.996х 10 у

Я := 154010

- 9

Е := 2.2

XXX«

и := 4000

РП1 - ТП-149 к а б е л ь А А Б л 3*150

Е0 := 8.85 10

- 12

Ъ := 0.0027

Ь := -0.1..0.1 2-И-Е-Е0-3.14Ь-Ь - я-Ъ + 2-Ь-я = 0

4- я-(25.0 я + 157.ОЕ-Е0- И-Ъ)

\ 25

0.159235668789808917 '2.0я + N 2 _

Е-Е0- И

4- я-(25.0 я + 157.ОЕ-Е0- И-Ъ)

\ 25

0.159235668789808917 '2.0я - - 2 _

Е-Е0- И

-6.299 - 3

V 1.375х 10 у

2

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРОГРАММА ДЛЯ ЭВМ «"СистемА" непрерывного контроля состояния изоляции силовых кабельных линий ^СГРС).»

program datchik;

{ $BOOTRST $0F000} {Reset Jump to $0F000}

{ $WG} {global Warnings off}

Device = mega128, VCC=5;

Import SysTick, SerPort, ADCPort, LCDport;

From System Import LongWord, Float, Processes;

Define

ProcClock = 16000000; {Hertz} SysTick = 10; {msec} StackSize = $00C8, iData; FrameSize = $00C8, iData; Scheduler = iData;

SerPort = 9600, Stop1; {Baud, StopBits1|Parity}

RxBuffer = 8, iData;

TxBuffer = 8, iData;

ADCchans = 8, iData;

ADCpresc = 128;

LCDport = PortC;

LCDtype = 44780;

LCDrows = 2; {rows}

LCDcolumns = 16; {columns per line}

// все что выше насройка параметров перифирии микроконтроллера Implementation

{$IDATA}

{--------------------------------------------------------------}

{ Type Declarations } type

{--------------------------------------------------------------}

{ Const Declarations }

{--------------------------------------------------------------}

{ Var Declarations } {$IDATA}

var // описание всех переменных которые учавствуют в программе i,K,fUab,Io,Ios,Un,Sig,Fio,M,ind:integer;

posled_1,posled_2,posled_3,dat_napr,dan1,dan2,dan3,dan4,c:word; dan_sg 1,dan_sg2,dan_sg3,dan_sg4:word;

dan_vol1,dan_vol2,dan_vol3,dan_vol4,dan_tok1,dan_tok2,dan_tok3,dan_tok4:float; def,a,b:byte;

dR,Rdef,Ioras,Ldef,Uca,Ubc,Xc,Z,dI,Idef,sum1,sum2,sum3,sum4,skz_dan_t1,skz_dan_t2,skz_ dan_t3,skz_dan_t4:float;

semaparam,semaperedacha:semaphore; // переменная для семафора

dan_t1: array [0..100] of float; // массив для набора значений для вычисления среднеквадратичного значения

dan_t2: array [0..100] of float; dan_t3: array [0..100] of float;

dan_t4: array [0..100] of float;

{--------------------------------------------------------------}

{ functions }

process param(32, 32:iData); // процесс для снятия показаний с датчиков без сглаживания begin

WaitSema(semaparam); // проверка семафора

posled_1:=GetADC(1); // снятие показаний с датчика 0 последовательности dan1:=posled_1;

dan_sg 1:=(15*(dan1 shr 4) +(dan1 shr 4)); dan_vol1:=(((float(dan_sg 1)*500/1024))/100)-2.578; dan_tok1: =(dan_vol1/1.5)/3;

posled_2:=((GetADC(2) shr 2) and $FF); dan2:=posled_2;

dan_sg2:=(15*(dan2 shr 4) +(dan2 shr 4)); dan_vol2:=(((float(dan_sg2) *500/1024))/100)-2.578; dan_tok2:=(dan_vol2/1.5)/3;

posled_3:=((GetADC(3) shr 2) and $FF); dan3:=posled_3;

dan_sg3:=(15*(dan3 shr 4) +(dan3 shr 4)); dan_vol3:=(((float(dan_sg3)*500/1024))/100)-2.578; dan_tok3: =(dan_vol3/1.5)/3;

dat_napr:=((GetADC(4) shr 2) and $FF); // снятие показаний с датчика напряжения dan4:=dat_napr;

dan_sg4:=(15*(dan4 shr 4) +(dan4 shr 4)); dan_vol4:=(((float(dan_sg4) *500/1024))/100)-2.578; dan_tok4:=(dan_vol4/1.5)/3;

// действия для вычисления среднеквадротичного значения из 100 измерений inc(ind);

dan_t1[ind]:=dan_tok1;

dan_t2[ind]:=dan_tok2;

dan_t3[ind]:=dan_tok3;

dan_t4[ind]:=dan_tok4;

if ind>=100 then //ind:=0;

while ind < 1 do

sum1 :=sqr(dan_t1[ind])+sum1;

sum2:=sqr(dan_t2[ind])+sum2;

sum3:=sqr(dan_t3[ind])+sum3;

sum4:=sqr(dan_t4[ind])+sum4;

if ind = 1 then

skz_dan_t1:=sqrt(sum1/100);

skz_dan_t2:=sqrt(sum2/100); skz_dan_t3:=sqrt(sum3/100); skz_dan_t4:=sqrt(sum4/100); endif; dec(ind); endwhile; endif;

// Fio, Io, // пересчитывается DecSema(semaparam); // выключение семафора end;

process peredacha(32, 32 : iData); // процесс для передачи данных на ПК begin

WaitSema(semaperedacha); // проверка семафора // Serout(byte(posled_1) and $ff); // команда передачи данных Serout((170) and $FF); Serout((1) and $FF); c :=word(dan_tok 1);

a:=LO(c); // вставка младшего байта 'a' в слово 'c' Serout((a) and $FF); // прием младшего байта mdelay(1);

b:=HI(c); // вставка старшего байта 'b' в слово 'с' Serout((b) and $FF); // приём старшего байта mdelay(1);

// Serout(byte(posled_2) and $ff); Serout((170) and $FF); Serout((1) and $FF); c :=word(dan_tok2);

a:=LO(c); // вставка младшего байта 'a' в слово 'c' Serout((a) and $FF); // прием младшего байта mdelay(1);

b:=HI(c); // вставка старшего байта 'b' в слово 'с' Serout((b) and $FF); // приём старшего байта mdelay(1);

// Serout(byte(posled_3) and $ff); Serout((170) and $FF); Serout((1) and $FF); c :=word(dan_tok3);

a:=LO(c); // вставка младшего байта 'a' в слово 'c' Serout((a) and $FF); // прием младшего байта mdelay(1);

b:=HI(c); // вставка старшего байта 'b' в слово 'с' Serout((b) and $FF); // приём старшего байта mdelay(1);

// Serout(byte(dat_napr) and $ff); Serout((170) and $FF); Serout((1) and $FF); c :=word(dan_tok4);

a:=LO(c); // вставка младшего байта 'a' в слово 'c' Serout((a) and $FF); // прием младшего байта mdelay(1);

b:=HI(c); // вставка старшего байта 'b' в слово 'с' Serout((b) and $FF); // приём старшего байта

mdelay(1);

DecSema(semaperedacha); // выключение семафора end;

procedure InitPorts; begin

DDRC:= %01111111; DDRD:= %00000011; dI:=0; dR:=0; i:=1; end InitPorts;

{--------------------------------------------------------------}

{ Main Program } {$IDATA} begin InitPorts;

// если обрыв на нескольких фазах это отслеживается

Start_Processes;

loop

LCDCLR;

IncSema(semaparam); // включение семафора IncSema(semaperedacha); // включение семафора

if Io>Ios then LCDXY(0,0); Write(LCDOUT,'defect izol'); // проверка превышения тока Sig:=fUab-Fio; // расчет угла

if (Sig>=30) and (Sig<=90) then Write (LCDOUT,'defect izol faza C'); def:=1; elsif (Sig>=150) and (Sig<=210) then Write (LCDOUT,'defect izol faza B'); def:=2; elsif (Sig>=270) and (Sig<=330) then Write(LCDOUT,'defect izol faza A'); def:=3; elsif (Sig>90) and (Sig<150) then Write (LCDOUT,'defect izol megdy BC'); def:=4; elsif (Sig>210) and (Sig<270) then Write(LCDOUT,'defect izol megdy AB'); def:=5; elsif ((Sig>0) and (Sig<30)) or ((Sig>330) and (Sig<360)) then Write(LCDOUT,'defect izol megdy AC'); def:=6;

else Write (LCDOUT,'defect na zemly');

endif;

endif;

if def>0 then Idef:=float(i); // если дефект есть, номер i-того дефекта будет в Idef loop // расчет матем. модели

Ioras:=((1-Ldef)*(Uca-Ubc))/(Xc+Ldef*(3-2*Ldef)*Z+3*Rdef);

if integer(Ioras)=Io then Write (LCDOUT,'Idef и Rdef); exitloop;//Вывод на экран lдеф и

Ядеф

elsif integer(Idef) >M then exitloop; else Rdef:=Rdef-dR; if Rdef<0.1 then exitloop; endif; endif; endloop; endif;

// далее отправка данных о математической модели на ПК endloop; end datchik.

е hd О öd О ч о

hd щ

к

о

H

hd >

H О

hd >

БЛОК-ДИАГРАММА SCADA СИСТЕМЫ Б LabVIEW

Программа ДЛЯ ЭВМ: «"СИСТЕМА" ИЗМЕРЕНИЯ И РАСЧЕТА ТЕРМОФЛУКТУАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИЛОВЫХ КАБЕЛЬНЫХ

ЛИНИЙ (SMACTC)»

//блок подключения библиотек #include "DHT.h" #include <OneWire.h> #include <DallasTemperature.h> #include <LiquidCrystal.h>

#define CURRENT_SENSOR A3 // Analog input pin that sensor is attached to

//описание входа датчиков DS18B20

OneWire oneWire(21);

DallasTemperature ds(&oneWire);

//описание входа датчик DHT11

DHT dht1(24, DHT11);

//описание входов LCD

LiquidCrystal lcd(12,11, 5, 4, 3, 2);

//описание адресов датчиков DS18B20

DeviceAddress sensor1 = {0x28, 0x54, 0x47, 0x56, 0x06, 0x00, 0x00, 0x54 }; DeviceAddress sensor2 = {0x28, 0x45, 0xDB, 0x57, 0x06, 0x00, 0x00, 0x21 }; DeviceAddress sensor3 = { 0x28, 0x16, 0xC6, 0x57, 0x06, 0x00, 0x00, 0xC6 }; DeviceAddress sensor4 = { 0x28, 0xFF, 0x63, 0x57, 0x06, 0x00, 0x00, 0x98 }; // блок переменных

int m=0; //переменная для экранов меню int p1=0; // переменная для примера 1 int p2=0; // -//- 2 int p3=0; // -//- 3 float u2=0.5;

byte nextPin = 6; //кнопка меню на 6 входе byte prevPin = 7; //кнопка возврата

byte upPin = 8; //увеличение значения отображаемого параметра byte downPin = 9;//уменьшение значения float amplitude_current; //amplitude current float effective_value; //effective current

void setup()

{

Serial.begin(9600); pins_init();

pinMode(nextPin, INPUT); pinMode(prevPin, INPUT); pinMode(upPin, INPUT); pinMode(downPin, INPUT);

lcd.begin(16, 2); lcd.print("MDIM-1"); delay (1000);

lcd.clear();

}

// основная программа void loop()

{

int sensor_max; sensor_max = getMaxValue();

amplitude_current=(float)(sensor_max-512)/1024 *5/185*1000000; effective_value=amplitude_current/1.5;

ds.requestTemperatures(); // считываем температуру с датчиков\ int h1 = dht1.readHumidity(); int t1 = dht1.readTemperature(); //Обработка нажатия кнопки меню

if (digitalRead(nextPin)== HIGH)

{

т++;//увеличиваем переменную уровня меню

if (т>4)//если уровень больше 3 {

m=0;// то вернуться к началу }

delay (500);

lcd.clear();