Фотоэлектронный способ и прибор для регистрации коронных разрядов на высоковольтном электрооборудовании

• Автор: Лизунов, Игорь Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 168 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы.

В электроэнергетике надежность электроснабжения является одной из самых важных характеристик работы, определяющая в свою очередь множество других параметров электроэнергетических систем и сетей, в том числе стоимость оборудования, ремонтных и эксплуатационных расходов. В свою очередь надежность как характеристика электроснабжения зависит от целого ряда условий (например, от качества электроэнергии, надежности применяемого оборудования и т.д.).
Электроэнергетическая система (ЕЭС России) является сложной, распределенной и постоянно изменяющейся системой, реновация и модернизация в которой происходит достаточно низкими темпами, что обусловлено высокой стоимостью электроэнергетического оборудования и проектных изысканий.
В современной ЕЭС России, согласно данным ФСГС, степень физического изношенного оборудования в системе составляет от 50% до 60%, причем старение основных фондов в электроэнергетике продолжается. Проблема физического износа усугубляется высоким уровнем их морального износа, особенно это касается генерирующих мощностей. Хотя необходимо отметить, что физический и моральный износ оборудования в электроэнергетике не пропорционален фактической работоспособности.
Очевидно, что замена изношенных фондов новыми является весьма капиталоемким вариантом развития и с практической точки зрения не может рассматриваться как самый оптимальный. С помощью относительно недорогих мероприятий можно существенно продлить срок службы основных фондов в электроэнергетике.
Существенного снижения затрат на обеспечение работоспособности энергоемких предприятий можно добиться переходом на обслуживание и ремонт оборудования по фактическому состоянию. Такой переход

невозможен без эффективного контроля состояния оборудования с обнаружением всех потенциально опасных дефектов на стадии зарождения и долгосрочным прогнозом их развития. Только глубокая диагностика оборудования может дать возможность своевременно подготовиться к его обслуживанию или ремонту.
Таким образом, одним из самых эффективных способов продления срока службы оборудования является его техническая диагностика. Она позволяет выявить дефекты оборудования (в том числе скрытые) на ранних стадиях и предотвращать возникновение аварий и ненормальных режимов работы. Кроме того, диагностика позволяет наиболее эффективно и экономично спланировать ремонтные и профилактические работы на электроэнергетическом оборудовании (ЭО), соответственно снизить затраты на обеспечение работоспособности, объективно обосновывать проведение модернизации и технической политики на предприятиях.
Под технической диагностикой (ТД) понимают установление и изучение технического состояния объектов для предсказания режимов их работы и определения остаточного ресурса технической системы. Понятие технической диагностики тесно связано с понятием неразрушающего контроля.
Неразрушающий контроль (НК) - это разработка и применение технических методов исследования материалов или деталей, узлов, компонентов изделий с целью оценки их целостности, свойств, состава и измерения геометрических характеристик путем обнаружения дефектов, измерения их параметров способами, не ухудшающими последующую эксплуатационную пригодность и надежность.
Исходя из физических явлений, на которых основан НК, принято выделять девять его основных видов: акустический; вихре-токовый;
магнитный; электрический; радиоволновой; тепловой; оптический; радиационный; с применением проникающих веществ.
Оптический НК основан на наблюдении или регистрации параметров оптического излучения, взаимодействующего с объектом контроля. Это взаимодействие связано с поглощением, отражением, рассеянием, дисперсией, поляризацией и др. оптическими эффектами. Данный метод применяют для измерения геометрических параметров изделий, контроля состояний поверхности и обнаружения поверхностных дефектов. Оптические методы имеют очень широкое применение благодаря большому разнообразию способов получения первичной информации. Возможность их применения для наружного контроля не зависит от материала объекта. Недостатками оптических методов являются узкий диапазон контролируемых параметров, жесткие требования к состоянию окружающей среды и чистоте поверхности изделия [1,2].
Коронный разряд - разновидность тлеющего разряда; возникает при резко выраженной неоднородности электрического поля вблизи одного или обоих электродов. Подобные поля формируются у электродов с очень большой кривизной поверхности (острия, тонкие провода). При коронировании эти электроды окружены характерным свечением, получившим название короны, или коронирующего слоя.
Коронный разряд может иметь место при различных давлениях газа в разрядном промежутке, но наиболее отчётливо он проявляется при давлениях не ниже атмосферного, и часто проявляется на остроконечных предметах (например, вокруг проводов ВЛЭП, другого ЭО).
В отсутствии видимых осадков и при нормальном эксплуатационном напряжении коронный разряд на проводах линий высокого напряжения существует лишь в отдельных точках проводов, где на их поверхности имеются какие-либо неоднородности (царапины, выбоины и т.п.) - это т.н. местный коронный разряд.
Местный коронный разряд обычно связан с местным дефектом, который при соответствующих условиях может стать или уже является
Рис. 1.5. Спектральная характеристика излучения солнца на поверхности
Земли
При разработке фильтра компанией Ofil использовался тот факс, что в т.н. Солнечно-слепом диапазоне (ССД (Solar Blind): 240-280 нм) всё УФ-излучение поглощается озоном (полоса С на рис. 1.5), и излучение создаваемое короной или пламенем, может быть обнаружено в течение всего светового дня. Основой технологии является УФ-оптика: Катадиоптрические (собирающие) линзы с большой площадью накопления фотонов (19 см2), которая является коммерческой тайной и не имеет аналогов в России.
Характеристики технологии:
1) При работе с ССД-фильтром (фильтром, блокирующем всё солнечное излучение) получается хорошее соотношение «сигнал/фон».
2) УФ-технология ССД использует специальные оптические фильтры для блокирования фоновой солнечной радиации, благодаря чему можно наблюдать только то излучение, которое испускается источником короны при полном дневном освещении. Для точной локализации короны Ofil