Разработка системы оперативного контроля высоковольтных полимерных изоляторов по характеристикам частичных разрядов

• Автор: Черномашенцев, Антон Юрьевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 102 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Методы контроля состояния полимерной изоляции по

характеристикам ЧР

1Л Основные характеристики процессов и механизмов старения и разрушения полимерных материалов и методы их контроля
1.2 Методы и приборы бесконтактного контроля высоковольтного энергетического оборудования

Глава 2. Разработка информационно-измерительной системы получения

характеристик ЧР в высоковольтных полимерных изоляторах

2Л Общая функциональная схема системы

2.2 Измерительные датчики

2.2.1 Электромагнитный датчик

2.2.2 Контактный датчик
2.3 Структура компьютерной системы измерения характеристик ЧР высоковольтных изоляторов
2.4 Программное обеспечение измерений
2.4.2 Программа записи исходного массива данных
2.4.2 Программа обработки данных
Глава 3. Методика проведения измерений и влияние шумов на результат измерения
3.1 Методические аспекты проведения измерений
3.2 Тестирование помех в системе измерения ЧР
Глава 4. Особенности разработанной методики измерения ЧР и результаты ее применения для изучения дефектов в полимерных изоляторах
4.1 Электрофизические характеристики исследованных ПИ
4.2 Сравнение различных методов измерения параметров ЧР
4.2.1 Сравнение метода оценки спектрального состава отдельных импульсов ЧР и стохастического подхода

4.2.2 Контактный и электромагнитный методы
4.3 Применение разработанных методик для изучения характеристик ЧР в условно бездефектных полимерных изоляторах
4.4 Применение разработанных методик для изучения характеристик ЧР в дефектных полимерных изоляторах
4.5 Временные характеристики ЧР в полимерных изоляторах
Заключение
Список литературы

Введение
Разнообразные полимерные материалы в наши дни нашли, как в России, так и за рубежом широкое применение в электроэнергетике: изоляция кабелей, обмоток трансформаторов и электромашин; опорные, подвесные и проходные изоляторы [1-3]. В процессе эксплуатации, вследствие длительного воздействия рабочего напряжения в сочетании с определенными факторами окружающей среды (солнечная радиация, температура, влажность, загрязнение поверхностей, механические напряжения и т.д.), снижается электрическая прочность изоляции, что в конечном итоге может приводить к возникновению дефектов, которые для полимеров чаще всего имеют вид древовидных каналов-дендритов. В конечном итоге такой процесс может привести к частичному или полному разрушению изолирующих материалов [4].
Зарождение дефектов сопровождается нарушением сплошности материала и характеризуется электрическими (частичные разряды), акустическими, тепловыми и оптическими эффектами, что позволяет с помощью различных физических методов регистрировать начальную фазу зарождения дефектов. Особенно важным моментом является изучение характеристик частичных разрядов (ЧР), поскольку в полимерах, в отличие от других типов диэлектриков, дальнейший рост дефектов происходит под действием ЧР на каналы дендритов. Таким образом, рост дендритов и параметры ЧР (интенсивность, частота повторения) являются взаимосвязанными процессами, приводящие в конечном итоге к пробою изоляции вследствие перекрытия межэлектродного промежутка дендритом.
Как показали предыдущие теоретические и экспериментальные исследования процессов электрического пробоя высоковольтных изделий, для полимерных материалов можно условно представить несколько видов пробоев, наиболее характерных для всех типов оборудования (изоляторов, кабелей, обмоток).

изолятора и в системе регистрации ЧР; цифровой осциллограф (ЦО), выполняющий функцию непосредственного отображения усиленного с помощью радиочастотного приемника сигнала с электромагнитного датчика в виде амплитудно-частотной характеристики единичных импульсов ЧР; аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и персональный компьютер (ПК), осуществляющий управление процессом измерения, отображения и сохранением характеристик ЧР.
Таким образом, данная система состоит из следующих элементов и устройств:
1) электромагнитного датчика, за который принимается активная петлевая антенна АСЖ ЬА380;
2) индукционного датчика для синхронизации фазы высокого напряжения на испытуемом образце и в системе регистрации ЧР;
3) широкополосного приемника АСЖ А115000А;
4) цифрового осциллографа марки Б8О3062А, выполняющего функцию непосредственного отображения усиленного сигнала с электромагнитного и контактных датчиков, в виде амплитудно-частотной характеристики единичных импульсов ЧР;
5) платы АЦП N1 РС1-6221М для ввода сигналов;
6) персонального компьютера;
В стендовом варианте в состав системы дополнительно входят:
7) контактный датчик с пиковым детектором, подключаемый к заземляемому оконцевателю изолятора;
8) система электродов, первый электрод крепится к нижнему оконцевателю изолятора, второй крепится между ребер изолятора при помощи специального хомута или второму верхнему оконцевателю испытуемого изолятора;
9) установка контроля и диагностики диэлектриков УКД-70, состоящая из пульта управления и высоковольтного генератора, позволяющего плавно изменять подаваемое напряжение переменного тока частотой 50 Гц на