Компьютерная информационно-измерительная система контроля дефектов диэлектрических элементов высоковольтного оборудования методом частичных разрядов

• Автор: Аввакумов, Максим Вячеславович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 138 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Методы контроля состояния изоляции по характеристикам ЧР
1.1. Понятие о частичных разрядах
1.2. Частичные разряды на дефектах в изоляции
1.3. Методы регистрации ЧР
1.4. Основные характеристики частичных разрядов
1.5. Устройства для регистрации ЧР и контроля изоляции по характеристикам ЧР
1.6. Измерения ЧР при помощи компьютера
Глава 2. Разработка информационно-измерительной системы измерения характеристик ЧР
2.1. Структура компьютерной системы измерения характеристик ЧР изоляторов
2.2. Измерительный индукционный датчик
2.3. Разработка устройства для амплитудно-фазовой регистрации частичных разрядов
2.4. Алгоритм микроконтроллерного управления
2.5. Схемотехника устройства РЧР-
2.6. Программное обеспечение измерений
2.7. Характеристики частичных разрядов
Глава 3. Разработка измерительного стенда для проведения испытаний на пробой модельных образцов из электротехнического фарфора
3.1. Конфигурации разрядной ячейки
3.2. Процессы электрического пробоя воздушного промежутка
3.3. Стенд для исследования пробоя модельных образцов
Глава 4. Экспериментальная часть: исследование характеристик ЧР
4.1. Измерение характеристик ЧР модельных образцов
4.2. Амплитудно-фазовые характеристики ЧР модельных образцов.
4.3. Измерения сигналов ЧР реального ОСИ
4.4. Интерпретация состояния изолятора по характеристикам ЧР.
Заключение
Список литературы
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Введение
Главным объектом диагностического внимания и общим для всех высоковольтных электротехнических аппаратов является электрическая изоляция. При длительном воздействии эксплуатационных факторов в изоляционных элементах могут возникать дефекты, электрофизические и/или механические характеристики которых будут отличаться от таковых для нормального состояния диэлектриков. Серьезные дефекты изоляции обычно обнаруживаются на стадии приемо-сдаточных высоковольтных испытаний и испытаний на месте монтажа. Если оборудование прошло эти испытания, то необнаруженные или не проявившиеся при их проведении дефекты изоляции, не приводят к полному пробою изоляции в нормальных рабочих условиях. Однако, при дальнейшей эксплуатации оборудования, эти дефекты развиваются и растут. Их рост обусловлен появлением сравнительно небольших электрических разрядов в зоне повышенной напряженности поля вблизи дефекта, которые называют частичными разрядами (ЧР). Под действием ЧР начинается разрушение изоляции, размер дефектной области и интенсивность разрядов увеличиваются. Когда дефектная зона достигает достаточно больших размеров, становится возможным сквозной пробой изоляции. Как правило, при отсутствии экстремальных воздействий, процесс развития дефекта от зародышевой стадии до полного пробоя длится от нескольких месяцев до нескольких лет. Таким образом, появление частичных разрядов свидетельствует о наличии дефекта изоляции, причем ЧР достигают обнаружимого уровня уже на самой ранней стадии развития дефекта.
Основная цель диагностического контроля - на основе определения состояния изоляции максимально использовать фактический ресурс оборудования и предотвратить аварийный отказ оборудования. Своевременное выявление дефектов в изоляции без отключения питающего напряжения позволяет выполнять диагностику высоковольтного оборудования, обеспечивая как
осциллографирования вольт-кулоновой характеристики, для чего на одну пару пластин осциллографа подается (2чр> а на другую—испытательное напряжение. К прибору могут быть дополнительно подключены осциллограф или регистрирующий прибор для дополнительного измерения Q4P.
Основными отличительными свойствами этого прибора от вышеописанных отечественного производства является уменьшенные габариты (540x360x193 мм) и масса (10 кг) за счет использования более прогрессивной элементной базы электронных компонентов. Кроме того, отсутствие встроенного осциллографа позволяет применять устройство как переносное для проведения измерений on-line. Однако, в отличие от других аналогичных устройств максимальное время измерения интегральных характеристик ограничено 20 мс, т.е. одним периодом питающего напряжения.
3. Устройства фирмы Hipotronics [22]. Весь ряд моделей детекторов ЧР фирмы Hipotronics (Robinson Instruments) предусматривает измерение ЧР по стандарту IEC 270 [37], т.е. непосредственным подключением с сети питающего напряжения высоковольтных элементов. По своей сути, первые разработки (серия 700) мало чем отличались от соответствующих отечественных аналоговых измерительных устройств («Корона») — измеряли кажущийся заряд ЧР, отображали ЧР на эллиптической развертке осциллографа, те же самые огромные габариты и масса. В состав измерительного комплекса на базе серии 700 входят: набор датчиков емкостного типа, дисплей осциллографа с синхронизацией от питающего прибор напряжения, модуль временных ворот, измеритель величины ЧР, вольтметр.
Основное преимущество измерителей ЧР Hipotronics серии 800 в сравнении с приборами серии 700 состоит, прежде всего, в наличии схем дискриминации и знако-временной селекции импульсов частичных разрядов для исключения внешних помех и шума. Схемы дискриминации позволяют подавлять шумы, вызванные тиристорными контроллерами, импульсные шумы радиочастотного диапазона. Прибор может тестировать одновременно два