Диагностика и контроль состояния изоляции устройств электроснабжения железных дорог 6-10 кВ

• Автор: Косяков, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 149 с.

Введение.

1. Состояние вопроса и постановка основной цели исследования.

1.1. Особенности современных методов испытания электрической изоляции.

1.2. Анализ условий работы и причин отказа устройств электроснабжения железных дорог на примере Свердловской железной дороги
1.3. Цели и задачи исследования частичных разрядов в изоляции устройств электроснабжения железных дорог
2. Моделирование процесса частичной ионизации изоляции устройств электроснабжения железных дорог

3. Разработка схем контроля частичных разрядов

3.1. Схемы измерений.

3.2. Выбор датчика частичных разрядов

3.3. Помехи и селекция полезного сигнала.

4. Исследование влияния эксплуатационных воздействий на характеристики частичных разрядов в изоляции устройств электроснабжения железнодорожного транспорта
4.1. Анализ видов эксплуатационных воздействий на изоляцию устройств электроснабжения и методика их воплощения в лабораторных условиях.
4.2. Выбор и градуировка схемы испытаний.
4.3. Обоснование выбраковочных критериев.
4.4. Методика проведения испытаний.
4.5. Результаты исследования частичных разрядов в устройствах электроснабжения железнодорожного транспорта.
4.5.1. Влияние непосредственных загрязнений поверхности изоляции на характеристики частичных разрядов в трансформаторах напряжения
4.5.2. Влияние непосредственных загрязнений поверхности изоляции на характеристики частичных разрядов в опорных изоляторах
4.5.3. Влияние непосредственных загрязнений поверхности изоляции на характеристики частичных разрядов в ошиновке распредустройства 6 кВ.
4.5.4. Влияние относительной влажности воздуха на амплитудные характеристики частичных разрядов в изоляции трансформаторов напряжения
4.5.5. Влияние относительной влажности воздуха на напряжение зажигания и погасания частичных разрядов в изоляции устройств электроснабжения.
5. Экономическая эффективность внедрения системы контроля частичных разрядов в устройствах электроснабжения железных дорог
5.1. Разработка устройства контроля частичных разрядов.
5.2. Техническая эффективность устройства контроля частичных разрядов.
5.3. Расчет капитальных затрат при внедрении устройства контроля частичных разрядов.
5.4. Расчет экономии годовых эксплуатационных затрат при использовании устройства контроля частичных разрядов в процессе плановых периодических испытаний устройств
электроснабжения.
5.5. Расчет экономии годовых эксплуатационных затрат при мониторинге состояния изоляции устройств электроснабжения с использованием устройства контроля частичных разрядов
5.6. Расчет экономических показателей при внедрении системы контроля частичных разрядов в изоляции электрооборудования.
Заключение
Литература


Особенностью изоляции устройств электроснабжения железных дорог является многообразие видов изоляционных покрытий, а также условий их работы. В большинстве случаев известные и широко применяемые методы испытаний изоляции используются для определения состояния разнообразной изоляции, без учета ее условий работы. Еще одной характерной особенностью всех испытаний, проводимых для устройств электроснабжения, является периодичность испытаний, задаваемая разнообразными нормативами 1 3. Согласно этим нормативам, испытание изоляции следует производить периодически, через определенное время, в течение которого, как принято считать, изоляция может изменить свои характеристики и ее состояние ухудшится. Главным недостатком такого подхода является отсутствие постоянного контроля состояния изоляции, который бы позволил оценивать состояние изоляции в режиме реального времени. В условиях России периодические испытания изоляции например, для трансформатора напряжения ОЛ1,6 принято проводить испытания раз в восемь лет кажутся тем более необъективными ввиду многообразия погодных условий и прочих условий эксплуатации. Например, резко континентальные климатические условия, имеющие место на ЗападноСибирской железной дороге температура зимой до С, летом до С при низкой относительной влажности воздуха значительно отличаются от условий СевероКавказской железной дороги температура зимой до С, летом до С при высокой относительной влажности воздуха и наличии соленого тумана. При этом нормативы задают одинаковое время проведения и объем профилактических испытаний для всех железных дорог Российской Федерации. Очередной проблемой устоявшихся методик профилактических испытаний является недостоверность получаемых результатов, что подтверждается на практике. Так, зачастую, устройства, прошедшие нормированные испытания, выходят из строя через некоторое время эксплуатации. Для ликвидации этого приходится увеличивать испытательное напряжение сверх нормативного при проведении испытаний повышенным напряжением промышленной частоты так поступают, например, в Дорожной электротехнической лаборатории Свердловской железной дороги. При этом происходит, зачастую, порча пригодной к эксплуатации изоляции. Еще одной проблемой методик профилактических испытаний изоляции устройств электроснабжения железных дорог является несоответствие нормативных сроков проведения профилактических испытаний и нормативных сроков проведения текущих и капитальных ремонтов оборудования 1 4. Например, если для трансформатора напряжения ОЛ1,6 рекомендуется проводить профилактические испытания один раз в восемь лет 3, замену
его следует производить один раз в шесть лет 4, а текущий и капитальный ремонты данного вида оборудования не предусмотрены вообще. Все существующие методики диагностирования изоляции призваны в основном исследовать большие по объему дефекты, и не могут обнаружить малообъемные дефекты. В то же время игнорируются некоторые хорошо зарекомендовавшие себя методики контроля изоляции больших электрических машин и оборудования электростанций и трансформаторных подстанций энергосистем 8, , , , , . Изоляция устройств электроснабжения железных дорог работает в разнообразных условиях и подвергается воздействию различных нагрузок. Целью данного раздела является анализ этих условий работы. В процессе эксплуатации на изоляцию устройств электроснабжения влияют различные по природе нагрузки электрические, климатические, механические, химические, биологические. Классификация этих нагрузок и устройств, подверженных воздействию характерных нагрузок, приведена на рис. Нагрузки на изоляцию подразделяются на электрические, механические, климатические, биологические и химические. Электрические нагрузки можно подразделить на рабочие напряжения и перенапряжения. Электрическим нагрузкам подвержены все изоляционные конструкции устройств электроснабжения железных дорог. Электрические нагрузки влияют на процесс старения изоляции, особенно в процессе пробоя. Кроме того, длительные электрические нагрузки нагревают изоляцию, что также приводит к старению изоляции.