Проект РФФИ №18-08-00203

Проект №18-08-00203 "Разработка метода и прибора для комплексной бесконтактной диагностики технического состояния высоковольтных диэлектрических элементов"

Область знаний: 08 ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ ИНЖЕНЕРНЫХ НАУК

Научная дисциплина: 08-603 Надежность и отказоустойчивость технических систем. Диагностика технического состояния и испытания

Ключевые слова: диагностика изоляционных элементов, электрофизические процессы, твердые диэлектрики, частичные разряды, компьютерная обработка сигналов, надежность, дистанционный контроль

Аннотация: Проект предполагает разработку метода и прибора комплексной бесконтактной диагностики диэлектрических элементов высоковольтного оборудования в энергетике. Его основу составляет бесконтактное дистанционное измерение несколькими физическими датчиками набора характеристик частичных разрядов. Эти характеристики отражают степень дефектности диэлектрических элементов и их влияние на работоспособность высоковольтного оборудования в условиях эксплуатации. Дистанционная диагностика подразумевает одновременное использование электромагнитного, и акустического датчиков с последующей компьютерной регистрацией, накоплением и обработкой сигналов импульсов ЧР, с выдачей информации о состоянии диэлектрических элементов, а также возможном месте и виде дефекта. На данный момент в России нет современных цифровых систем, позволяющих проводить бесконтактную диагностику диэлектрических элементов в энергетике. Проект направлен на решение этой проблемы. Разработанный комплексный метод и прибор позволит более полно изучать электрофизические процессы и их влияние на ускорение старения диэлектрических элементов под действием высокого напряжения. Разработка относится к сектору новых технологических решений, обеспечивающих интеллектуализацию работы электроэнергетических систем, которые способны преобразовать ее в «умную сеть».

Сроки выполнения - 2 года

Целью фундаментального исследования является разработка комплексного метода и автоматизированного переносного прибора для дистанционной диагностики технического состояния и определения остаточного ресурса высоковольтных изоляторов.

Задачи предлагаемого исследования:

1. Изучение электрофизических процессов старения и последующего повреждения высоковольтных изоляторов;

2. Разработка комплексного метода дистанционной бесконтактной диагностики изоляторов, находящихся под рабочим напряжением с помощью детектирования и последующего компьютерного анализа сигналов импульсов ЧР от дефектов.

3. Разработка и создание макета мобильного прибора для одновременной регистрации ЧР с помощью электромагнитного и акустического датчиков, компьютерного совместного накопления, обработки и анализа ЧР, с целью определения таких характеристик ЧР, которые содержат наибольшую информацию о дефектах и степени работоспособности изоляторов.

В результате выполнения проекта предполагается получение следующих результатов:

1. Будет разработано программно-техническое обеспечение процессов измерения, обработки и накопления сигналов, поступающих с датчиков с использованием цифровых методов сбора и обработки данных, с целью повышения информативности и достоверности диагностики высоковольтных диэлектрических элементов, так как бесконтактный контроль изоляторов подразумевает использование цифровых методов сбора и обработки данных исследования и проведения экспериментов.

2. Будет проведено экспериментальное исследование различных степеней старения диэлектрических элементов (керамических и полимерных изоляторов) на Учебном полигоне «Подстанция 110/10 кВ» ФГБОУ ВО "КГЭУ" с целью получения набора параметров частичных разрядов и температурных градиентов, характеризующих рабочее состояние и остаточный ресурс высоковольтных изоляторов. В результате для каждого типа исследуемых изоляторов будет создана карта остаточного ресурса, которая послужит необходимой методической поддержкой для обработки результатов испытания высоковольтных изоляторов на объектах энергосистемы и выявления дефектного оборудования.

3. Будет разработан прототип мобильного прибора для бесконтактной диагностики рабочего состояния и определения остаточного ресурса высоковольтных диэлектрических элементов, находящихся под рабочим напряжением, с использованием электромагнитных и акустических датчиков. Разработанный прототип послужит платформой для создания приборов бесконтактной диагностики рабочего состояния разнообразных высоковольтных диэлектрических элементов, что обеспечит интеллектуализацию электроэнергетики, и интеграции в "умную сеть".

4. Будут проведены испытания разработанного прототипа мобильного прибора для бесконтактной диагностики высоковольтных диэлектрических элементов. Проведение испытаний необходимо для подтверждения заявленных характеристик прототипа и последующей доработки по результатам испытаний.