Оценка состояния энергетического оборудования методом измерения токов диэлектрической абсорбции

Валентин [Valentin] Александрович [A.] Чернышев [Chernyshev]; Сергей [Sergey] Александрович [A.] Образцов [Obraztsov]; Кирилл [Kirill] Александрович [A.] Зинченко [Zinchenko]

doi:10.24160/1993-6982-2023-2-19-26

Валентин [Valentin] Александрович [A.] Чернышев [Chernyshev]
Сергей [Sergey] Александрович [A.] Образцов [Obraztsov]
Кирилл [Kirill] Александрович [A.] Зинченко [Zinchenko]

DOI: https://doi.org/10.24160/1993-6982-2023-2-19-26

Ключевые слова: методы диагностики состояния, энергетическое оборудование, структурная поляризация, спектр ТДА, механизмы поляризации, надежность оценивания состояния

Аннотация

Повышенное внимание к разработке и исследованию методов диагностики состояния энергетического оборудования обусловлено необходимостью эксплуатации электротехнических устройств, проектные возможности которых практически исчерпаны, а требования надежности ужесточены. Проблема приобретает не только научный интерес, но и практическую значимость. Массивы силовых трансформаторов с рабочим напряжением свыше 35 кВ тому подтверждение. Одним из перспективных направлений разработки считается метод построения спектров тока диэлектрической абсорбции (ТДА), в основе которого лежит использование возможностей измерения величины изотермического тока деполяризации. В этом случае информация, накапливаемая в результате поляризации диэлектрической среды изоляционной системы в виде некоторого количества смещенных со своих мест слабосвязанных зарядов, адекватна (равносильна) информации, получаемой в результате деполяризации при измерении величины возвратного напряжения (RV). Отмеченная адекватность позволяет использовать величину tI(t) в качестве параметра контроля состояния изоляционной системы энергетического оборудования. Алгоритм формирования спектра, представленный в работе, аналогичен алгоритму построения спектра RV, но формируется при машинной обработке результатов измерения с помощью временных окон, задающих интервал времени поляризации изоляционного промежутка. В результате удается не только сформировать спектр ТДА, но и вычислить значения основных параметров, характеризующих состояние промежутка.

Сведения об авторах

Валентин [Valentin] Александрович [A.] Чернышев [Chernyshev]

доктор технических наук, профессор кафедры электроэнергетических систем филиала НИУ «МЭИ» в г. Смоленске, Заслуженный профессор МЭИ, e-mail: v.a.chern@mail.ru

Сергей [Sergey] Александрович [A.] Образцов [Obraztsov]

кандидат технических наук, доцент кафедры электроники и микропроцессорной техники филиала НИУ «МЭИ» в г. Смоленске, e-mail: sergey.obraztsov@gmail.com

Кирилл [Kirill] Александрович [A.] Зинченко [Zinchenko]

аспирант кафедры физики и технологии электротехнических материалов и компонентов НИУ «МЭИ», e-mail: 487879797@mail.ru

Литература

1. Антоненко И.Н. Риск-ориентированный подход к управлению производственными активами энергетики // Энергоэксперт. 2020. № 1. С. 26—33.
2. Bouaicha A., Fofana I. Dielectric Spectroscopy Techniques as Quality Control Tool: Feasibility Study // IEEE Electrical Insulation Magazine. 2009. V. 1. Pp. 6—14.
3. Van Schaik N. e. a. Medium Voltage Cables Diagnostics Condition Based Maintenance on Power Cables // Proc. Nordic Insulation Symp. Stockholm, 2001. Pp. 1—10.
4. Gorden B. e. a. Calculation of Power Transformer Health Index // Annals of the University of Craiova. Electrical Engineering Series 2010. V. 34. Pp. 13—18.
5. High Voltage Testing MV Cables. Test Method: Dielectric Response Analysis [Электрон. ресурс] http://www.neetrac.gatech.edu (дата обращения 08.02.2022).
6. Nemeth E. Measuring Voltage Response a Non-destructive Diagnostic Test Method of HV Insulation // IEEE Proc. Sci. Measurement and Technol. 1999. V. 146(5). Pp. 249—252.
7. Badicu L.V. e. a. Use of Dielectric Spectroscopy to Estimate the Condition of Cellulose-Based Insulation // J. Electrical and Electronic Eng. 2009. V. 2(1). Pp. 7—12.
8. Blatam-Megherbi F., Mekious M., Megherbi M. A Recovery Voltage as Non-destructive Tool for Moisture Appreciation of Oil Impregnated Pressboard: an Approach for Power Transformers Testing // Intern. J. Electrical En. and Informatics. 2013. V. 5(4). Pp. 422—432.
9. Hoff G., Kranz H. On-site Dielectric Diagnostic of Power Cables Using the Isothermal Relaxation Current Measurements // IEEE Power Eng. Soc. 2000. V. 3. Pp. 1593—1598.
10. Jian Hao e. a. Quantative Analysis Ageing Status of Natural Ester-paper Insulation and mineral Oil-paper Insulation by Polarization/Depolarization // IEEE Trans. Dielectrics and Electrical Insulation. 2012. V. 19(1). Pp. 188—199.
11. Saha K.T. Review of Time-domain Polarization Measurement for Assessing Insulation Condition in Aged Transformers Transact // Power Delivery. 2003. V. 18(4). Pp. 1293—1301.
---
Для цитирования: Чернышев В.А., Образцов С.А., Зинченко К.А. Оценка состояния энергетического оборудования методом измерения токов диэлектрической абсорбции // Вестник МЭИ. 2023. № 2. С. 19—26. DOI: 10.24160/1993-6982-2023-2-19-26.
#
1. Antonenko I.N. Risk-orientirovannyy Podkhod k Upravleniyu Proizvodstvennymi Aktivami Energetiki. Energoekspert. 2020;1:26—33. (in Russian).
2. Bouaicha A., Fofana I. Dielectric Spectroscopy Techniques as Quality Control Tool: Feasibility Study. IEEE Electrical Insulation Magazine. 2009;1:6—14.
3. Van Schaik N. e. a. Medium Voltage Cables Diagnostics Condition Based Maintenance on Power Cables. Proc. Nordic Insulation Symp. Stockholm, 2001:1—10.
4. Gorden B. e. a. Calculation of Power Transformer Health Index. Annals of the University of Craiova. Electrical Engineering Series 2010;34:13—18.
5. High Voltage Testing MV Cables. Test Method: Dielectric Response Analysis [Elektron. Resurs] http://www.neetrac.gatech.edu (Data Obrashcheniya 08.02.2022).
6. Nemeth E. Measuring Voltage Response a Non-destructive Diagnostic Test Method of HV Insulation. IEEE Proc. Sci. Measurement and Technol. 1999;146(5):249—252.
7. Badicu L.V. e. a. Use of Dielectric Spectroscopy to Estimate the Condition of Cellulose-Based Insulation. J. Electrical and Electronic Eng. 2009;2(1):7—12.
8. Blatam-Megherbi F., Mekious M., Megherbi M. A Recovery Voltage as Non-destructive Tool for Moisture Appreciation of Oil Impregnated Pressboard: an Approach for Power Transformers Testing. Intern. J. Electrical En. and Informatics. 2013;5(4):422—432.
9. Hoff G., Kranz H. On-site Dielectric Diagnostic of Power Cables Using the Isothermal Relaxation Current Measurements. IEEE Power Eng. Soc. 2000;3:1593—1598.
10. Jian Hao e. a. Quantative Analysis Ageing Status of Natural Ester-paper Insulation and mineral Oil-paper Insulation by Polarization/Depolarization. IEEE Trans. Dielectrics and Electrical Insulation. 2012;19(1):188—199.
11. Saha K.T. Review of Time-domain Polarization Measurement for Assessing Insulation Condition in Aged Transformers Transact. Power Delivery. 2003;18(4):1293—1301.
---
For citation: Chernyshev V.A., Obraztsov S.A., Zinchenko K.A. Assessment of the Power Equipment State by Measuring Dielectric Absorption Currents. Bulletin of MPEI. 2023;2:19—26. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2023-2-19-26.