автореферат диссертации по энергетике, 05.14.12, диссертация на тему:Разработка методики акустической диагностики электрических разрядов в силовых и измерительных трансформаторах

На правах рукописи

Рощупкин Михаил Дмитриевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ АКУСТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РАЗРЯДОВ В СИЛОВЫХ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРАХ

05.14.12 -Техника высоких напряжений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 С о ИТ 2011

МОСКВА-2011

4857432

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Научный руководитель: кандидат технических наук

Хренов Сергей Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Дарьян Леонид Альбертович

Ведущая организация: ФГУП "Всероссийский электротехнический институт им. В.И. Ленина"

Защита состоится « 11 » ноября 2011 г. в 17 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.157.03 при ФГБОУ ВПО «НИУ «МЭИ» по адресу: 111250 Москва, ул. Красноказарменная, д. 17. 2-й этаж, корпус «Г», аудитория Г-200.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «НИУ «МЭИ».

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просим посылать по адресу: 111250 Москва, ул. Красноказарменная, д. 14, ученый совет ФГБОУ ВПО «НИУ «МЭИ».

Автореферат разослан «У» октября 2011 г.

кандидат технических наук Монастырский Александр Евгеньевич

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.157.1 к.т.н., доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы.

Высоковольтное оборудование электростанций, подстанций, электрических сетей достаточно надежно. Однако в процессе эксплуатации под воздействием различных факторов, условий и режимов работы состояние оборудования непрерывно ухудшается и повышается вероятность возникновения отказов. В настоящее время в эксплуатации на энергетических предприятиях России находится значительное число измерительных и силовых трансформаторов, имеющих срок наработки 25 лет и более.

Своевременным отключением и последующим ремонтом возможно предотвратить в энергосистеме повреждение неисправного оборудования. Для выявления дефектов, используют методы оценки состояния, включающие в себя профилактические испытания и измерения. На основании результатов диагностики определяют время вывода трансформатора в ремонт, т.к. в последнее время произошел переход от планово-предупредительного ремонта к ремонту по техническому состоянию [Пузаков С.Е и др., 2008]. Однако, несмотря на повсеместное выполнение нормированных технических мероприятий, вопросы предотвращения повреждаемости оборудования остаются открытыми и актуальными.

Это связано с тем, что используемые при этом методы часто не лишены недостатков. Например, они сопряжены с высокими затратами, если обслуживание требует вывода оборудования из эксплуатации. Сам процесс, например, комплексного диагностического обследования силового трансформатора, достаточно дорогостоящий и зачастую проводится с достаточно большими временными интервалами. За этот период возможно возникновение нового или развитие старого дефекта, который может привести к отказу до ремонта или предстоящего обследования. Важно, что были зарегистрированы случаи повреждения трансформаторов тока типа ТФРМ, которые вводилось в эксплуатацию после хранения [Беляевский O.A. и др., 2003].

Поэтому создание новых методов и совершенствование существующих способов диагностирования с целью повышения их достоверности, а также для удешевления и повсеместного применения является важной задачей

для снижения повреждаемости высоковольтных аппаратов. В последние годы уделяют большое внимание определению состояния оборудования по характеристикам частичных разрядов (ЧР). Большой вклад в исследования в области диагностики оборудования, связанной с проблематикой ЧР внесли Г.С. Кучинский, П.М. Сви, А.Е. Монастырский, В.П. Вдовико, Ю.С. Пшггаль, С.К. Цветаев и др.

Существует несколько основных методов выявления разрядных процессов: хроматографический, электрический, акустический и осмотр после разборки. Хроматографический метод очень чувствительный и для него существуют методики и руководящие документы для вывода оборудования из эксплуатации.

___________ ______ __х _ .__

1 ии^д^шю мсихи дсфсма, например, внутри оака силового трансформатора, даже с помощью специальных диагностических алгоритмов, по этому методу зачастую не представляется возможным.

Электрический метод широко известен, позволят достаточно точно определять характеристики разрядного процесса, и, как показали исследования, и его тип. Работы по внедрению этого метода в эксплуатацию, где существуют условия с сильными электромагнитными помехами, продолжаются и по данным литературы они достаточно успешны. Тем не менее, по-прежнему, существуют сложности в повсеместном его применении.

После вывода оборудования в ремонт по графику или аварийно, при разборке иногда можно определить место разрядного процесса по видимым изменениям в конструкции высоковольтного аппарата: следы углерода, желтый налет, оплавление металла и др. Если возможность вскрыть оборудование существует, то этим можно подтвердить правильность диагностики. Однако данный подход к выявлению места дефекта зачастую экономически не эффективен и имеет другие специфические особенности.

Акустическим методом можно определить не только место дефекта, но и оценить его опасность. Обследование акустическим методом можно провести оперативно и для этого не требуется отключение оборудования. Однако до сих пор отсутствуют специальные способы автоматического анализа и классификации акустических сигналов с целью оценки характера разрядов. Не существует расширенной методики акустического обследования, позволяющей

определять не только место дефекта и глубину залегания, но и его вид по акустическому излучению. Существующие методы не допускают размещать пьезокерамические датчики давления на тех частях оборудования, которые находятся под высоким потенциалом. Такова ситуация с баком одного из самых аварийных трансформаторов тока типа ТФРМ. Специальные исследования показали, что установка датчика на опорную плиту не позволяет обнаруживать разрядные явления.

Все это сильно сдерживает практическое применение метода акустической диагностики электрооборудования. Сложность визуального анализа акустических сигналов устанавливает повышенные требования к квалификации персонала, что ограничивает круг лиц способных проводить и интерпретировать результаты акустических измерений.

Целью работы является разработка методики, нового устройства и способа для акустического обследования электротехнического оборудования на наличие разрядных процессов.

В качестве объекта исследования выбраны силовые и измерительные трансформаторы электрических станций и подстанций.

Научная новизна и основные положения, выносимые на защиту

1) Выявлены и определены характерные образы акустических сигналов от различных разрядных процессов. Установлена связь между образами и видами дефектов в силовых и измерительных трансформаторах. Создана библиотека акустических сигналов от различных дефектов.

2) Разработана методика диагностики силовых и измерительных трансформаторов, позволяющая определить место дефекта и его характер. Предложена технология автоматического определения вида дефекта на основании морфологического анализа акустического сигнала и его сопоставления с эталонными образами сигналов из собранной библиотеки.

3) Разработано устройство, позволяющее проводить диагностику состояния изоляции измерительного трансформатора с установкой датчика на поверхность бака, которая находится под напряжением. Способ диагностики, использующий это устройство, включает в себя питание от магнигного поля и передачу данных в реальном времени по радиоканалу на частоте 433 МГц.

Достоверность полученных результатов, полученных с помощью разработанных методики и устройства, подтверждена испытаниями на аттестованном оборудовании высоковольтного зала кафедры ТЭВН МЭИ (ТУ), на оборудовании ОТК ОАО «Запорожский завод высоковольтной аппаратуры», а также и в условиях эксплуатации на станциях и подстанциях: ОАО «ФСК ЕЭС», ОАО ОГК-6, ОАО «РусГидро» и др. Результаты исследования разрядных процессов и их анализа подтверждены данными диагностики, параллельно проведенной другими методами, и протоколами вскрытия оборудования при ремонтах.

Практическая значимость работы

Ка основе предложенной методики акустического обследования разработан и доведен до практического использования программно-аппаратный комплекс, регистрирующий и автоматически распознающий акустический сигнал. Это позволяет исключить человека из процесса его анализа и тем самым повысить эффективность диагностики.

Спроектирован и изготовлен акустический регистратор с радиоканалом, расширяющий возможности обычного датчика акустической эмиссии и позволяющий проводить измерения на поверхности, находящейся под высоким потенциалом.

Внедрение результатов работы

Разработанная методика и аппаратура (акустический регистратор с радиоканалом) используются в НПО «Техносервис-Электро» для диагностики силовых и измерительных трансформаторов, токопроводов и КРУЭ. Акустический регистратор с радиоканалом был использован при выполнении работ на различных подстанциях ОАО «ФСК ЕЭС», при этом было обследовано 143 трансформатора тока типа ТФРМ.

С помощью акустического регистратора с радиоканалом произведена оценка уровня частичных разрядов в высоковольтной испытательной установке отдела ОТК ОАО Раменский электротехнический завод «Энергия». Ультразвуковой метод контроля используют для проведения выходного контроля выпускаемой продукции на ОАО Раменский электротехнический завод «Энергия», в испытательном центре ОАО «ПК ХК ЭЛЕКТРОЗАВОД». Акты о внедрении

прилагаются. Разработана лабораторная работа и учебное пособие по акустическому методу на кафедре ТЭВН МЭИ (ТУ).

Получен патент РФ (№2388005) на изобретение «Устройство для контроля разрядных процессов в силовом высоковольтном оборудовании». Апробация работы. Результаты работы обсуждались на научно практических конференциях: IX Симпозиум «Электротсхника-2030»-ТРАВЭК, CIGRE 2009, ARWTr 2007. Результаты работы опубликованы в 10 печатных трудах. Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, общий объем 158 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулирована цель исследования, показана практическая значимость работы.

S_обзоре литературы проанализированы существующие методы

диагностирования, их преимущества и недостатки. Описаны различные виды дефектов в реальном высоковольтном оборудовании, связанные с электрическими разрядами. Представлены физические основы ультразвука и механизм его генерации при разрядах. Проведен обзор и структурирование данных о различных типах ультразвуковых акустических датчиков, таких как пьезокерамические, оптоакустические, а также современных датчиков давления на основе МЕМС технологии. Представлены стандартные подходы к проведению калибровки пьезокерамических датчиков, включающие снятие амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и проверку чувствительности. Кратко изложен математический аппарат для получения спектральных составляющих электрических сигналов. Сформулированы конкретные задачи исследования. В первой главе описаны результаты изучения акустических сигналов от частичных разрядов различного вида в лабораторных условиях на моделях. Такой подход основан на том, что исследования в реальных силовых трансформаторах связаны с рядом проблем материального и технического характера. Измерения проводились на моделях, конструкции которых описаны в работах А.Е. Монастырского и Е. Г. Ермакова. Эти модели представляют собой характерные узлы изоляции силового трансформатора, в которых наиболее вероятно

возникновение ЧР: разряды в масляном канале, скользящий разряд по поверхности твердого диэлектрика, ползущий разряд и разряды в масляном клине.

\ А |/Ми й

'Т /Н У

V \ 1 Л и

■ му ™ \ ™ (

» » 36 зд

Рис. 1. Осциллограммы акустических сигналов, а) разряды в масляном клине, начальная стадия; б) ползущие разряды, начальная стадия; в) разряды в масляном клине, развитая стадия; г) ползущие разряды, развитая стадия.

£1.4 Л ' Г 'ЧР'Ш1! ' | V -1 -04 К и \ у. А. !

| -е.» . ЧУ ¡РТ»- . \у VI

18 й за ад 20 30 4

А ! I

г) I

Рис. 2. Осциллограммы акустических сигналов, а) разряды в масляном канале, начальная стадия; б) скользящие разряды, начальная стадия; в) разряды в масляном

канале, развитая стадия; г) скользящие разряды, развитая стадия. На этих моделях обнаружены акустические сигналы двух видов, отличающиеся друг от друга по форме: импульсы с резким вступительным фронтом и

выраженным затуханием (рис. 1(a), рис. 1(в), рис. 1(г), рис. 2 (б), рис. 2 (г)); импульсы веретенообразной формы (рис. 1(6), рис. 2 (а), рис. 2 (в)). Импульсы первого вида характерны для разрядов в масляном клине и скользящих разрядов по поверхности твердой изоляции (картона) на всех стадиях. Веретенообразные по форме акустические импульсы сопровождают ползущие разряды на начальной стадии и разряды в масляном канале на всех стадиях.

Расчет амплитудных спектров всех описанных сигаалов с помощью быстрого преобразования Фурье показывает, что эти спектры высокочастотные, максимум энергии отклика сосредоточен в полосе частот от 30 до 150 кГц. Спектры различных сигналов отличаются по форме друг от друга. Следовательно, имеется возможность дифференцировать обсуждаемые виды разрядов по спектральным свойствам ультразвуковых сигналов. С другой стороны, визуально достаточно сложно выявить особенности и оценить спектр акустического сигнала для каждого из обсуждаемых видов ЧР (Рис. 3). Поэтому предложено вычислять численное значение мощности

те 2Д72 mi ш Частота, кП;

ljKi mi т.г т

Частота кГц

■ш ш: ШЗ 4Ш Я2

105.6 J07.2 mS 41D4

Рис. 3. Амплитудные спектры акустических сигналов, полученные с помощью быстрого преобразования Фурье, а) разряды в масляном канале, б) скользящий разряд, в) разряды в масляном клине, г) ползущий разряд в двух диапазонах частот спектра. Эмпирически выбраны два диапазона: (1) от 4 до 60 кГц и (2) от 60 до 300 кГц. В начале рассчитывали спектр мощности в линейном масштабе, а затем определяли численные значения площади под кривой согласно известному методу прямоугольников:

где 7г - площадь под кривой, ограниченная соседними значениями по шкале абсцисс; ^ -значение частоты, Ях^- значение мощности в точке соответствующей частоты; V/- суммарная мощность на участке спектра.

Разработана специальная программа расчета, позволяющая проводить эти подсчет суммарной мощности на участке спектра. Получены данные по четырем акустичесю сигналам от разрядов в четырех различных моделях (рис. 4).

скельзяиз-тй КДНАЯ вдзушри

Рис. 4. Диаграмма распределения энергии по диапазонам частот в акустических сигналах от различных разрядов. В случае разрядов в масляном клине и скользящих разрядов больше мощност: акустического излучения приходится на низкочастотный участок спектра, чт: подтверждает наше предположение о близости физической природы данных разрядов т.е. в обоих случаях разряды возникают гю поверхности диэлектрика. Акустичесюг сигналы от разрядов в масляном канале характеризуются примерно равным.. мощностями в обоих диапазонах. Для сигналов от ползущего разряда характеры: сосредоточение большей части энергии в области высоких частот. Вторая глава посвящена данным исследования работоспособности в установленном диапазоне частот и отклик на различные воздействия акустических пьезокерамических датчиков давления (WDI фирмы РАС, США и РчР, Россия). Очевидно, что успех в диагностике реального высоковольтного оборудования на наличие разрядных процессов может определяться характеристиками выбранного датчика. Прежде всего, важна чувствительность датчика. Исходя из нее, можно определить давление акустического излучения и на основании этого провести косвенную оценку опасности дефекта. Второй важной характеристикой является реальный рабочий диапазон частот (АЧХ). На этот параметр необходимо обращать внимание в случае применения датчика для диагностики силовых трансформаторов. Это связано с тем, что измерения проводятся при условиях сильных механических помех, представляющих собой низкочастотные ультразвуковые колебания.

Для получения характеристик датчика использовали калибровочные импульсы от излома грифеля (стандартный метод Хью-Нельсона) и ультразвуковые импульсы от одиночной искры. Использование метода Хью-Нельсона, исторически разработанного для контроля трубопроводов и регламентируемого стандартом А8ТМ Е 976-00, для проверки датчиков, используемых в электроэнергетике, затруднительно. Дело в том, что для установления численного значения чувствительности по этому методу необходимо использовать лазерный интерферометр, либо эталонный датчик. Это требует дополнительных материальных затрат и не исключает искажения результатов калибровки, т.к. эталонный датчик может изменить свои характеристики вследствие неосторожного обращения. Поэтому нами предложено в качестве калибровочного воздействия использовать ультразвук, генерируемый одиночной искрой на воздухе. Этот прием особенно удобен в полевых условиях.

Установлено, что одиночная искра, генерируемая пьезокерамическим устройством типа ЗПК-1, может использоваться для проверки чувствительности и ее предельной величины, а также для получения такого важного параметра, как амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) датчика (рис. 5). На рис. 6 приведена полученная нами калибровочная кривая источника ультразвука -одиночного разряда, генерируемого указанным выше устройством. Эта кривая может использоваться в полевых условиях для проверки других датчиков. Это необходимо делать вследствие того, что существующие пьезокерамические датчики недостаточно виброустойчивы, и при неосторожном ударе возможно сильное уменьшение их чувствительности. По этой кривой видно, что тестируемый по критерию предельной чувствительности датчик, должен реагировать на ультразвуковой импульс с расстояния в 10 метров; при этом в измерительной системе регистрируется амплитуда напряжения около 2 мВ (рис.6, правая часть).

Паспортная чувствительность датчика РчР равна 40 мВ/Па. Это означает, что на расстоянии около 3 метров датчик должен генерировать напряжение амплитудой порядка 40 мВ. Для подтверждения правильности описанных измерений были проведены исследования коэффициента затухания ультразвука на воздухе. Полученное значение равно 0,0021 см'1. Этот коэффициент отражает усредненное значение коэффициентов затухания амплитуд для всех частот полосы

чувствительности датчика. Датчик РчР с рабочей полосой от 60 до 150 кГц был выбран нами для дальнейшего использования в акустической диагностике электрооборудования. Нижняя граница частоты связана с механическими помехам.

Рис. 5. Амплитудно-частотная характеристика датчика РчР, снятая с помощью излома грифеля (слева) и с помощью одиночной искры на воздухе (справа).

О 5 10 15 0 5 10 15

Г, М Г, М

Рис. 6. Калибровочная кривая искрового источника ультразвука (А) и укрупненный участок кривой для определения предельной чувствительности (Б).

Уровень акустического сигнала от посторонних механических колебаний, сопровождающих работу силового трансформатора, в много раз может превышать уровень обнаруживаемого сигнала от разряда, если его регистрировать на частотах до 60 кГц [\Vitos Р. с! а11, 2008]. Это вызывает дополнительные сложности в обработке данных. Посторонние низкочастотные шумы также заполняют динамический диапазон усилителей и аналого-цифровых преобразователей, на фоне которых зарегистрировать акустические отклики небольшой амплитуды от разрядов начального уровня становиться невозможным. Верхняя граница рабочей

частоты датчика связана со следующим. Датчик, как правило, устанавливают снаружи бака, а источник может быть внутри активной части трансформатора. В итоге высокочастотная составляющая акустического сигнала сильно затухает на своем пути к стенке бака (часть данных приведена в табл.1). Следовательно, регистрировать ее зачастую не имеет практического смысла и целесообразно использовать узкополосные датчики, которые обычно имеют большую чувствительность, чем широкополосные.

После выполнения описанной выше калибровки были проведены акустические измерения и обработаны данные, полученные на силовых и измерительных трансформаторах в эксплуатации. Для составления методики акустического обследования б части определения типа дефекта нсоблидимо существенно увеличить библиотеку акустических сигналов (звуков) от различных видов разрядов. Далее математически обработать и определить критерии, по которым проводить дифференцирование дефектов в изоляции по акустическим сигналам.

Возникающие внутри силовых трансформаторов разрядные явления можно подразделить на частичные и искровые. ЧР возникают в изоляции: во включениях в твердой и в жидкой изоляции; в резко неоднородных полях; по поверхности твердой изоляции; разряды на посторонние частицы в масле. Искровые разряды возникают: между элементами конструкции в силовом трансформаторе; в элементах заземления и креплениях различных экранов; в дефектных контактах токопроводящих элементов.

Было проведено обследование более 500 силовых трансформаторов и около 250 единиц измерительных трансформаторов тока и напряжения. Накоплена библиотека акустических сигналов от различных видов дефектов, содержащая в себе ряд случаев разрядных дефектов, подтвержденных методами, физически отличными от акустического.

В одном из десяти силовых трансформаторов наблюдали разряды. Из табл.1 видно, что при наличии акустической активности от разрядов большинство разрядов можно отнести к искровым. Примеры таких случаев: разряды в шунтах, между листами магнитопровода, между направляющим шипом ярмовой балки, в поводках заземлениях и креплениях различных экранов. Типичная осциллограмма акустического сигнала от подобных дефектов приведена на рис. 7(6). Частичные

разряды, происходящие в изоляции обмотки силового трансформатора, статистически встречаются реже, чем искровые, и зачастую представляют собой разряды небольшой энергии, судя по амплитуде акустического сигнала (рис, 7(а)). Таблица 1. Основные параметры акустические сигналов от источников ультразвука различной природы в некоторых силовых трансформаторах.

Объект Зона / кГц Амп., мВ Дефект

Колэнерго, ГЭС-6 Т-2. 3(11) 14 200 Виброударные мех. процессы.

Черепетская ГРЭС, Т-6. 22(1У) 38,4 25 Виброударные мех. процессы.

Каширская ГРЭС-4, Т-1. 13(ГУ) 38.8 400 Виброударные мех. процессы.

Жигулевская ГЭС, 6ТГ 2(11). 101 25 Искровые разряды.

Жигулевская ГЭС, 6ТГ 1(11) 36 10 Виброударные мех. процессы.

А----------ТГ\Г Т Т^ апашами 1-0 14(У; 102 30 Частичные разряды.

200 43 30 Отзвуки ЧР.

Колэнерго ГЭС-6, Т-3. 6(11) 46 30 Виброударный мех. процесс.

ПС Лазурная ,Т-2. 9(11) 66 20 Искровые разряды.

Зейская ГЭС, Т-5 7(Ш) 25 28 Виброударный мех. процесс.

ПС «Чемодаиовка», Т-2. 6(11) 9 20 Виброударный мех. процесс.

Костромская ГРЭС, 2АТ. 26(11) 112 10 Искровые разряды.

Рис. 7. Типичные акустические сигналы, возникающие в электрооборудовании в эксплуатации, а) частичные разряды веретенообразной формы; б) искровые разряды; в) ультразвуковой шум от изношенных подшипников маслонасоса. В силовых трансформаторах часто встречаются посторонние сигналы (табл.1), осциллограмма которых приведена на рис. 7(в). Причиной появления таких сигналов являются магнитострикционные явления магнитопровода, виброудары не закрепленных деталей, дефектные подшипники маслонасоса силового трансформатора. Основным критерием, по которым акустический сигнал относят к посторонним, является отсутствие повторяемости импульсов-всплесков (рис. 7 (в)) и низкочастотный спектр (табл.1). В измерительных трансформаторах тока преобладают частичные разряды (рис. 7 (а)). Накопленные данные позволяют

анализировать вновь регистрируемые акустические сигналы при диагностике. Для этого полученный сигнал (его образ) сравнивают с образом из библиотеки сигналов, в которой приводиться в соответствие образ акустического сигнала к различному дефекту в оборудовании.

В третьей главе представлены вейвлет-образы акустических сигналов от различных дефектов и описан использованный математический аппарат, разработанный под руководством профессора МГУ Чуличкова А.И.

Практика работы с акустическими сигналами показала, что более удобным способом их цифрового описания является изображение вейвлет-спектров. В качестве исходного материала использовали накопленную библиотеку акустических сигналов от дефектов (главы i -2).

i 'i't ш, лп да í ш ш ш ла ао и ж IM m Время, МКС Время, икс Время, мкс

Рис. 8. Вейвлет-образы акустических сигналов от трех типов дефектов (трех классов сигналов): а) сигнал от искровых разрядов; б) сигнал с резким вступлением от ЧР; в) импульс веретенообразной формы от множественных разрядов.

На рис. 8 представлены предложенные нами 3 образа для 3-х видов эталонных акустических сигналов. Образ представляет собой отображение вейвлет-спектра. По осям а: и у отложены соответственно время и частота, В качестве базисной функции вейвлет-преобразования был выбран непрерывный вейвлет Мейера. Основными параметрами, описывающими каждый из образов, являются совокупности геометрических областей А|ДД.. Их называют полями зрения. Каждая из полей зрения характеризуется своей яркостью. На рис. 8 яркости областей отображены своим цветом. Накладывая образ вейвлет-образ измеренного акустического сигнала на эталонный и используя специальный математический аппарат морфологического анализа, определяют вероятность совпадения данного сигнала с эталонным.

На этом принципе была создана программа, которая позволяет автоматически отнести обнаруженный звук к одному из приведенных классов. При проверке работоспособности программы были загружены акустические сигналы от более 100 дефектов, обнаруженных в оборудовании и подтвержденных методами, физически отличных от акустического. В 98% случаев программа дала верный ответ.

В четвертой главе описано новое устройство, разработанное для расширения возможностей акустической диагностики.

В России довольно часто регистрируют повреждения маслонаполненного трансформатора тока типа ТФРМ, на класс напряжений 330-750 кВ. Применение обычных акустических датчиков невозможно из-за того, что бак этого измерительного трансформатора находится под высоким потенциалом и недоступен для прикосновения обычными датчиками, т.к. они соединяются проводами с заземленной регистрирующей системой. Нами предложено размещать датчик на поверхности бака. При этом коронный разряд на проводах вокруг обследуемого трансформатора не может повлиять на измерение. Известно, что при переходе звуковых волн через границу раздела двух сред часть энергии рассеивается. Для границы сталь - воздух коэффициент отражения по энергии звуковых волн приближается к 100%. На основании исследований сигналов от разрядов и опытов по установке приемопередающего устройства на участки оборудования, находящиеся под напряжением, были сформулированы требования, предъявляемые к такого рода акустическим измерениям.

Конструкция устройства должна обеспечивать выполнение следующих требований: питание от магнитного поля для длительного мониторинга без снятия устройства с объекта; отсутствие чувствительности радиопередающей части к внешнему коронному разряду; стойкость к воздействию повышенного магнитного поля; корпус не должен коронировать и обязан иметь электрический контакт с поверхностью исследуемого объекта; установка с помощью изолирующей штанга без отключения трансформатора; устойчивость при разряде на корпус в момент установки датчика вследствие переноса потенциала с протеканием емкостного тока; возможность проводить измерения за 2 периода сетевой частоты и передавать

данные в реальном времени; возможность производить измерение акустических сигналов в полосе частот 60-150 кГц. На основании описанных требований был разработан акустический регистратор разрядных процессов с радиоканалом (рис. 9). Этот регистратор предназначен для акустической локации разрядов в изоляции по ультразвуковому излучению; применяется на частях оборудования, находящихся под высоким потенциалом, например, на баке трансформаторов тока ТФРМ. Подчеркнем, что устройство может полезным при заводских шш конструкторских высоковольтных испытаниях трансформаторов, подобных ТФРМ. Используя два и более регистратора в качестве акустической антенны по предложенной в пятой главе методике, можно выявлять наиболее слабые в отношении частичных разрядов элементы конструкции с целью их усовершенствования. Получен патент на разработанное устройство.

В пятой главе описана разработанная методика акустического обследования силовых и измерительных трансформаторов. В методику также вошла технология определения типа дефекта по акустическому сигналу. Методика состоит из трех основных этапов. На первом этапе проводят проверку и калибровку датчиков и измерительной системы. Для этого используют пьезокерамическое устройство, генерирующее одиночный искровой разряд, например ЗПК-1. Калибровочная кривая этого источника ультразвука была описана в главе 2. По ней проводят проверку по критерию чувствительности, сопоставляя амплитуду возникшего акустического сигнала со значениями на кривой. На удалении от датчика на расстоянии около 10 метров проводят проверку датчика по критерию предельной чувствительности. Для проверки соответствия АЧХ датчика паспортным данным проводят быстрое преобразование Фурье первых 500 мке сигнала. На втором этапе проводят разбивку обследуемого оборудования на зоны и непосредственно сами измерения. Если объект габаритный, например, силовой трансформатор с мощностью свыше 10 MB А, то он разбивается на сектора площадью около 0.5 м2. Если объект представляет собой измерительный трансформатор или

Рис. 9. Акустический регистратор

высоковольтный ввод, то в силу простых условий распространения ультразву! измерения проводят в одной точке объекта, элегазо- или маслонаполненный объе которого может потенциально содержать источник разрядов. Перед установкой г поверхность высоковольтного аппарата дно датчика смазывают пластично смазкой для снижения акустического сопротивления и улучшения акустически контакта. Далее на поверхности исследуемого объекта проводят предварительны поиск зон, где амплитуда акустического сигнала максимальна. Если источни разрядов находится в глубине высоковольтного аппарата, то при распространит звуковая волна претерпевает искажения, высокие частоты затухают, сигна изменяется за счет реверберации, отражения и ослабляется за счет поглощения. Поэтому для достижения максимальной достоверности диагностики и точност определения глубины залегания дефекта, запись и анализ сигналов проводят в точках с максимальной амплитудой. Если сигнал имеет резкий, нарастающий за время порядка 2-3 мкс фронт, то проводят локацию глубину залегания дефекта 4-мя датчиками известным методом триангуляции. На третьем этапе проводят обработку данных. Осуществляют спектральный анализ с помощью быстрого преобразования Фурье в случае принятия решения человеком или проводят вейвлет-анализ для автоматической обработки. В первом случае анализируют амплитудно-частотный спектр и повторяемость в исходном сигнале. Если спектр высокочастотный и акустические всплески следуют с частотой 100 Гц, то сигнал относят к разрядным процессам.

Во втором случае устанавливают вид дефекта, последовательно сравнивая вейвлет-спектр акустического сигнала с тремя предложенными образами. Для этого использую специальную программу или математический аппарат морфологического анализа с использованием пакета МаЛЬаЬ. Определяют амплитуду сигнала в единицах звукового давления по коэффициенту чувствительности датчика, косвенно оценивают примерный уровень разряда в кулонах, используя следующие данные [Цветаев С.К. 1998-2011]: 0,04 - 0,4 Па (разряды начального уровня 50-300 пКл), 0,2 - 2 Па (разряды высокой интенсивности 300 пКл - 10 нКл). Сопоставляя данные о месте дефекта, его вида, амплитуды звукового давления принимают решение об его опасности.

ВЫВОДЫ

1. Показано, что отдельные полупериодные ультразвуковые импульсы в акустических сигналах, возникающих в ходе различных разрядов в моделях, бывают двух вариантов, отличных друг от друга по форме: (1) импульсы с резким вступительным фронтом и выраженным затуханием; (2) импульсы веретенообразной формы. Импульсы первого варианта характерны для разрядов в масляном клине и скользящих разрядов по поверхности твердой изоляции (картона). Акустические импульсы веретенообразной формы сопровождают ползущие разряды на начальной стадии и разряды в масляном канале.

2. Акустические импульсы веретенообразной формы от ползущих разрядов характеризуются в области частот от 60 до 300 большей мощностью, чем в диапазоне от 4 до 60 кГц. В случае затухающих акустических импульсов при разряде в масляном клине и скользящем разряде, импульсов от разрядов в модели масляный канал мощности в двух спектральных диапазонах близки.

Характерная черта акустических импульсов от ползущих разрядов -наличие «индивидуальных» импульсов-всплексов, которые превышают общий уровень в несколько раз. Их наличие и есть показатель ползущего разряда. Такого рода всплески встречаются и в импульсах от разрядов в масляном канале, но они гораздо слабее выражены.

3. Измерения АЧХ, чувствительности датчика акустической эмиссии, определение предельной чувствительности (комплекс калибровки) возможны с иомощыо одиночной искры на воздухе, например генерируемой пьезоксрамическим устройством типа ЗПК.

4. Сравнение вейвлет-образов измеренных акустических сигналов с образами эталонных сигналов в рамках морфологического анализа показало, что этот анализ позволяет достоверно автоматически определять вид дефекта оборудования.

5. Сформулирована и обоснована методика акустического обследования трансформаторного оборудования в части определения типа дефекта по его акустическому сигналу. Спроектировано и изготовлено устройство, которое позволяет проводить акустические измерения пьезокерамическими датчиками давления на участках оборудования, находящихся под высоким потенциалом, и которое передает данные в реальном времени.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Смекалов В.В., Рощупкин М.Д., Цветаев С.К. Акустические регистраторы разрядных процессов в изоляции трансформаторов тока с радиоканалом.// ЭЛЕКТРО, 2007, №2, с.34-37.

2. Otmorski S.G., Perhina N.F., Roschupkin M.D., Tsvetaev S.K. Radio Channel Acoustic Recorders of the Discharge Process in Insulation of Current Transformers. // Advanced Research Workshop on transformers (ARWtr 2007), p.29-31 October 2007, Baiona-Spain, p.297-301.

3. Рощупкин М.Д., Смекалов B.B., Цветаев С.К. Акустические регистраторы разрядных процессов в изоляции трансформаторов тока с радиоканалом. // Тез. IX Симпозиума «Электротехника 2030», 29-31 мая 2007 г., с.185-186.

4. Рощупкин М.Д., Цветаев С.К., Цибульская Н.Д., Чуличков А.И. Сурконт О.С., Морфологический анализ акустичсских сигналов разрядных процессов в изоляции. // III Конференция-2008 «Консолидация усилий электроэнергетики и электротехники. Перспективные технологии и электрооборудование», Сборник материалов, доклад КС-06, Май 28-29 2008 г., с.304-313.

5. Chulichkov A.I., Tsybuiskaya N.D., Surkont O.S. Roschupkin M.D., Tsvetaev S.K. Morphological Analysis of Acoustic Signals of Discharge Processes. // CIGRE 2009 6th Southern Africa Regional Conference, 2006, paper PI 10.

6. Отморский С.Г., Рощупкин М.Д., Цветаев С.К. Акустические регистраторы разрядных процессов в изоляции трансформаторов тока с радиоканалом. // «Энерго-инфо», 2009, № 4, с.34-37

7. Цветаев С.К., Рощупкин М.Д., Отморский С.Г., Смекалов В.В. Устройство для контроля разрядных процессов в силовом высоковольтном оборудовании. // Патент РФ №2388005.Официальный бюллетень комитета РФ по патентам и товарным знакам, 2010, №12.

8. Хренов С.И., Цветаев С.К., Рощупкин М.Д. Акустическая диагностика электрооборудования на наличие разрядных процессов. // Труды Всероссийской научно-практической конференции «Повышение надежности и эффективности эксплуатации электрических станций и энергетических систем», 1-2 июня 2010, Москва, Изд. Дом МЭИ, т.2, с.58-61.

9. Рощупкин М.Д., Кошелев М.А., Хренов С.И., Цветаев С.К. Калибровка пьезокерамических датчиков давления в полевых условиях. // «Вестник МЭИ», 2011, №5

10. Кошелев М.А., Рощупкин М.Д., Хренов С.И., Цветаев С.К. Акустический контроль частичных разрядов в изоляции. // Учебное пособие. М.: Изд. Дом МЭИ, 2011,24 с.

Подписано в печать Л Зак. Z Тир. ¡С{ п.л.

Полиграфический центр МЭИ(ТУ)

Красноказарменная ул.,д.13

ВВЕДЕНИЕ.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Физические явления при разрядах в жидкостях и газах.

1.1. Ультразвуковые колебания.

1.2. Физические процессы, вызывающие генерацию ультразвука при разрядах.

2. Разряды в высоковольтном оборудовании.

2.1. Причины и механизмы разрядов.

2.1.1. Частичные разряды.

2.1.2. Искровые разряды.

2.1.3. Дуговые разряды.

2.2. Места возникновения разрядов.

3. Методы выявления и оценки разрядов в оборудовании.

3.1. Существующие методы выявления разрядов.

3.2. Регистрация разрядных процессов электрическим методом.

3.3. Хроматографический метод контроля растворенных в масле газов.

3.4. Обзор акустического метода

3.4.1. Датчики давления.

3.4.2. Калибровка датчиков.

3.4.3. Акустооптические датчики.

3.4.5. Локация места разрядных процессов.

3.4.6. Акустическое обследование измерительных трансформаторов.

3.4.7. Математические методы обработки акустических сигналов.

ГЛАВА 1. СВОЙСТВА АКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

ОТ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ В МОДЕЛЯХ ИЗОЛЯЦИИ.

1.1 Акустические сигналы от разрядов, генерируемых в моделях.

1.2 Методика проведения исследований.

1.3 Разряды в масляном канале.

1.4 Скользящие р азряды.

1.5 Ползущие разряды.

1.6 Разряды в масляном клине.

1.7 Спектральная мощность.

5.2 Правила безопасности.128

5.3 Описание физических процессов.129

5.4 Условия проведения измерений.132

5.5 Подготовительные операции.132

5.6 Порядок проведения измерений.133

5.7 Анализ результатов измерений.135

5.8. Заключение о выявленных дефектах.141

ВЫВОДЫ.143

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ.145

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.146

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время все больше внимания уделяется периодическому контролю электрооборудования. Это вызвано тем, что произошел переход от планового-предупредительного ремонта к ремонтам по техническому состоянию. Такой контроль оборудования стал актуален, т.к. большое количество парка (около 60-80%) изношено и эксплуатируется с превышением установленного ресурса. Поэтому, как никогда становится необходимым обеспечить безопасную эксплуатацию основных элементов электротехнических комплексов, таких, как например, силовые и измерительные трансформаторы. Для обеспечения безаварийного функционирования высоковольтных аппаратов необходимо проводить диагностику состояния. Это связано с тем, что на основании результатов диагностики определяется время вывода трансформатора в ремонт и устанавливается его объем [45].

По данным литературы аварийность силовых трансформаторов год от года только увеличивается. За период 1999 по 2002 г удельное число технологических нарушений составляло 1,8% в год [29]. Основными* причинами технологических нарушений, которые могут привести к возгораниям и пожарам трансформатора являются: пробой внутренней изоляции высоковольтных вводов; повреждение обмоток, отводов и магнитной системы трансформатора, повреждения РПН.

У повреждений, связанных с дефектами в изоляции, существуют предвестники - разрядные процессы различной интенсивности и различного вида. Проблематикой разрядов занимались и внесли большой вклад в их исследования такие российские и зарубежные ученые как: Г.С. Кучинский, П.М. Сви, А.Е. Монастырский, Ю.С. Пинталь, С.К. Цветаев, В.П. Вдовико, В.Т. РЬиг^, Я.Т. НаггоШ, Ь.Е. Ьипс^аагё и др.

Дефекты связанные с разрядными процессами можно диагностировать на ранней стадии, тем самым предотвращать аварии. В настоящее время существует ряд способов по выявлению разрядной активности. Это акустический, электрический, хроматографический и разборка. Хроматографический и электрический методы описаны в ряде работ [8-11,14,15,18-21,23,30,36] и других. В настоящее время для диагностики состояния изоляции трансформаторного оборудования широко применяеться акустический метод контроля разрядных процессов, который позволяет оперативно проводить обследование без отключения оборудования. Применение этого метода экономически целесообразно и позволяет достаточно точно определить техническое состояние объекта. Однако у диагностических организаций на сегодняшний день нет полной методики проведения корректных акустических измерений. Сегодня отдельные положения методики, акустической диагностики в части определения места дефекта и глубины залегания опубликованы в работах [83,54,55,96.98,100] Поэтому, сейчас акустическая диагностика зачастую сводиться только лишь к локации глубины и определения места дефекта по максимальной амплитуде.

В тоже время необходимы новые способы акустической диагностики для некоторых видов трансформаторов, тока, которые не возможно обследовать обычными ультразвуковыми датчиками. Таю же глубоко не изучены акустические сигналы, возникающие в силовых трансформаторах, не сформулированы критерии, по которым можно классифицировать эти сигналы по акустическому излучению, не определены четкие требования к измерительной аппаратуре и датчикам.

Очевидно, что если бы существовал подход к определению типа дефекта по акустическому излучению, то на основании этих данных можно было бы более точно и оперативно оценить опасность обнаруженного дефекта и своевременно выполнить необходимые технические мероприятия по выводу оборудования из работы и последующему ремонту.

Продолжается разработка и практическое применение в электроэнергетике не только ультразвуковых датчиков давления (АПЧр, РчР, ПАЭП 30-300, Ш51, Кб, ДР15, ОТ200 и др.) работающих совместно-с цифровыми осциллографами для регистрации разрядных явлений, но и специализированных акустических приборов таких как: «Дельфин»- НПО «Техносервис-электро», MPD600- «Omicron», LDP-5- «LEMKE», PDL1, UE2000 и многие другие.

Исходя из вышесказанного, настоящая работа была предпринята с целью разработки (совершенствования) методики акустического обследования высоковольтного оборудования на наличие разрядных процессов, в части определения типа дефектов и описания акустических сигналов. Кроме того, в задачу нашей работы входило расширение возможностей существующих способов обследования оборудования, которое ранее невозможно было диагностировать акустическим способом, например одного из самых аварийных трансформаторов тока типа ТФРМ.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

ВЫВОДЫ

1. Показано, что отдельные полупериодные ультразвуковые импульсы в акустических сигналах, возникающих в ходе различных разрядов в моделях, бывают двух вариантов, отличных друг от друга по форме: (1) импульсы с резким вступительным фронтом и выраженным затуханием; (2) импульсы веретенообразной формы. Импульсы первого варианта характерны для разрядов в масляном клине и скользящих разрядов по поверхности твердой изоляции (картона). Акустические импульсы веретенообразной формы сопровождают ползущие разряды на начальной стадии и разряды в масляном канале.

2. Акустические импульсы веретенообразной формы от ползущих разрядов характеризуются в области частот от 60 до 300 большей мощностью, чем в диапазоне от 4 до 60 кГц. В случае затухающих акустических импульсов при разряде в масляном клине и скользящем разряде, импульсов от разрядов в модели масляный канал мощности в двух спектральных диапазонах близки.

Характерная черта акустических импульсов от ползущих разрядов —наличие «индивидуальных» импульсов-всплексов, которые превышают общий уровень в несколько раз. Их наличие и есть показатель ползущего разряда. Такого рода всплески встречаются и в импульсах от разрядов в масляном канале, но они гораздо слабее выражены.

3. Измерения АЧХ, чувствительности датчика акустической эмиссии, определение предельной чувствительности (комплекс калибровки) возможны с помощью одиночной искры на воздухе, например генерируемой пьезокерамическим устройством типа ЗПК.

4. Сравнение вейвлет-образов измеренных акустических сигналов с образами эталонных сигналов в рамках морфологического анализа показало, что этот анализ позволяет достоверно автоматически определять вид дефекта оборудования.

5. Сформулирована и обоснована методика акустического обследования трансформаторного оборудования в части определения типа дефекта по его акустическому сигналу. Спроектировано и изготовлено устройство, которое позволяет проводить акустические измерения пьезокерамическими датчиками давления на участках оборудования, находящихся под высоким потенциалом, и которое передает данные в реальном времени.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АЭ -акустическая эмиссия

СТ- силовой трансформатор

КЗ- короткое замыкание

ТТ- трансформатор тока

ТН- трансформатор напряжения

ЧР- частичный разряд

ВВ- высоковольтный ввод

ПАЭ- преобразователь акустической эмиссии

ОВДД- оптоволоконные датчики давления

ОБР- оптоволоконная бреговская решетка

ОСШ- Отношение сигнал-шум

МЕМС - микроэлектромеханические системы

КРУЭ- комплектное устройство элегазовое

БПФ- Быстрое преобразование Фурье

ХАРГ -хроматографический анализ растворенных газов

0\¥Т - Дискретное вейвлет преобразование

С\УГ- Непрерывное вейвлет-преобразование

1. Андреев A.M., Монастырский А.Е., Соловьев Ю.В., Таджибаев А.И. Частичные разряды и методы их измерения; под ред. А.И. Таджибаева. — СПб: ПЭИПК, 2010.-48 с.

2. Акопян В.Б., Ершов Ю.А. Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами; Ультразвук в медицине, ветеринарии и экспериментальной биологии; учеб. пособие учеб. пособие // Под ред. С.И. Щукина. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005.

3. Голоднов М.Ю. Контроль за состоянием трансформаторов. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 88 с.

4. Гончарук А.И. Расчет и конструирование трансформаторов. Учеб. для техникумов. — М.: Энергоатомиздат, 1990. — 256 е.: ил.

5. Вайда Д. Исследование повреждения изоляции / Пер. с венг. под ред. Д.В. Разевига, М., «Энергия», 1968, -400 с.

6. Воробьев В.И., Грибунин В.Г. Теория и практика вейвлет-преобразования. СПб.: Изд-во ВУС, 1999. - 208 с.

7. Вдовико В. П., Диагностика электрооборудования высокого напряжения //Четвертый научно-практический семинар по диагностике электрических установок, г. Белокуриха, 20 24 апреля 2009 г., 2009

8. Вдовико В.П. Частичные разряды в диагностировании высоковольтного оборудования. //Новосибирск, «Наука», 2007 -155с.

9. Вдовико В.П. Нормативно-техническая документация и надежность высоковольтного оборудования. // VI научно-практический Семинар по диагностике электрических установок, Новосибирск, 2011.

10. Вдовико В.П. Стойкость к отказу высоковольтного оборудования в условиях эксплуатации. // Электро, №1, 2011, с. 36-42

11. Газивода С., Микулецки А. Диагностика силовых трансформаторов на месте // IV Международная конференция «Силовые трансформаторы и системы диагностики» 23-24 июня 2009 года Международная Ассоциация «Травек»

12. Грейсух М.А, Кучинский Г.С., Каплан Д.А., Мессерман Г.Т.: Бумажно-масляная изоляция в высоковольтных конструкциях. //М.-Л., Госэнергоиздат, -1963 , -с. 299

13. Дарьян Л.А. Газообразование в изоляционных жидкостях при различных условиях развития частичных разрядов / Л. А. Дарьян // Сборник докладов 3-го Симпозиума "Электротехника, 2010 год", М., 1995, т.2, -с.150-153.

14. Дарьян Л.А. Научные основы физико-химической диагностики высоковольтного маслонаполненного электрооборудования с изоляцией конденсаторного типа Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Новосибирск, 2009. — 48 с.

15. Добеши И. Десять лекций по вейвлетам. Москва-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001 - 464 с.

16. Долин А.П., Цветаев С.К., Поночко Ч, Попович А. Акустическая локация электрических разрядов в измерительных трансформаторах. // ЭЛЕКТРО, 2005, №2.

17. Долин А.П., Смекалов В.В., ПершинаН.Ф., Смекалов С.С. Силовые трансформаторы 35 кВ и выше. Современные методы комплексной диагностики. // Новости электротехники, 2006, № 2(38)

18. Диагностирование маслонаполненного оборудования методом хроматографического анализа газов, растворенных в масле: Методические указания/ Сост-ль: Савельев В. А., Иваново, РИО ИГЭУ,2004, -44 с.

19. Ермаков Е.Г. Оптимизация схемы диагностики силовых трансформаторов высших классов напряжения. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Санкт-Петербург, 2010. 19 с.

20. Ильин Б.И., Куров В.Ю., Цветаев С.К., Полевой пленочный пьезоэлектрический преобразователь. // Труды VIII всесоюзной акустической конференции, М. ,1973, с. 127-129

21. Измерение характеристик частичных разрядов в изоляционных материалах и конструкциях: Методические указания./ Сост-ль: Словестный С.А., Иваново, РИО ИГЭУ, 2008. -20 с.

22. Ультразвуковые преобразователи / Под ред. Кикучи Е. М.: «МИР», 1972. -419с.

23. Кучинский Г.С. Частичные разряды в высоковольтных конструкциях. //Энергия, 1979. Л.: Энергия, Ленингр. отд-ние, 1979. -224 с.

24. Кучинский Г.С., Кизиветтер В.Е., Пинта ль Ю.С. Изоляция установок высокого напряжения. М.: Энергоатомиздат, 1987. — 368 с.

25. Куффель Е., Цаенгль В., Куффель Дж. Техника и электрофизика высоких напряжений. Пер. с англ.: Учебно-справочное руководство. // Длогопрудный: издательский Дом «Интеллект», 2011. -520 с.

26. Львов Ю.Н. и др. О надежности силовых трансформаторов и автотрансформаторов электрических сетей. // Электрические станции. 2005, № 11.

27. Львов Е.В., Опыт мониторинга состояния изоляции силового трансформаторного оборудования. // Энергоэксперт, №1, 2009,- с.ЗО-32.

28. Маяков В.П., Соколов В.В. Методы диагностики состояния трансформаторного оборудования. // Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. Выпуск 11. — СПб: ПЭИПК, 2000. с. 13-23.

29. Морз Ф. Колебания и звук / Под ред. С.Н. Ржевкина, М.-Л., 1949 , -496 с.

30. Могузов В.Ф. О б служив ан ие силовых трансформаторов М.: Энергоиздат, 1991. - 192 с.

31. Методические указания по диагностике силовых трансформаторов, автотрансформаторов, шунтирующих реакторов и их вводов (МУ 06342006) /Составители: Аксенов Ю.П. и др., ООО «Диагностические комплексы и системы», 2006,-32 с.

32. Наугольных К.А., Рой H.A. Электрические разряды в воде. // М., «Наука», 1971. -155 с.

33. Монастырский А.Е., Пильщиков В.Е. Методические основы измерения характеристик частичных разрядов в мощных силовых трансформаторах. // Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. Выпуск 11. СПб: ПЭИПК, 2000. - с. 31 - 34.

34. Поллок А. Акустико-эмиссионный контроль. // Металлы, -1989, Т. 17, с. 278-294.

35. Пытьев Ю.П. Морфологический анализ изображений. Докл. АН СССР, -1983, Т.269, №5, с. 1061-1064

36. РД 153.340.46.302-00. Методические указания по диагностике развивающихся дефектов по результатам хроматографического анализа газов, растворенных в масле трансформаторного оборудования: /Разраб. ВНИИЭ/.-М., 2000. -157с.

37. РД 03-300-99. Требования к преобразователям акустической эмиссии, применяемым для контроля опасных производственных объектов// М.: ПИО ОБТ, 2002

38. РД 03-131-97 Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов // М.: ПИО ОБТ, 2000

39. ГОСТ 27655-88 Акустическая эмиссия. Термины, определения и обозначения. // М.: Из-во стандартов, 1988

40. ГОСТ 20074-83. Электрооборудование и электроустановки. Метод измерения частичных разрядов.

41. Силовые трансформаторы. Справочная книга. // Под ред. С.Д. Лизунова, А.К. Лоханина. М.: Энергоатомиздат, 2004,- 616 с.

42. Справочник по ремонту и техническому обслуживанию силовых трансформаторов / Пузаков С.Е, Шонин Ю.П. и др. М.: ИПКгосслужбы, 2008. -852 с.

43. Сви П.М. Методы и средства диагностики оборудования высокого напряжения.// Энергоатомиздат, 1992.

44. Техника высоких напряжений: теоретические и практические основы применения. / М.Бейер и др.; под ред. В.П. Ларионова. —

45. М.¡Энергоатомиздат, 1989. 555 с.

46. Теория ультразвуковых колебаний как основа построения и применения технических средств получения информации: Учебное пособие. // Воробьев Е.А. , СПб, СпбГУАП, 2002. -54 с.

47. Ультразвук. Маленькая энциклопедия. Глав. ред. И. П. Голямина //М. «Советская энциклопедия», 1979. —400 с.

48. Ушаков В.Я. Импульсный электрический пробой конденсированных сред. // Известия Томского политехнического университета. Т. 309. № 2, 2006. с.58-63

49. Физика и техника мощного ультразвука / Под ред. Розенберга Л. Д. М.,1. Наука» ,1970, Т.З, 687с.

50. Файзер Ю.П. Основы современной физики газоразрядных процессов, М. -Наука, 1980

51. Цветаев С.К. Акустические сигналы и аварийность высоковольтного энергооборудования. // Новое в российской электроэнергетике, № 4 , 2011, с.41-50

52. Цветаев С.К., Першина Н.Ф., Смекалов С.В., Долин А.П., Смекалов В.В. Опыт диагностики и ремонтов силовых трансформаторов для повышения надежности эксплуатации и продления срока службы. // ЭЛЕКТРО, 2006, №5.

53. Шарапов В.М., Мусиенко М.П., Шарапова Е.В. Пьезоэлектрические датчики//-М.: Техносфера, 2006, -632 с.

54. Электрические контакты. Учебно-методическое пособие для студентов специальности 101800 "Электроснабжение железнодорожного транспорта": // Составители: А.А. Комаров В.Н. Яковлев - Самара: СамИИТ, 2001.- 51 с.

55. Abeysinghe D.C. et al. A novel MEMS pressure sensor fabricated on an optical fiber. // IEEE Photonics Technology Letters, -2001, -V.13, -No.9, -p.993-995.

56. Bartnikas R., McMahon E.J. Engineering Dielectrics. //ASTM Publications, Philadelphia, 1979.,-V.l, -p.327-408.

57. Blackburn T.R., Phung B.T., James R.E. Optical fibre sensor for partial dischargedetection and location in high-voltage power trans formers. // 6th Int. Conf. on DielectricMaterials, Measurements & Appl. (DMMA),Manchester,-1992, -p.33-36.

58. Blackburn T.R., Phung B.T., Krcho D., Zargari A. Modified optical fibre sensor for partial discharge detection in high-voltage power transformers. // Proc. Australasia Universities Power Engineering Conf., Adelaide, -1994, V.2, -p. 417-422.

59. Bobber Robert J. Underwater electroacoustic measurements. // Naval research laboratory, Washington D.C., 1970, -333 p.

60. Boczar T., Lorenc M. Time-frequency Analysis of the Calibrating Signals Generated in the Hsu-Nielsen System. // PHYSICS AND CHEMISTRY OF SOLID STATE. -2006, -V. 7, -p. 585-588.

61. Boczar T., Lorenc M. APPLICATION OF THE SHORT TIME FOURIER TRANSFORM IN EVALUATION OF THE ACOUSTIC EMISSION SIGNALS GENERATED BY PARTIAL DiSCHARGES//Molecular and Quantum Acoustics, -2004, -V. 25,-p. 45-67.

62. Boczar T., Lorenc M. The Application of Modern Signal Processing Methods in the Acoustic Emission Method for the Measurement of Insulation Systems of Power Transformers. // ECNDT,-2006,-Poster 6, -p. 1-6.

63. Boczar T., Identification of a specific type of PD from acoustic emission frequency spectra. //IEEE-DEI Trans., -2001, -V.8, -No.4, -p.598-606.

64. Betta G., Pietrosanto A.,Scaglione A. An enhanced fiber optic temperature sensor system for power transformer monitoring. // 17th IEEE Instrumentation & Measurement Technology Conf., -2000, -p. 153-158.

65. Bolliger A., Lemke E. PD DIAGNOSTICS ITS HISTORY AND FUTURE. // Workshop 2001, -2001, -No3-4. -p.22-45.

66. Coenen S., Tenbohlen S. , Markalous S. M., Detection of Partial Discharges in Power Transformers using UHF PD Measurements and Acoustic Measurements. // PHD Thesis, University of Stuttgart, -2006, -V.23, -p.23-32

67. Cichon A., Borucki S., Boczar T. The wavelet analysis the acoustic emission signals generated by multi-source partial discharge. //Acoustic,-2008,Paris, -p.2205-2209.

68. Dai Jie, Khan Imadullah, Wang Z. D. and Cotton I. Comparison of HYDRAN and laboratory DGA results for electric faults in ester transformer fluids. //CEIDP 2007, Vancouver, -2007, -p. 731 734

69. Deheng Zhu, Kexiong Tan, Xianhe Jin The Study of Acoustic Emission Method for Detection of Partial Discharge in Power Transformers. // 3rd International Conference on Properties and Applications of Dielectric Materials, Tokyo, -1991.-p. 23-36

70. Denikas M.G., Gao N. Aro M. Partial discharge recognition using neural networks: a review. // Electrical Engineering 85, -2003, -p. 87-93

71. Dolzhenko A.A, Tsvetaev S.K., Shmatov J.V., Application of Acoustic Sensor for Registration of Partial Discharges in High Voltage Power Equipment. //Conference ULTRASOUND'86, November 3-6 1986, Bratislava, -1986, -p. 17-21

72. Dolin A.P., Smekalov V. V. The repair of power transformers with a long service life. // Cigre, Paris, -2004, -Vol. A2-212, -p. 1-8

73. E 1106-86. Standard Method for PRIMERY CALIBRATION of acoustic emission sensors. // ASTM,-1986

74. E 976-84. Standard Guide for determing the reproducibility of acoustic emission sensor response. //ASTM,-1984

75. E 650-85. Standard Guide for mounting piezoelectric acoustic emission sensors. // ASTM,-1985

76. Gulski E. Digital analysis of partial discharges. // IEEE Trans. On Dielectrics and Elec. Insulation, -2001,Vol 2, No 5.

77. Gyung-suk Kil, Dae-won Park, Il-kwon Kim, Su-yeon Choi. Analysis of Partial Discharge in Insulation Oil using Acoustic Signal Detection Method. // WSEAS TRANSACTIONS on POWER SYSTEMS.- 2008 .-V3,-p. 90-94.

78. Harrold R.T. Acoustic Waveguides for sensing and locating electrical discharges in hing voltage power transformers and other apparatus. // IEEE Trans. Power Appar. and Systems, -1979, -N 2, -p. 455-456.

79. Harrold R. T.The Relationship Between Ultrasonic and Electrical Measurements of Underoil Corona Sources. // IEEE Transactions on Electrical Insulation, -1976, -V.ll, No.l, -p.8-11

80. Hathaway M. W. et al. Combined ultrasound and temperature sensor using a fibre Bragggrating. // Optics Communications, -1999, -p.225-231.

81. Heywood R., Lapworth J., Hall L., Richardson Z. Transformer lifetime performance: Managing the risks. // 3rd IEE International Conference on Reliability of Transmission and Distribution Networks, London; -2005, -p.32-37

82. Heywood R., Wilson A. Managing reliability risks-Ongoing use of ageing system power transformers. // Doble Israel Conference 2007.-2007, Vol. 1

83. Howells E. and Norton E.T. Detection of partial discharges in transformers using acoustic emission techniques. // IEEE Trans., -1978, -Vol. PAS-97, -No.5, -p. 1538-1549.

84. Hsu N.N., Breckenridge F.R. Characterization and Calibration of Acoustic Emission Sensors. //Mat. Evaluation, 1981, -No 39, -p.60.

85. Hiicker T. UHF Partial Discharge Expert System Diagnosis. // 10th 1SH Montreal, Canada, -1997, -p. 143-156

86. Kobayashi T., Shirasaka Y., Ebisawa Y., Murakami H., Expected life and maintenance/upgrade strategy for transformers. // Cigre 2009. 6th southern Africa Regional Conference, -2009. -Vol. 102 ,-p. 1-11

87. KEE-JOE LIM SEONG-HWA KANG et all. Partial discharge signal detection by piezoelectric ceramic sensor and signal processing. // Journal of electroceramics, -V 13, -2004, -p.487-492

88. Leung I., Brodzeli Z., Whitbread T., Chen X. B., Peng G. D.A distributed-feedback fibre laser based optical fibre hydrophone system with very high-sensitivity. // Photonics Asia 2004, Advanced Sensor Systems and Applications II.,-2004,-V.3, -p.234-239

89. Lundgaard L.E. Partial Discharge Part XIV: Acoustic Partial Discharge Detection - PracticalApplication. // IEEE Electrical Insulation Magazine, -1992,-V. 8, -No.5, -p.34-43

90. MacAlpine M., Zhiqiang Z., Demokan M. S. Development of a fiber-optic sensor for partial discharges in oil-filled power transformers. //Electric Power Systems Research, -2002, -V.63, -Issue 1, -p. 27-36.

91. Markalous S. M., Detection and Location of Partial Discharges in Power Transformers using acoustic and electromagnetic signal. // PHD Thesis, University of Stuttgart, 2006,-p. 1-6

92. Markalous S. M., Strehl T. New approaches in arrival time-based PD location in transformers. //CEIDP 2006, -2006, Kansas City.-p.9-13

93. Markalous S. M., Tenbohlen S., Feser K. New robust non-iterative algorithms for acoustic PD-localization in oil/paper-insulated transformers. //14th International Symposium on High Voltage Engineering, -2005, China, V. 25.

94. Mazen Abdel-Salam, Yassin M.Y. Hasan, Mohammed. Sayed, Salah Abdel-Sattar Partial Discharge Classification Through Wavelet Packets of Their Modulated Ultrasonic Emission. // IDEAL 2004. -2004,- LNCS 3177,-p. 540-545.

95. Mohammad S. Naderi, Blackburn T. R. et all. Determination of partial discharge propagation and location in transformer windings using a hybrid transformer model. // Electric Power Components and Systems, -V 33, -2007, -p. 607-623

96. Meunier R., Vaillancourt G. H. Propagation Behavior of Acoustic Partial Discharge Signals in Oil-Filled Transformers. // Conference Record of the

97. DL '96 12th International Conference on Conduction and Breakdown in Dielectric Liquids, Roma, -1996, -p.401-404

98. Phung B.T., Blackburn T.R., Liu. Z. Acoustic Measurements of Partial Discharge Signals. // Journal of Electrical and ElectronicsEngineering, -Australia, 2001,-V.21, -No.l, -p.41-47.

99. Phung B.T., Blackburn T.R., et. al. Development of new partial discharge sensors for condition monitoring of power system equipment. // AUPEC2005,Hobart, Tasmania, Australia, 2005, p. 515 520

100. Prasanta Kundu, Kishore N.K., Sinha A.K. A non-iterative partial discharge source location method for transformers employing acoustic emission techniques. //Applied Acoustics, -2009, -No. 70, -p. 1378 -1383

101. Prasanta Kundu, Kishore N.K., Sinha A.K. Classification of Acoustic Emission Based Partial Discharge in Oil Pressboard Insulation System Using Wavelet Analysis. // International Journal of Electrical and Computer Engineering,-2008, V3,-p. 1007-1014

102. Sarathi R., Vishal Dubey, Srinivasa Y. G. Characterization of partial discharges in a gas insulated system using anacoustic emission technique. // Electric Power Components and Systems, -2006, Vol. 34, -p.653-669

103. Skubis J., Lorenc M. Measurements and analysis of acoustic emission standard impulses generated in Hsu-Nielsen source. // Archives of Electrical Engineering. Warszawa, -1998., -No XLVII(l), -p. 13-24.

104. Takahashi N. et al. Development of an optical fiber hydrophone with fibre Bragg gratin. // Ultrasonics 38, -2000, -p.581-585.

105. Theobald P., Pocklington R. Velocity sensitivity calibration of AE sensors using the through wavemethod and laser interferometry. // EWGE 2010, Vienna,-2010, -p. 1-7

106. Teunissen J., Merte R., Helmig C., Peier D. Fiber Optical Online Monitoring for High voltage Transformers. // Fiber Optic Sensor Technology II, SPIE-Proceedings, -2000, -V.4204, -p. 198-205.

107. Wilson A. Partial discharge breakdown in HV equipment //Proceeding of the 2009 International Conference ofDoble Clients. Boston. -2009.-P.1-6

108. Wilson A., Heywood R., Richardson Z. The life time of power transformers. //Insucon 2006, UK, -2006, -p. 19-23

109. Wang X. et al. An ultra-sensitive optical MEMS sensor for partial discharge detection. //Journal of Micro-mechanics and Microengineering, -2005, -No. 15, -p. 521-527.

110. Witos F.,Gacek Z. Application of the joint electro-acoustic method for partial discharge investigations within a power transformer. // Eur. Phys. J. -2008.-Special Topics 154,-p. 239-247.

111. Yu B., Kim D. W., Deng J., Xiao H., Wang A. Fiber Fabry-Perot sensors for detection of partial discharges in power transformers. // Applied Optics-OT, -2003,-V. 42 -Issue 16, -p. 3241-3250

112. Zargari A., Blackburn T. R. Application of Optical Fiber Sensor for Partial Discharge Detection in High-Voltage Power Equipment.// IEEE Annual Report Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena, San Francisco, -1996, -p.541-544.