автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Разработка системы оперативного контроля высоковольтных полимерных изоляторов по характеристикам частичных разрядов

Черномашенцев Антон Юрьевич

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ИЗОЛЯТОРОВ ПО ХАРАКТЕРИСТИКАМ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ

Специальность 05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 5 ДЕК 2011

Казань-2011

005006030

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Казанский государственный энергетический

университет»

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор

Голенищев-Кутузов Александр Вадимович

Официальные оппоненты доктор физико-математических наук, профессор

Наумов Анатолий Алексеевич (ФГБОУ ВПО «Казанский государственный энергетический университет»)

кандидат технических наук Тюрин Александр Николаевич (ОАО «Татэлектромонтаж»)

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Казанский национальный

исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ», г. Казань

Защита состоится 27 декабря 2011 года в 16 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 212.082.01 при ФГБОУ ВПО «Казанский государственный энергетический университет» по адресу: 420066, Казань, Красносельская 51, тел., факс (843)562-43-30.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 420066, г. Казань, ул. Красносельская, 51, КГЭу| Ученому секретарю диссертационного совета Д 212.082.01.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Казанского государственного энергетического университета, с авторефератом - на сайте http://www.kgeu.ru

Автореферат разослан «2^» ноября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, д.ф.-м.н. Р.И.Калимуллин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Разнообразные полимерные материалы в наши дни нашли, как в России, так и за рубежом, широкое применение в электроэнергетике: изоляция кабелей, обмоток трансформаторов и электромашин, опорные, подвесные и проходные изоляторы. В процессе эксплуатации вследствие длительного воздействия рабочего напряжения в сочетании с определенными факторами окружающей среды (солнечная радиация, температура, влажность, загрязнение поверхностей, механические напряжения и т.д.) снижается электрическая прочность изоляции, что в конечном итоге может привести к возникновению дефектов, которые для полимеров чаще всего имеют вид древовидных каналов-дендритов. В конечном итоге такой процесс может привести к частичному или полному разрушению изолирующих материалов.

Зарождение дефектов сопровождается нарушением сплошности материала и характеризуется электрическими (частичные разряды), акустическими, тепловыми и оптическими эффектами, что позволяет с помощью различных физических методов регистрировать начальную фазу зарождения дефектов. Особенно важным моментом является изучение характеристик частичных разрядов (ЧР), поскольку в полимерах, в отличие от других типов диэлектриков, дальнейший рост дефектов происходит под действием ЧР на каналы дендритов. Таким образом, рост дендритов и параметры ЧР (интенсивность, частота повторения) являются взаимосвязанными процессами, приводящими в конечном итоге к пробою изоляции вследствие перекрытия межэлектродного промежутка дендритом.

Как показали предыдущие теоретические и экспериментальные исследования процессов электрического пробоя высоковольтных изделий, для полимерных материалов можно условно представить несколько видов пробоев, наиболее характерных для всех типов оборудования (изоляторов, кабелей, обмоток).

1. Пробой вдоль границ раздела двух разных диэлектриков - например, вдоль границ полимер - газ (поверхностной пробой) или границы стержень - оболочка для высоковольтных изоляторов.

2. Пробой вдоль границы электрод - диэлектрик. Для кабелей это соответствует пробоям: токопроводящая жила - диэлектрик-металлический экран; для изоляторов: металлическая арматура (оконцеватель) - диэлектрик.

3. Пробой в объеме диэлектрика через малые каверны, неоднородности структуры.

Среди реальных изолирующих элементов, используемых в высоковольтной энергетике, наиболее исследованы особенности полиэтиленовой изоляции кабелей, трансформаторов и электромашин, а наименее изученными являются изоляторы на основе композиционных полимерных материалов, в дальнейшем полимерные изоляторы (ПИ), хотя они представляют новое поколение опорных, подвесных и проходных изоляторов. Причиной этому является использование в ПИ нескольких видов материалов с

различными физико-химическими свойствами и усложненностью конструкции по сравнению с ранее применяемыми фарфоровыми и стеклянными изоляторами.

В настоящее время отсутствует общепризнанная методика по оценке работоспособности ПИ. Наиболее сложным моментом в контроле рабочего состояния ПИ является оценка остаточного ресурса по электрической и механической прочности. Для этих целей наиболее перспективным признан метод анализа параметров ЧР, в который входят интенсивность (кажущийся заряд), частота следования, спектральный состав сигналов ЧР (ГОСТ 20074-83 и ГОСТ 24427-87). Однако использование результатов подобного анализа отдельных сигналов ЧР без привязки к фазе сети не дает достаточно достоверных результатов по оценке рабочего состояния и остаточного ресурса изоляторов. Причиной тому является стохастический (случайный) характер самих ЧР, т.е. параметры сильно изменяются во времени и не коррелируют между собой. Поэтому наиболее значимыми параметрами являются не характеристики отдельно взятых импульсов, а средние значения параметров ЧР и формы их распределений по амплитуде, а также частоты повторения в определенные фазовые интервалы приложенного напряжения.

В связи с вышеизложенным является весьма актуальной разработка нового метода и системы измерения набора параметров ЧР, с привязкой к фазе напряжения и времени измерения, позволяющих более эффективно выполнять оперативный контроль полимерных изоляторов в режиме эксплуатации.

Объектом исследования являются частичные разряды, возникающие в высоковольтных полимерных изоляторах, находящихся под рабочим напряжением.

Предмет исследования: объемные и поверхностные дефекты, возникающие в ходе эксплуатации полимерных изоляторов, в виде треков и дендритов, и их влияние на работоспособность.

Цель исследования. Разработка способа и автоматизированной системы оперативного контроля высоковольтных полимерных изоляторов по временным амплитудно-фазовым и частотно-фазовым характеристикам частичных разрядов.

Задачи исследования:

1. Теоретическое и экспериментальное обоснование способа оперативного контроля полимерных материалов по характеристикам частичных разрядов (ЧР).

2. Разработка способа измерения интенсивности и числа ЧР в определенные фазовые интервалы приложенного напряжения и времени воздействия (соответственно амплитудно-фазовые и частотно фазовые характеристики) с помощью бесконтактных электромагнитных и контактных электрических датчиков.

3. Разработка алгоритмов компьютерной обработки аналоговых сигналов ЧР от датчиков, представление их в форме амплитудно-фазовых (АФХ) и частотно-фазовых (ЧФХ) характеристик.

4. Разработка метода определения интенсивности (кажущегося заряда) ЧР при бесконтактном электромагнитном методе детектировании.

5. Проведение экспериментальных измерений характеристик ЧР и построение АФХ и ЧФХ для образцов полимерных высоковольтных изоляторов с различной степенью дефектности.

6. Определение необходимого набора параметров ЧР для эффективного оперативного контроля высоковольтных опорных и подвесных полимерных изоляторов.

Методы исследования. При проведении работы использовались теоретические и экспериментальные методы изучения кинетики электрического разрушения полимеров, численные методы компьютерного моделирования. Экспериментальные исследования проведены на оригинальной установке с использованием современной измерительной аппаратуры.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. На основе анализа процессов старения и разрушения полимерных материалов и методов их контроля обоснован способ идентификации дефектов в ПИ по характеристикам ЧР.

2. Разработана и создана система одновременного измерения характеристик ЧР с помощью электромагнитных и электрических датчиков, с привязкой к фазе напряжения.

3. Разработан алгоритм обработки сигналов ЧР и представления их в форме амплитудно-фазовых и частотно-фазовых характеристик.

4. Разработан способ определения интенсивности (кажущегося заряда) ЧР при бесконтактном электромагнитном детектировании.

5. Использование разработанной системы оперативного контроля в экспериментальных исследованиях на ряде полимерных изоляторов с различной степенью дефектности позволило установить критерии по выявлению дефектов и степени их влияния на дальнейшую работоспособность полимерных изоляторов.

Практическая значимость. Разработанный способ и созданная измерительная система пригодны для использования при оперативном контроле высоковольтных полимерных изоляторов непосредственно в местах эксплуатации без отключения рабочего напряжения, а также при стендовых испытаниях изоляторов.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Разработанный способ измерения характеристик ЧР с помощью бесконтактного электромагнитного и контактного электрического датчиков и способ их представления в форме амплитудно-фазовых и частотно-фазовых диаграмм.

2. Методика определения интенсивности (нКл) ЧР при электромагнитном методе детектирования ЧР.

3. Разработанный пакет вычислительных программ для обеспечения измерений характеристик ЧР, их накопления и анализа.

4. Необходимый для оперативного контроля набор параметров ЧР включает в себя максимальное значение заряда и число ЧР, начало

возникновения ЧР в зависимости от фазы приложенного напряжения, за определенный временной интервал измерения (порядка нескольких секунд).

Достоверность полученных результатов и обоснованность выводов обеспечивается применением известных положений фундаментальных наук, серией проведенных лабораторных экспериментов на разработанной системе, повторяемостью экспериментальных результатов, совпадением практических данных исследований с результатами исследований известных авторов, а также корреляцией результатов, полученных с помощью различных типов датчиков ЧР.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на XX научно-технической конференции «Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках» (Казань, 2008); ХЬУН Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, 2009); IV молодежной международной научной конференции «Тинчуринские чтения» (Казань, 2009); XIV Всероссийской конференции «Фундаментальные исследования и инновации в национальных исследовательских университетах» (Санкт-Петербург, 2010); XVII Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, 2011).

Реализация результатов работы. Результаты исследований по мере их получения внедрялись в научно-исследовательской работе по договору с ОАО «Сетевая компания Казанские электрические сети» (№2010/Д253/482 от 02.08.2010).

Публикации. Основное содержание работы отражено в 6 научных публикациях, включая 3 статьи в ведущих научных изданиях, входящих в Перечень ВАК, 3 материала доклада международных и всероссийской научных конференций.

Личный вклад автора работы. Результаты, представленные в диссертации и публикациях, получены при непосредственном участии автора работы. При создании системы оперативного контроля автор принимал участие в формировании идей, разработке методики, проведении экспериментов, обсуждении и обработке экспериментальных данных, написании статей и представлении докладов на конференциях. Части системы оперативного контроля и программное обеспечение проведения измерений разработаны непосредственно автором.

Соответствие диссертации научной специальности.

Диссертация соответствует специальности 05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий. Представленные в ней результаты соответствуют п. 1 «Научное обоснование новых и усовершенствование существующих методов аналитического и неразрушающего контроля природной среды, веществ, материалов и изделий», п. 3 «Разработка, внедрение и испытания приборов, средств и систем контроля природной среды, веществ, материалов и изделий, имеющих лучшие характеристики по сравнению с прототипами», п. 6 «Разработка

алгоритмического и программно-технического обеспечения процессов обработки информативных сигналов и представление результатов в приборах и средствах контроля, автоматизация приборов».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографии. Работа изложена на 102 страницах машинописного текста, включая 43 рисунка. Библиографический список включает 50 наименований и 6 наименований работ автора, опубликованных по теме диссертации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность выбранной темы исследований, сформулированы цель и задачи работы, изложены основные научные результаты, их научная новизна и практическая значимость, приведены основные положения, выносимые на защиту. , : V

В первой главе рассмотрены основные особенности процессов и механизмов старения и разрушения полимерных материалов. Выполнен анализ возможных типов электрических пробоев в полимерных изоляторах (ПИ), в том числе и в виде частичных разрядов. Изложены основные отличия характеристик ЧР в полимерных материалах от подобных характеристик ЧР в керамических и стеклянных материалах, используемых в высоковольтных изоляторах различных типов.

Далее представлен аналитический обзор существующих методов детектирования ЧР в высоковольтном энергетическом оборудовании, включая регистрацию теплового, оптического, электромагнитного и акустического излучения. Проведен обзор основных разработанных в России и за рубежом приборов и устройств контроля состояния изоляционных систем в условиях их эксплуатации и находящихся под рабочим напряжением.

На основе такого рассмотрения в конце главы сформулированы основные требования к новому поколению приборов и устройств контроля рабочего состояния высоковольтного энергетического оборудования, содержащего полимерные изолирующие элементы. Особое внимание обращено на использование методов детектирования ЧР, позволяющих не только определить дефектный изолятор, но и определить с достаточной достоверностью место дефекта. Не менее важным моментом является методика процесса измерений и способ представления результатов в виде временных амплитудно-фазовых и частотно-фазовых характеристик ЧР, что, несомненно, повысит качество оперативного контроля полимерных изоляторов и других элементов высоковольтного энергетического оборудования.

Вторая глава диссертации содержит описание разработанной и реализованной системы для оперативного контроля изоляторов в рабочем состоянии в высоковольтных сетях, а также для стендовых испытаний по регламенту ГОСТ 20074-83 (рис. 1).

Внешний вид системы исследования ЧР в высоковольтных полимерных изоляторах в стендовом варианте.

Рис. 1.

Рис. 2. Блок-схема системы исследования ЧР в высоковольтных изоляторах.

Измерительный тракт системы (рис. 2) составляют: электромагнитный датчик (ЭМ), регистрирующий вызванные ЧР электромагнитные импульсы тока, индукционный датчик (ИД) опорного напряжения, регистрирующий фазу переменного высокого напряжения (ВН) на данном изоляторе, что обеспечивает согласованность фазы на испытуемом образце высоковольтного изолятора и в системе регистрации; цифровой осциллограф

(ЦО), выполняющий функцию непосредственного отображения усиленного с помощью радиочастотного приемника сигнала с электромагнитного датчика в виде амплитудно-частотной характеристики единичных импульсов ЧР; аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и персональный компьютер (ПК), осуществляющий управление процессами измерения, отображения и сохранения характеристик ЧР.

Для исследования высоковольтных изоляторов в стендовом режиме дополнительно использовался блок регулируемого высокого напряжения. Для дополнительной оценки частоты и интенсивности ЧР использовался контактный датчик (КД) с пиковым детектором, подключаемый к низковольтному оконцевателю изолятора. Для более тщательного исследования дефектов изоляторов использовалась система электродов, позволявших подавать высокое напряжение на отдельные части изолятора.

Данная система состоит из следующих элементов и устройств:

1) электромагнитного датчика в виде активной петлевой антенны АСЖ ЬА380;

2) индукционного датчика для синхронизации фазы высокого напряжения на испытуемом образце и в системе регистрации ЧР;

3) широкополосного приемника АСЖ АЯ5000А;

4) цифрового осциллографа марки 0803062А, выполняющего функцию непосредственного отображения усиленного сигнала с электромагнитного и контактных датчиков, в виде амплитудно-частотной характеристики единичных импульсов ЧР;

5) платы АЦП N1 РС1-6221М для ввода сигналов;

6) персонального компьютера.

В стендовом варианте в состав системы дополнительно входят:

7) контактный датчик с пиковым детектором, подключаемый к заземляемому оконцевателю изолятора;

8) система электродов, первый электрод крепится к нижнему оконцевателю изолятора, второй крепится между ребер изолятора при помощи специального хомута или ко второму верхнему оконцевателю испытуемого изолятора;

9) установка контроля и диагностики диэлектриков УКД-70, состоящая из пульта управления и высоковольтного генератора, позволяющего плавно изменять подаваемое напряжение переменного тока частотой 50 Гц на диагностируемый изолятор в диапазоне от 0 до 50 кВ (действующее значение).

Во второй части главы приведено описание структуры компьютерной системы регистрации характеристик ЧР. В системе используется принцип фазового детектирования сигналов ЧР. Этот метод позволяет поставить в соответствие два основных параметра ЧР - интенсивность и количество импульсов за интервал времени - фазовому положению импульсов относительно синусоиды питающего напряжения. Измерение параметров осуществляется синхронно с фазой напряжения, в течение каждого из 2200 фазовых интервалов Дф подсчитывается количество ЧР и амплитуда каждого ЧР, превышающего заданную опорную амплитуду иЧр

Программное обеспечение для проведения измерений состоит из двух виртуальных приборов, разработанных в среде LabView. Первый виртуальный прибор для записи исходного массива данных позволяет сохранять на компьютере исходные сигналы с датчиков для последующей обработки в виртуальном приборе обработки данных.

Виртуальный прибор записи исходного массива данных связан с многофункциональной измерительной платой сбора данных N1 PCI-6221M, интегрированной в персональный компьютер. Ввод аналоговых сигналов в ПК осуществляется путем преобразования их из аналоговой формы в цифровую с помощью общего для всех каналов ввода 16-разрядного АЦП. Для связи с платой АЦП в виртуальном приборе служит элемент DAQ Assistant. После считывания платой массива данных в течении 18 секунд, что соответствует 924 периодам сетевого напряжения, сигналы в виде потока динамических данных записываются в два массива sin и sig, которые сохраняются в одну папку проводимого измерения.

Программа обработки данных производит разбиение исходного массива, записанного программой записи данных, на фазовые интервалы с определением фазового угла и амплитуды возникновения каждого ЧР. Квантование или дискретизация по уровню осуществляется при помощи задания опорной амплитуды Uref в течение каждого периода. В течение каждого фазового интервала подсчитывается количество ЧР, превышающих значение опорной амплитуды, определяется амплитуда и фазовый угол возникновения каждого ЧР, определяется количество ЧР за каждые десять фазовых градусов периода сетевого напряжения, таким образом период делится на 36 равных интервалов. На фазовых диаграммах, являющихся результатом работы программы обработки данных, каждому ЧР соответствует точка с фазой возникновения, привязанной к периоду сетевого напряжения, и амплитудой, зависящей от мощности ЧР. На графике распределения ЧР все единичные точки образуют своеобразные скопления точек с близкой амплитудой и фазой возникновения. Лицевая панель прибора обработки данных представлена на рис. 3.

В третьей главе описана методика проведения измерений с помощью разработанной системы, а также тестирование помех и шумов в системе. В первую очередь было исследовано влияние высокого напряжения от высоковольтного трансформатора измерительной системы. Однако и при предельных высоких напряжениях порядка 40 кВ, используемых в наших исследованиях, уровень числа и интенсивности ЧР от измерительного высоковольтного трансформатора был в три-четыре раза ниже, чем контролируемый уровень параметров сигналов от дефектов в изоляторах, и не превышал порогов ЧР в бездефектных изоляторах.

Как показали наши эксперименты, сигналы ЧР в среднем незначительно превышают уровень шумов различной природы, и в первую очередь шумы от высоковольтного оборудования, шумы производственного характера и различные иные шумы. Для выделения необходимых сигналов ЧР из шумов (белый шум) использовались две системы, первая из которых была в виде блока

шумоподавления по уровню шумов и позволяла подавить шумы до определенного уровня, не изменяя величину сигналов ЧР.

Итеиошдааьшчйьса.

0 324 0 .....* 0 0 0 0

Рис 3. Лицевая панель прибора обработки исходного массива данных.

Как показали наши эксперименты, накопление за 1000 фазовых периодов вполне удовлетворяет выдвинутым предложениям о представлении данных в виде амплитудно-фазовых и частотно-фазовых характеристик, отражающих распределение сигналов ЧР в зависимости от фазы переменного напряжения. Описанный выше программно-аппаратный комплекс позволяет представить усредненное за 924 периода фазовое распределение амплитуд сигналов ЧР. Программно-аппаратный комплекс позволяет ограничивать шумы и сигналы ЧР малого уровня, что в совокупности с блоком подавления шумов создает реальную возможность выделения наиболее опасных сигналов ЧР большей интенсивности. Пример представлен на рис. 4.

б) масштаб по амплитуде 1 нКл/дел Рис. 4. Распределение амплитуд сигналов ЧР, для образца изолятора №5 при приложенном поле 1,19 кВ/см. а) без ограничения шумов; б) с ограничением шумов и слабых сигналов ЧР.

В четвертой главе представлены результаты применения разработанной системы контроля для изучения дефектов в полимерных изоляторах. В результате анализа электромагнитного излучения в широком частотном диапазоне 5 МГц < / < 500 МГц во время процессов возникновения ЧР в ПИ с набором различных видов дефектов (при этом полосы пропускания приемника варьировались от 3 кГц до 220 кГц) были установлены следующие закономерности.

1. В спектральном составе электромагнитных компонент ЧР существуют относительно низкочастотные (порядка единиц и десятка МГц) полосы электромагнитного излучения со значительно большими интенсивностями. Как следует из наших экспериментов, частотные интервалы и их интенсивности во многом определяются видом и размерами дефектов. С определенной степенью достоверности можно утверждать, что наблюдалось понижение частоты и повышение интенсивности спектрального максимума с увеличением размера дефекта.

2. Анализ спектрального состава импульсов ЧР и индустриальных помех и шумов позволил применить наиболее приемлемую частотную ширину приемного тракта для увеличения отношения сигнал/шум, что особенно важно в амплитудно-фазовых и частотно-фазовых характеристиках ЧР.

На основе выполненных предварительных экспериментов с учетом главной задачи работы по разработке метода оперативного обнаружения источников ЧР, соответствующих различным дефектам в ПИ, нами для достаточно быстрой оценки параметров ЧР были использованы полосы пропускания в 15 кГц на частоте 9 МГц, и в качестве вспомогательной полосы также в 15 кГц на частоте 485 МГц.

Также было произведено сравнение результатов, полученных с помощью контактного и электромагнитного датчиков. Главное сходство результатов состоит в тождественности фазовых углов и резких изменений интенсивности и частоты возникновения ЧР при наличии тех или иных дефектов в ПИ. Приведенные факты полностью подтвердили реальность использования электромагнитного метода для получения тех же характеристик ЧР, что и рекомендованы ГОСТом 20074-83, а также для формирования более универсальных характеристик, необходимых для использования при оперативном контроле ПИ. Более того, электромагнитный метод обладает большей чувствительностью, поскольку с его помощью были обнаружены сигналы ЧР и в интервалах фазовых углов 100°-120°.

Для градуировки приемного тракта с целью измерения интенсивности ЧР был разработан способ, включающий первоначальную оценку на стенде по методике, предписанной ГОСТом 20074-83, и последующую корректировку чувствительности приемника с учетом ослабления электромагнитного сигнала с увеличением расстояния £ между местом ЧР и антенной приемника. Был выполнен расчет уменьшения сигнала 1(Ь) в зависимости от I для ближней (КХ)и дальней (I > X) зон излучения:

~ = ехр 1 - г<. ,п

¡{1с) и- для ¿<а; (1)

££ = ехр [-Г/С)/Чу +

¿ для ¿>Х, (2)

где р = 2ж / X, ¿о = 1 м - эталонное расстояние, ^-показатель поглощения, м=2я/

Для использованных частот приемника = 9МГц и /2 = 485 МГц с учетом корректирующего выражения на расстояниях ¿, равных 4 м и 15 м, были получены вполне сопоставимые оценки интенсивности ЧР.

По результатам исследований ЧР все ПИ можно условно разделить на две группы. ПИ с достаточно низким уровнем ЧР во всем интервале приложенных высоких переменных напряжений. Характеристики ЧР в этих изоляторах имеют хорошо прослеживаемые закономерности в пределах 2,3 кВ/см. Ко

второй группе относятся изоляторы с различными дефектами.

Были установлены следующие закономерности.

1. Во всех изоляторах первой группы наблюдаются ЧР на уровне шумов измерительной системы, которые не могут быть количественно оценены как по

интенсивности, так и по числу ЧР за какой либо временной интервал. Реально ЧР начинают проявляться в фазовых интервалах переменного напряжения 80°-90° и 220°-300° и при поле 0,14 кВ/см.

2. Кроме сигналов ЧР от микродефектов ПИ также наблюдались сигналы ЧР коронного типа. Их особенностью было возникновение вблизи 80°-100° и 270°-280°, что вполне соответствовало характеру обычных коронных разрядов. При высоких напряженностях поля более 1 кВ/см наблюдалось четкое разделение ЧР от короны и микродефектов.

ШМж

' «Я*

_ ^ -'¿й"" -¡и;

60-80 315:

80-100

Ш7

100-120 120-140 140-160 160-160 180-200 200-220 220-240 240-260 26031 м о . . а о; '- .з : 5бо К4

' 280-300 ЗЮ-320 320-34О 340-360 Ж, 218 10 0

а) масштаб по амплитуде 3 нКл/дел.

188

60-30 83-1® 150-120 'Ш-14С

140-153 160-150 130 -Ж» :

'ЩШШШМШШ Ш

220-245 240-250 250-280 283-ХФ 300-320326-3«

4*3 «Ь. ые ;1зз. ,ш> з. .

б) масштаб по амплитуде 3 нКл/дел. Рис. 5. а) изолятор №5, измерение электромагнитным датчиком, напряжение прикладывается к хомуту, расположенному на 1/3 от заземленного нижнего оконцевателя изолятора, т.е. не включает дефект, напряженность поля 1,18 кВ/см. Сигналы ЧР наблюдаются в фазовых интервалах 230°-250° и 70°-85°. Сигналы короны наблюдаются в интервале 270°-280° и 90°-100°; б) изолятор №5, измерение электромагнитным датчиком, напряжение прикладывается к хомуту, расположенному на 1/2 от заземленного нижнего оконцевателя изолятора, т.е. к области, включающей дефект, напряженность поля 1,15 кВ/см. Сигналы ЧР наблюдаются в фазовых интервалах 225°-260° и 60°-80° сигналы короны при 80°-100° и 270°-280°.

Для изоляторов второй группы при приложении поля между нижним оконцевателем и третьим ребром дефектного изолятора (рис. 5а), содержащего

дефект в виде частичного пробоя между четвертым и пятым ребрами, характеристики ЧР были ближе к подобным характеристикам условно бездефектных изоляторов. В то же время при приложении поля между нижним оконцевателем и пятым ребром характеристики резко изменялись для одних и тех же значений напряженности электрического поля. Общим для обоих видов измерений было отсутствие влияние роста поля на малый уровень ЧР. Затем с определенных значений напряженности поля (1,18 кВ/см) возникало скачкообразное увеличение интенсивности и числа ЧР за период измерений (рис. 56).

Нами было выполнено изучение влияния приложенного рабочего напряжения на временные изменения характеристик ЧР как условно бездефектных, так и содержащих определенные дефекты изоляторов. Для бездефектных образцов были изучены изменения характеристик ЧР за один час непрерывного воздействия высокого напряжения, а также более длительное наблюдение за характеристиками ЧР в течение 2-3 месяцев. В первом случае, общий характер ЧР при воздействии поля в один час сохранился. Таким образом, в результате изучения определено, что во всех изоляторах, как бездефектных, так и содержавших дефекты, в первый период (10-60 мин.) приложения рабочего напряжения наблюдалось увеличение как числа, так и их интенсивности, которые затем мало изменялись на протяжении следующего длительного периода (порядка месяцев) для бездефектных изоляторов.

Для бездефектных изоляторов при длительном воздействии приложенного напряжения наблюдалось дальнейшее увеличение интенсивности и числа ЧР, а также сдвиг начала возникновения ЧР в сторону фазовых углов, соответствующих меньшему напряжению.

Определенные по результатам стендовых испытаний критерии контроля работоспособности для ПИ типа ЛК 70/35, а также разработанная методика определения интенсивности ЧР с учетом расстояния от контролируемого объекта до электромагнитного датчика, позволяют утверждать о применимости разработанной системы для контроля ПИ находящихся в эксплуатации.

В заключении приводится перечень основных результатов и выводов диссертационной работы.

Основные результаты и выводы

1. Выполнен информационный анализ процессов и механизмов электрического и механического старения и разрушения полимерных материалов и влияния на эти процессы ЧР, позволивший оценить возможность измерения параметров ЧР для оперативного контроля полимерных изоляторов.

2. Разработан способ и создана система измерения количества ЧР и средней амплитуды за каждый дискретный интервал фазы высокого напряжения с использованием электромагнитных и контактных датчиков.

3. Разработан алгоритм построения компьютерной системы обработки аналоговых сигналов ЧР от датчиков с использованием виртуальных приборов в среде Lab View.

4. Выполнено измерение параметров ЧР на ряде промышленных полимерных изоляторов типа ЛК 70/35 с различной степенью дефектности.

V7

ч

5. С помощью разработанного программно-аппаратного комплекса построены и проанализированы амплитудно-фазовые и частотно-фазовые диаграммы исследованных полимерных изоляторов и установлена корреляция между параметрами 4P и степенью дефектности полимерных изоляторов.

6. Разработана методика и критерии контроля работоспособности полимерных изоляторов по набору характеристик 4P: резкое превышение порога интенсивности и числа 4P для заведомо работоспособных изоляторов в определенных фазах высокого напряжения; значительное (до 20-30%) изменение этих параметров при длительном характере (порядка месяца) воздействия электрического напряжения, сдвиг максимумов 4P в фазовые углы, более удаленные от пиковых значений приложенного поля.

Основные результаты работы изложены в следующих публикациях:

1. Голенищев-Кутузов A.B., Голенищев-Кутузов В.А., Черномашенцев АЛО. Изучение процессов разрушения высоковольтных полимерных изоляторов методом частичных разрядов // Казань: Известия вузов. Проблемы энергетики. 2008. №9-10. С. 120-124.

2. Голенищев-Кутузов В.А., Голенищев-Кутузов A.B., Маковеев A.A., Черномшенцев А.Ю. Контроль высоковольтных полимерных изоляторов по измерениям частичных разрядов // М.: Электричество. 2008. №12. С. 11-14.

3. Голенищев-Кутузов A.B., Голенищев-Кутузов В.А., Губаев Д.Ф., Черномашенцев А.Ю., Евдокимов Л.И. Частичные разряды в полимерных изоляторах// Казань: Известия вузов. Проблемы энергетики. 2010. №7-8. С. 7683.

4. 4ерномашенцев А.Ю., Маковеев A.A. Контроль высоковольтных полимерных изоляторов при различных режимах эксплуатации // Материалы докладов XIV международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». М.: МЭИ, 2008. Т. 3. С.395-397.

5. 4ерномашенцев А.Ю., Ковальчук Д.В. Система детектирования и анализа частичных разрядов в высоковольтных полимерных изоляторах // Материалы докладов IV молодежной международной научной конференции «Тинчуринские чтения», Казань: КГЭУ, 2009. С. 198.

6. Голенищев-Кутузов A.B., 4ерномашенцев А.Ю., Евдокимов Л.И. Диагностическая система контроля рабочего состояния полимерных изоляторов // Материалы докладов XIV Всероссийской конференции «Фундаментальные исследования и инновации в национальных исследовательских университетах». СПб.: Изд-во. СПб. Политехи, ун-та, 2010. Т. 1. С. 162.

Подписано к печати 18.11.2011 Формат 60x84/16

Гарнитура «Times» Вид печати РОМ Бумага офсетная

Физ. печ. л. 1.0 Усл. печ. л. 0.94 Уч.-изд. 1.0

Тираж 100 экз._Заказ № ¿¡¿В/_

Типография КГЭУ 420066, Казань, Красносельская, 51

Введение.

Глава 1. Методы контроля состояния полимерной изоляции по характеристикам ЧР.

1.1 Основные характеристики процессов и механизмов старения и разрушения полимерных материалов и методы их контроля.

1.2 Методы и приборы бесконтактного контроля высоковольтного энергетического оборудования.

Глава 2. Разработка информационно-измерительной системы получения характеристик ЧР в высоковольтных полимерных изоляторах.

2.1 Общая функциональная схема системы.

2.2 Измерительные датчики.

2.2.1 Электромагнитный датчик.

2.2.2 Контактный датчик.

2.3 Структура компьютерной системы измерения характеристик ЧР высоковольтных изоляторов.

2.4 Программное обеспечение измерений.

2.4.2 Программа записи исходного массива данных.

2.4.2 Программа обработки данных.

Глава 3. Методика проведения измерений и влияние шумов на результат измерения.

3.1 Методические аспекты проведения измерений.

3.2 Тестирование помех в системе измерения ЧР.

Глава 4. Особенности разработанной методики измерения ЧР и результаты ее применения для изучения дефектов в полимерных изоляторах.

4.1 Электрофизические характеристики исследованных ПИ.

4.2 Сравнение различных методов измерения параметров ЧР.

4.2.1 Сравнение метода оценки спектрального состава отдельных импульсов ЧР и стохастического подхода.

4.2.2 Контактный и электромагнитный методы.

4.3 Применение разработанных методик для изучения характеристик ЧР в условно бездефектных полимерных изоляторах.

4.4 Применение разработанных методик для изучения характеристик ЧР в дефектных полимерных изоляторах.

4.5 Временные характеристики ЧР в полимерных изоляторах.

Разнообразные полимерные материалы в наши дни нашли, как в России, так и за рубежом широкое применение в электроэнергетике: изоляция кабелей, обмоток трансформаторов и электромашин; опорные, подвесные и проходные изоляторы [1-3]. В процессе эксплуатации, вследствие длительного воздействия рабочего напряжения в сочетании с определенными факторами окружающей среды (солнечная радиация, температура, влажность, загрязнение поверхностей, механические напряжения и т.д.), снижается электрическая прочность изоляции, что в конечном итоге может приводить к возникновению дефектов, которые для полимеров чаще всего имеют вид древовидных каналов-дендритов. В конечном итоге такой процесс может привести к частичному или полному разрушению изолирующих материалов [4].

Зарождение дефектов сопровождается нарушением сплошности материала и характеризуется электрическими (частичные разряды), акустическими, тепловыми и оптическими эффектами, что позволяет с помощью различных физических методов регистрировать начальную фазу зарождения дефектов. Особенно важным моментом является изучение характеристик частичных разрядов (ЧР), поскольку в полимерах, в отличие от других типов диэлектриков, дальнейший рост дефектов происходит под действием ЧР на каналы дендритов. Таким образом, рост дендритов и параметры ЧР (интенсивность, частота повторения) являются взаимосвязанными процессами, приводящие в конечном итоге к пробою изоляции вследствие перекрытия межэлектродного промежутка дендритом.

Как показали предыдущие теоретические и экспериментальные исследования процессов электрического пробоя высоковольтных изделий, для полимерных материалов можно условно представить несколько видов пробоев, наиболее характерных для всех типов оборудования (изоляторов, кабелей, обмоток).

1. Пробой вдоль границ раздела двух разных диэлектриков - например, вдоль границ полимер-газ (поверхностной пробой) или границы стержень-оболочка для высоковольтных изоляторов.

2. Пробой вдоль границы электрод - диэлектрик. Для кабелей это соответствует пробоям: токопроводящая жила - диэлектрик — металлический экран; для изоляторов: металлическая арматура (оконцеватель) - диэлектрик.

3. Пробой в объеме диэлектрика через малые каверны, неоднородности структуры.

Среди реальных изолирующих элементов, используемых в высоковольтной энергетике, наиболее исследованы особенности полиэтиленовой изоляции кабелей, трансформаторов и электромашин, а наименее изученными являются изоляторы на основе композиционных полимерных материалов, (в дальнейшем полимерные изоляторы ПИ), хотя они представляют новое поколение опорных, подвесных и проходных изоляторов. Причиной этому является использование в ПИ нескольких видов материалов с различными физико-химическими свойствами и усложненностью конструкции, по сравнению с ранее применяемыми фарфоровыми и стеклянными изоляторами [5,6].

В настоящее время обнаружение и измерение характеристик ЧР является основой контроля рабочего состояния различных видов высоковольтного энергетического оборудования, как на стадии его изготовления, так и в условиях его эксплуатации. Наиболее известны следующие методы обнаружения ЧР: электрический, электромагнитный, акустический и оптоэлектронный [7-13]. Если первый является контактным методом, то все последующие относятся к группе дистанционных методов. Независимо от источника ЧР все способы обнаружения ЧР можно также разделить на две группы: стендовых измерений и в условиях эксплуатации под рабочим напряжением. Требования к методике измерении изложены в ряде ГОСТов [14-19]. Следует отметить, что до настоящего времени стандарты (IEC-60270 и ГОСТ 20074-83) относятся только к электрическому методу измерения характеристик 4P при стендовых испытаниях. Если указанные выше методы измерения характеристик 4P уже нашли достаточно широкое применение в таком высоковольтном оборудовании как трансформаторы, кабели, электрические машины, то контроль состояния высоковольтных изоляторов пока далек от реального выполнения. Особенно это относится к оперативному контролю нового поколения высоковольтных изоляторов из высокополимерных материалов. Проблема повышения качества контроля состояния ПИ, была отмечена в указаниях и приказах, РАО «ЕЭС России» «О повышении надежности опорно-стержневых изоляторов №252 от 06.05.2002», а также в решениях рабочих совещаний разного уровня. К настоящему времени уже разработаны измерительные системы электрического типа, обеспечивающие измерение 4P в изоляции такого оборудования как силовые и измерительные трансформаторы на 220500 кВ, электрические машины напряжением 20 кВ, элегазовое оборудование. К ним относятся системы: Корона (сибирский НИИ энергетики); ЦРЧР (НСПБ Электросеть сервис); СКИ (НПО «Электрум») и ряд других.

Разработан ряд устройств для дистанционных измерений, в основном обеспечивающих только определенные качественные характеристики 4P. К ним относятся акустические системы «Дельфин» («Техносервис-электро»), 4P STELL, AR 700 (Виброцентр); оптоэлектронные приборы «Филин» (сибирский НИИ Энергетики).

Однако, практически отсутствуют промышленные образцы устройств электромагнитного типа, за исключением нескольких экспериментальных устройств, описанных в ряде статей [20-23]. Главным недостатком, используемых в экспериментах электромагнитных устройств, является неразработанность способов обработки сигналов 4P с привязкой их характеристик к фазе высокого напряжения и отсутствие каких-либо четких регламентов по характеристикам оперативного контроля.

В частности, имеющиеся на данный момент авторские свидетельства на изобретения и патенты по косвенным способам и устройствам контроля состояния высоковольтных изоляторов позволяют выполнять измерения среднего количества и средней амплитуды ЧР, зарегистрированных в течение 5-10 циклов измерений, причем длительность каждого цикла может изменяться от 1 до 10 секунд без привязки характеристик сигналов ЧР к фазе высокого переменного напряжения [23,24]. Подобным недостатком обладает и относительно новый патент 1Ш 2359280 [25], к тому же в нем используется весьма сложная система обработки отраженных из изоляторов электромагнитных сигналов.

Более современная и оптимальная система регистрации характеристик ЧР была предложена и разработана в Санкт-Петербурге в НТО «Электрум», в которой характеристики ЧР представляются в виде двух или трехмерных амплитудо-частотных фазовых характеристик. Как указывают авторы разработки, эта система с использованием систем электромагнитных и индукционных электрических датчиков была применена только для оперативного контроля обмоток высоковольтных трансформаторов [26]. В режиме оперативного контроля рабочее состояние обмоток контролировалось только по интенсивности и числу ЧР за определенный период времени. Однако, изменение положения максимумов амплитуды и числа импульсов ЧР на фазовой диаграмме в зависимости от характера дефекта не фиксировалось, а также не обращалось внимание на фазовое распределение ЧР. Кроме того, результаты проведенных экспериментов показали, что с помощью одного метода весьма затруднительно получение объективных данных по рабочему состоянию изолятора при оперативном контроле. Более объективные данные могут быть получены только при использовании комплекса методов.

Таким образом, на основе анализа разработанных ранее экспериментальных методов и выполненных экспериментальных исследований по изучению ЧР в полимерных материалах, и в частности высоковольтных ПИ, стала очевидной необходимость разработки системы контроля с одновременным использовании ряда методов и более разнообразной оценки характеристик ЧР в полимерных материалах и ПИ.

Цель - разработка способа и автоматизированной системы оперативного контроля высоковольтных полимерных изоляторов по временным амплитудно-фазовым и частотно-фазовым характеристикам частичных разрядов.

Основные задачи:

1. Теоретическое и экспериментальное обоснование способа оперативного контроля полимерных материалов по характеристикам частичных разрядов (ЧР).

2. Разработка способа измерения интенсивности и числа ЧР в определенные фазовые интервалы приложенного напряжения и времени воздействия (соответственно амплитудно-фазовые и частотно фазовые характеристики) с помощью бесконтактных электромагнитных и контактных электрических датчиков.

3. Разработка алгоритмов компьютерной обработки аналоговых сигналов ЧР от датчиков, представление их в форме амплитудно-фазовых (АФХ) и частотно-фазовых (ЧФХ) характеристик.

4. Разработка метода определения интенсивности (кажущегося заряда) ЧР при бесконтактном электромагнитном методе детектировании.

5. Проведение экспериментальных измерений характеристик ЧР и построение АФХ и ЧФХ для образцов полимерных высоковольтных изоляторов с различной степенью дефектности.

6. Определение необходимого набора параметров ЧР для эффективного оперативного контроля высоковольтных опорных и подвесных полимерных изоляторов.

Предмет исследования - объемные и поверхностные дефекты, возникающие в ходе эксплуатации полимерных изоляторов в виде треков и дендритов, и их влияния на работоспособность.

Методы исследования.

При проведении работ использовались теоретические и экспериментальные методы изучения кинетики электрического разрушения полимеров, численные методы компьютерного моделирования. Экспериментальные исследования проведены на оригинальной установке с использованием современной измерительной аппаратуры.

Научная новизна:

1. На основе анализа процессов старения и разрушения полимерных материалов и методов их контроля обоснован способ идентификации дефектов в ПИ по характеристикам ЧР.

2. Разработана и создана система одновременного измерения характеристик ЧР с помощью электромагнитных и электрических датчиков, с привязкой к фазе напряжения.

3. Разработан алгоритм обработки сигналов ЧР и представления их в форме амплитудно-фазовых и частотно-фазовых характеристик.

4. Разработан способ определения интенсивности (кажущегося заряда) ЧР при бесконтактном электромагнитном детектировании.

5. Использование разработанной системы оперативного контроля в экспериментальных исследованиях на ряде полимерных изоляторов с различной степенью дефектности позволило установить критерии по выявлению дефектов и степени их влияния на дальнейшую работоспособность полимерных изоляторов.

Практическая значимость:

- Разработанный способ и созданная измерительная система пригодны для использования при оперативном контроле высоковольтных изоляторов различных типов непосредственно в местах эксплуатации без отключения рабочего напряжения, а также при стендовых испытаниях изоляторов.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Разработанный способ измерения характеристик ЧР с помощью бесконтактного электромагнитного и контактного электрического датчиков и способ их представления в форме амплитудно-фазовых частотно-фазовых диаграмм.

2. Методика определения величины ЧР при электромагнитном методе детектирования ЧР.

3. Разработанный пакет вычислительных программ для обеспечения измерений характеристик ЧР, их накопления и анализа.

4. Необходимый для оперативного контроля набор параметров ЧР, включает в себя следующие основные параметры: максимальное значение заряда и число ЧР, начало возникновения ЧР в зависимости от фазы приложенного напряжения, за определенный временной интервал измерения (порядка нескольких секунд).

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 64 наименований. Основная часть изложена на 102 страницах, включая текст и рисунки.

Заключение

Основным результатом исследований и разработок, выполненных автором в настоящей диссертации, является осуществление цели работы -разработка системы оперативного контроля высоковольтных полимерных изоляторов по характеристикам частичных разрядов.

Достижение поставленной цели было выполнено применением комплексного подхода к решению поставленных задач, включавшему теоретическое рассмотрение процессов и механизмов электрического пробоя в полимерных материалах, разработку метода анализа параметров ЧР и определения их оптимального набора, создания экспериментальной измерительной системы и проведения измерений параметров ЧР в высокополимерных материалах и изоляторах.

Главным выводом, следующим из наших исследований, является утверждение, что критерием работоспособности изоляторов является не просто число и интенсивность ЧР выше определенного уровня, как это утверждается в ряде работ, а их резкое изменение относительно тех же параметров для работоспособных изоляторов того же типа.

В соответствии с поставленной целью выполнены все основные задачи научного исследования:

1. Выполнен информационный анализ процессов и механизмов электрического и механического старения и разрушения полимерных материалов и влияния на эти процессы ЧР, позволивший оценить возможность измерения параметров ЧР для оперативного контроля полимерных изоляторов.

2. Разработан способ и создана система измерения количества ЧР и средней амплитуды за каждый дискретный интервал фазы высокого напряжения с использованием электромагнитных и контактных датчиков.

3. Разработан алгоритм построения компьютерной системы обработки аналоговых сигналов ЧР от датчиков с использованием виртуальных приборов в среде Lab View.

4. Выполнено измерение параметров ЧР на ряде промышленных полимерных изоляторов типа ЛК 70/35 с различной степенью дефектности.

5. С помощью разработанного программно-аппаратного комплекса построены и проанализированы амплитудно-фазовые и частотно-фазовые диаграммы исследованных полимерных изоляторов и установлена корреляция между параметрами ЧР и степенью дефектности полимерных изоляторов.

6. Разработана методика и критерии контроля работоспособности полимерных изоляторов по набору характеристик ЧР: резкое превышение порога интенсивности и числа ЧР для заведомо работоспособных изоляторов в определенных фазах высокого напряжения; значительное (до 20-30%) изменение этих параметров при длительном характере (порядка месяца) воздействия электрического напряжения, сдвиг максимумов ЧР в фазовые углы, более удаленные от пиковых значений приложенного поля.

1. Ушаков В.Я. Изоляция установок высокого напряжения. М. Энергоатомиздат 1994.

2. Гайворонский A.C. Опорные полимерные изоляторы: опыт разработки, эксплуатации и диагностирования.

3. Гайворонский A.C. Повреждения полимерных изоляторов и их диагностика в эксплуатации // Главный энергетик 2010 №2 .

4. Вершинин Ю.Н. Электронно-тепловые и дотационные процессы при электрическом пробое твердых диэлектриков. Екатеринбург ИЭФ РАН. 2000.

5. Слуцкер А.И., Поликарпов Ю.И., Галяров B.JI. Об элементарных актах в кинетике электрического разрушения полимеров. ЖТФ, 2006, т.76, вып. 12, с.52-56.

6. Куперштох А.Л., Стамателатос, С.П. Агорис Д.П. Моделирование частичных разрядов в твердых диэлектриках при переменном напряжении. Письма в ЖТФ. 2006 .32 вып. 15, стр.74-80.

7. Кучинский Г.С. Частичные разряды в высоковольтных конструкциях. -Л.: Энергия, 1979. -224с.

8. Кучинский Г.С., Кизеветтер В.Е., Пинталь Ю.С. Изоляция установок высокого напряжения: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1987. -322с.

9. Вдовико В.П. Частичные разряды в диагностировании высоковольтного оборудования. Новосибирск. Наука 2007. 156 с.

10. Техника высоких напряжений / Под ред. Г.С. Кучинского. СПб.: Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отд-ние, 2003. -С. 212-220.

11. И.Богданов Ю.Г., Рогацкий В.Г. К вопросу дефектировки изоляторов контактной сети // Вестник ВНИИЖТа. 2003. - № 3.- С. 28-30.

12. Рыбаков Л.М. Методы и средства обеспечения работоспособности электрических распределительных сетей. М. Энергоатомиздат 2004.

13. Сви П.М. Методы и средства диагностики оборудования высокого напряжения. Москва. Энергоатомиздат. 1992.

14. ГОСТ Р 52082-2003. Изоляторы опорные полимерные наружной установки на напряжение 6-220 кВ. Общие технические условия. Москва издательство стандартов 2003.

15. ГОСТ 1516.2-97. Электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжение 3 кВ и выше. Общие методы испытаний электрической прочности изоляции. -М.: Издательство стандартов, 1999. -35с.

16. ГОСТ 20074-83. Электрооборудование и электроустановки. Метод измерения характеристик частичных разрядов. -М.: Издательство стандартов, 1984. -24с.

17. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия термины определения. -М.: Издательство стандартов, 1989. -40с.

18. ГОСТ 24427-87. Материалы электроизоляционные. Методы относительного определения сопротивления пробою поверхностными разрядами. -М.: Издательство стандартов, 1989. -10с.

19. ГОСТ 28114-89. Кабели. Метод измерения частичных разрядов. -М.: Издательство стандартов, 1990. -17с.

20. Базанов В.П., Спирин М.В., Тураев В.А. Ультразвуковой метод контроля фарфоровой изоляции воздушных линий электропередачи 35 220 кВ // Энергетик. - 2000. - № 4. - С. 16-17.

21. Гатауллин A.M., Матухин B.J1., Шмидт С.В., Крупнов Б.А. Комплексный метод регистрации параметров ЧР в изоляции электрооборудования // Казань: Известия вузов. Проблемы энергетики. 2010. №9-10. С.98-104.

22. Патент России №2272283 (2004 г.) авторы Калинчук Ю, А., Второва Л. В., Верхулевский К. М. Способ акустического контроля механического состояния высоковольтных изоляторов.

23. Патент России RU 2359380 С2 (2007) авторы Бадретдинов М.Н., Гатауллин A.M., Матухин В.Л., Губаев Д.Ф. Способ бесконтактного и дистанционного контроля состояния гирлянд изоляторов воздушных высоковольтных линий электропередачи.

24. Wu К. Suzuoki Y, Dissado L.A. The contribution of discharge area variation to partial discharge pattern in disk voids. J. Phys D. Appl.Phys. 2004. v37, №7. p 1815

25. Койков C.H., Цикин A.H. Электрическое старение твердых диэлектриков. Л. 1968. С 186.

26. Champion J., Dodd S., Alison. The correlation between the partial discharge behavior and the spatial and temporal development of electric trees grown in an epoxy resin // J.Phys D. 1996.V29.P2689-2695

27. Paoletti P.E., Golubev A. Partial discharge theory avd applications to electrical equipment. Tappi conference 1999, p.23-46.

28. Suwarnok Y., Suzuoki Y., Komori F. Partial discharges due electrical treeing in polymers // J. Phys D. Appl. Phys 1996, V 29, P 2922-2931.

29. Новый политехнический словарь. Под редакцией А. Ю. Ишлинского. Б. Р. Э. Москва. 2000 г.

30. Wu К., Suzuoki Y., Muzutani Т. Model for partial discharges associated with treeing breakdown // J. Phys D. 2000. V 33, P 1197-2201.

31. Губаев P.C., Камалов Ш.М., Кравченко B.A. и др. Об эксплуатационных характеристиках линейных стержневых полимерных изоляторов // Электричество 2006, №2, С. 14-21.

32. Broniecki U., Bergmann V., Twittmann et al. Visualization of synchronous acoustic and electric PD measurement data // Proc. of the 16 International Symposium High Voltage Engineering. Johannesburg 2009. P. 196.

33. Афанасьев С.Б., Лавренюк Д.С., Петрушенко И.Н. и др. Некоторые особенности коронного разряда в воздухе // ЖТФ (2008). Т 76. №7. С 30-34.

34. Матяев Ю.С. Методы определения источника радиопомех // Автоматика, телемеханика и связь. 1997. - № 9. - С. 23-24.

35. Hikita M.,Yamada К., Nakamura A. et al //Measurements of partial discharges by computer and analysis of partial discharges distribution by the Monte Carlo method// IEEE Transactions on Electric Insulation 1990. V25. P453-468

36. Wang Y. New method for measuring statistical distributions of partial discharge pulses // J. of Research of National Institute of Standards (1997). V 102. P 569-576.

37. Hu Y., Champi M., Crotti G. Development of a set-up for the evaluation of advanced partial discharge measuring instruments // Proceedings of 16 International Symposium on High Voltage Engineering 2009. Johannesburg. PI 76.

38. Fernando S., Bojovschi A., Wong К/ Detection of GHz frequency components of partial discharge in various media // Ibidem 2009. P 131

39. Wong R.L. Application of very high frequency method to ceramic insulators // IEEE Transactions of Dielectrics and Electrical Insulation (2004). V 11. P 1057-1064.

40. Bergmann V. Interpretation of acoustic PD information for synchronous multisite electric and acoustic PD measurements // Proc. of the 16 International Symposium High Voltage Engineering. Johannesburg 2009. P. 186.

41. Boggs S. A. Partial discharge: Overview and signal generation // IEEE. Electrical Insulation Magazine, (1990) V 6. P 33-39.

42. Kupershtokh et al. Simulation of breakdown in air using cellular automata with streamez to leader transition // J. Phys D. Appl. Phys (2001). P 936946.

43. Werle P., Borsi H., Gockenbach E. A new method for partial discharge location // 6th ICPADM Symposium. (2001) China P 21-25.

44. Gubski E., Smit Y., Brook S. Experiences with digital analisis of discharge high voltage components // IEEE Electrical Insulation Magazine 1999 V 6. P 41-45.

45. Федоров Г.С., Голенищев-Кутузов A.B. Особенности электрического пробоя в высоковольтных изоляторах из электротехнического фарфора и высокополимерных материалов. // Известия ВУЗов. Проблемы энергетики 2006. №5-6. С 112-113.

46. Тамм И.Е. Основы теории электричества. 10 издание (1989).

47. Суранов А .Я. LabVIEW 8.2: Справочник по функциям. М.: ДМК Пресс, 2007.- 536с.

48. Содержание работы отражено в публикациях автора:

49. А1. Голенищев-Кутузов В.А., Голенищев-Кутузов А.В., Маковеев А.А. Черномшенцев А.Ю. Контроль высоковольтных полимерных изоляторов по измерениям частичных разрядов // М.: Электричество. 2008. №12. С. 11-14.

50. А2. Голенищев-Кутузов A.B., Голенищев-Кутузов В.А. Черномашенцев А.Ю. Изучение процессов разрушения высоковольтных полимерных изоляторов методом частичных разрядов // Казань: Известия вузов. Проблемы энергетики. 2008. №9-10. С. 120-124.

51. A3. Голенищев-Кутузов A.B., Голенищев-Кутузов В.А., Д.Ф. Губаев., Черномашенцев А.Ю., Евдокимов Л.И. Частичные разряды в полимерных изоляторах // Казань: Известия вузов. Проблемы энергетики. 2010. №7-8. С.76-83.

52. А8. Черномашенцев А.Ю., Ковальчук Д.В. Система детектирования и анализа частичных разрядов в высоковольтных полимерных изоляторах // Материалы докладов IV-й научной конференции «Тинчуринские чтения», Казань: КГЭУ, 2009. С. 198

53. А9. Черномашенцев А.Ю., Шульгин Д.А. Исследование электрического пробоя фарфоровых изоляторов // Материалы докладов И-й научной конференции «Тинчуринские чтения». Казань: КГЭУ. 2007. С. 124

54. А10. Черномашенцев А.Ю., Маковеев A.A. Использование частичных разрядов для контроля высоковольтных полимерных изоляторов // Материалы докладов III-й молодежной международной научной конференции «Тинчуринские чтения», Казань: КГЭУ, 2008. С. 152

55. All. Черномашенцев А.Ю., Ковальчук Д.В. Система детектирования и анализа частичных разрядов в высоковольтных полимерных изоляторах // Материалы докладов IV-й молодежной международной научной конференции «Тинчуринские чтения», Казань: КГЭУ, 2009. С. 198

56. А12. Черномашенцев А.Ю., Ковальчук Д.В. Анализ частичных разрядов с помощью среды Lab View // Материалы XL VII международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс». Новосибирск: НГУ, 2009. С. 274

57. А14. Черномашенцев А.Ю., Ковальчук Д.В. Комплексный диагностический контроль рабочего состояния высоковольтного электротехнического оборудования // Материалы докладов XII Аспирантско-магистерского семинара. Казань 1-5 декабря 2008 г. том I.e. 101-102.