| Аннотация |
Научные и технологические работы, нацеленные на увеличение срока эксплуатации и улучшение качества диагностики состояния высоковольтного электрооборудования, активно развиваются как в России, так и во всем мире. Исследования проводятся не только академическими научными учреждениями, но и большими корпорациями, такими, как Siemens, General Electric, ABB, Shneider Electric. Это говорит об актуальности проведения работ в данной области.
На одной из конференций, посвященной диагностике высоковольтного маслонаполненного электрооборудования прозвучала фраза «Еще ни один трансформатор не вышел из строя по причине высокой активности частичных разрядов, однако абсолютно все аварии сопровождаются их активностью». Частичные разряды являются своего рода сигнализаторами негативных процессов, развивающихся в маслонаполненном электрооборудовании. Увеличение их активности может привести к пробою жидкого диэлектрика в трансформаторах и конденсаторах, что может стать причиной серьезной аварии на электроподстанции или в электрической сети и привести к массовым отключениям электрической энергии как в малых поселках и городах, так и в мегаполисах (Москва, 2005 г.; Вашингтон, 2008; Мюнхен, Буэнос-Айрес, 2012; Баку, 2018 г. и другие). В процессе эксплуатации оборудования в жидкой части изоляции неизбежно образуются пузырьки газа, влага, проводящие включения и другие микро и нано объекты. Их роль в инициировании пробоя жидкости неоднократно исследовались, однако детальной картины, в особенности при воздействии переменного напряжения, сформировано не было.
Проект направлен на создание физической модели предразрядных процессов в жидкой изоляции различных видов (минеральные трансформаторные масла, синтетические сложные эфиры и их смеси) при переменном напряжении. Такая модель позволит связать микропроцессы в жидкости (образование и рост микровключений в объеме и на поверхности, их деформацию, образование и поведение эмульсий, перенос заряда в жидком диэлектрике, изменение распределения электрического поля в изоляции вследствие частичных разрядов, влияние частичных разрядов в соседних полостях друг на друга и другие) с характеристиками частичных разрядов, измеряемыми во внешней цепи (их амплитудой, длительностью и формой импульсов, статистикой, фазовым углом, мощностью и другими). А также, что еще более важно, со значениями электрической прочности жидкости. Авторы проекта имеют успешный опыт исследования таких явлений.
В рамках реализации проекта будут решены 4 задачи:
1) исследование условий возникновения безэлектродных стримеров в трансформаторном масле и эфиромасляных смесях с границ пузырька воздуха;
2) исследование условий формирования и эволюции водяного мостика в жидкой электроизоляционной жидкости при переменном напряжении;
3) выяснение механизма влияния проводящих нановключений и микрокапелек воды, распределенных в объеме трансформаторного масла и эфиромасляных смесях, на инициирование разрядных процессов, в том числе и в пузырьках, а также на электрическую прочность электроизоляционной жидкости при различных технологиях ее подготовки, увлажнения и термообработки;
4) построение теоретической модели инициирования ветвящегося стримера в жидком диэлектрике с поверхности газового пузырька.
Для решения поставленных задач предлагается использование как экспериментальных, так и теоретических подходов. Экспериментальные будут включать в себя одновременную оптическую, электрическую и электроннооптическую регистрацию разрядных процессов с высоким пространственно-временным разрешением. Научный коллектив имеет опыт решения подобных задач, результаты которых опубликованы в журналах с высоким импакт-фактором и регулярно представляются на российских и международных конференциях. Стоит отметить, что в 2018 году результаты совместной работы двух членов коллектива Ломана В.А. и Риделя А.В. были отобраны РНК СИГРЭ для представления на международном энергетическом форуме CIGRE Session 2018. По решению оргкомитета форума доклад Риделя А.В. был отобран для представления в устном, а доклад Ломана В.А. в стендовом форматах на секции А2 «Power Transformers and Reactors».
Таким образом можно утверждать, что постановка задачи и предлагаемые методы ее решения сформулированы впервые, поэтому исследования опережают мировой уровень.
|
