Експериментальне дослідження та моделювання системи виявлення часткових розрядів
DOI:
https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.139942Ключові слова:
схемотехнічне моделювання, частковий розряд, фільтр верхніх частот, фільтр Баттерворта.Анотація
Об'єктом дослідження є електрична система виявлення часткових розрядів у зразку ізоляції обладнання високої напруги. Для оцінки технічного стану ізоляції електроустаткування розроблені й продовжують удосконалюватися різні методи виявлення часткових розрядів. Роль моделювання, віртуального експерименту й віртуальних лабораторних робіт останнім часом зростає у всіх областях технічних наук. Разом з тим, окремі аспекти моделювання електричних систем виявлення часткових розрядів практично розглянуті не достатньо. Моделювання є важливим додатковим видом практичної підготовки до наступної роботи з вимірювальним і випробувальним устаткуванням у професійній діяльності. Метою дослідження є визначення можливості використання в дослідженнях і навчальному процесі в якості аналога системи вимірювання характеристик часткових розрядів еквівалентної схемотехнічної моделі.
Для вимірювання характеристик часткових розрядів у зразках високовольтної ізоляції був зібраний спеціальний експериментальний стенд. Стенд дозволяє проводити випробування фізичної моделі ізоляції прикладанням високої напруги змінного струму. Для візуалізації окремих імпульсів часткових розрядів на осцилографі був розрахований і виготовлений фільтр верхніх частот, який усуває напругу основної частоти 50 Гц, і являє собою фільтр Батерворта 4-го порядку. Проведене осцилографування імпульсів часткових розрядів, які виникають біля поверхні високовольтного електрода в ізоляційному проміжку з електротехнічним картоном. Експериментально встановлено, що в ізоляційному проміжку виникають імпульси часткових розрядів різної амплітуди при явно вираженому ефекті полярності. Експериментальна осцилограма була прийнята як зразок, до якого повинна наближатися осцилограма при моделюванні. Електрична схема ізоляції представлена традиційною трьох-ємнісною схемою заміщення діелектрика з газовим включенням.
У результаті досліджень установлено, що при моделюванні можливо одержати результати, близькі до тих, що спостерігаються у фізичному експерименті. Показана можливість моделювання часткових розрядів у діелектрику при наявності двох і більше газових включень.
Посилання
- Vdoviko, V. P. (2007). Chastichnye razriady v diagnostirovanii vysokovol'tnogo oborudovaniia. Novosibirsk: Nauka, 155.
- Gulski, E. (1995). Digital analysis of partial discharges. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 2 (5), 822–837. doi: http://doi.org/10.1109/94.469977
- Gemant, A., Philippoff, W. (1932). Die Funkenstrecke mit Vorkondensator. Zeitschrift für Technische Physik, 13 (9), 425–430.
- Lemke, E. (2012). A critical review of partial-discharge models. IEEE Electrical Insulation Magazine, 28 (6), 11–16. doi: http://doi.org/10.1109/mei.2012.6340519
- Deng, J., Wang, M., Zhou, Y., Zhou, Z., Zhang, Y., Zhang, L., Liu, X. (2016). Partial discharge characteristics of uniform gap in oil-impregnated paper insulation under switching impulse voltage. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 23 (6), 3584–3592. doi: http://doi.org/10.1109/tdei.2016.005508
- Micro-Cap 11. Electronic Circuit Analysis Program. Reference Manual (2014). Sunnyvale: Spectrum Software, 1040. Available at: http://www.spectrum-soft.com/down/rm11.pdf
- Trotsenko, Y., Brzhezitsky, V., Protsenko, O., Chumack, V., Haran, Y. (2017). Simulation of partial discharges under influence of impulse voltage. Technology Audit and Production Reserves, 1 (1 (39)), 36–41. doi: http://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.123309
- Trotsenko, Y., Brzhezitsky, V., Protsenko, O., Chumack, V., Haran, Y. (2017). Effect of voltage harmonics on pulse repetition rate of partial discharges. Technology Audit and Production Reserves, 2 (1 (40)), 37–44. doi: http://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.126626
- Gunawardana, S. D. M. S., Kanchana, A. A. T., Wijesingha, P. M., Perera, H. A. P. B., Samarasinghe, R., Lucas, J. R. (2015). A Matlab Simulink model for a partial discharge measuring system. Electrical Engineering Conference, 29–34.
- Pahomov, A. I. (2005). Metody i sredstva diagnostiki izoliatsii asinhronnyh dvigatelei sel'skohoziaistvennogo proizvodstva na osnove chastichnyh razriadov. Krasnodar, 32.
- Kolev, N. P., Danikas, M. G., Gadjeva, E. D., Gourov, N. R. (1999). Development of partial discharge model, simulation and measurement. 1999 Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena. Austin, 214–217. doi: http://doi.org/10.1109/ceidp.1999.804629
- GOST 20074-83. Electrical equipment and installations. Method measurements of partial discharge characteristics. (1983). Moscow: Izdatel'stvo standartov, 22.
- IEC 60270:2000. High-voltage test techniques – Partial discharge measurements. (2000). Geneva: IEC Central Office, 99.
- Illias, H. A., Chen, G., Lewin, P. L. (2009). Modelling of Partial Discharge Activity in Different Spherical Cavity Sizes and Locations within a Dielectric Insulation Material. Proceedings of the 9th International Conference on Properties and Applications of Dielectric Materials. Harbin, 485–488. doi: http://doi.org/10.1109/icpadm.2009.5252384
- Iossel, Yu. Ya., Kochanov, E. S., Strunskiy, M. G. (1981). Raschet elektricheskoy emkosti. Leningrad: Energoizdat, 288.
- Makarov, E. F.; Goryunov, I. T., Lyubimova, A. A. (Eds.) (1999). Spravochnik po elektricheskim setyam 0.4-35 kV. Vol. 1. Moscow: Papirus Pro, 608.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Yevgeniy Trotsenko, Volodymyr Brzhezitsky, Olexandr Protsenko, Vadim Chumack, Yaroslav Haran
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
