124
д
и
а
г
н
о
с
т
и
к
а
и
м
о
н
и
т
о
р
и
н
г
диагностика и мониторинг
Контроль изоляции
по частичным разрядам
(исторический экскурс)
В
статье
прослежена
хронология
событий
в
развитии
методик
и
аппаратуры
регистрации
частичных
разрядов
,
интерпретации
результатов
измерений
и
в
нормировании
предельно
допустимых
уровней
интенсивности
.
Приведены
данные
по
диагностированию
силовых
трансформаторов
методом
регистрации
частичных
разрядов
.
Овсянников
А
.
Г
.,
д.т.н., профессор кафедры
«Техника и электрофизика
высоких напряжений»
НГТУ
Коробейников
С
.
М
.,
д.ф.-м.н., профессор,
заведующий кафедрой
«Безопасность труда»
НГТУ
Рис
. 1.
Фигуры
Лихтенберга
при
положительной
(
а
)
и
отрицательной
(
б
)
полярнос
–
ти
напряжения
В
истории исследований частичных
разрядов (ЧР) и внедрения их реги-
страции в практику диагностирова-
ния оборудования высокого напря-
жения можно условно выделить три периода.
В
первом периоде
происходило накопление
фактов и первичных знаний, осознание связи
исследуемых процессов с базовыми дости-
жениями теории и практики электричества
и газового разряда. В числе основополагаю-
щих событий в предыстории ЧР можно выде-
лить два:
• 1777 г. — на сессии Королевского науч-
ного общества в Геттингене Г. Лихтенберг
сделал доклад о следах электрических
разрядов от стержневого электрода по
поверхности диэлектрика при разной
полярности напряжения (понятия поло-
жительной и отрицательной полярности
тоже ввел Лихтенберг). Для визуализации
следов использовался тонкодисперсный
порошок (рисунок 1). В современных пред-
ставлениях поверхностные заряды во
125
многом определяют процессы зажигания, пога-
сания и повторения ЧР.
• 1853 г. — Дж. Максвелл в «Научном труде об
электричестве и магнетизме» предположил
и математически обосновал существование
и распространение в пространстве и времени
электромагнитных волн. На приеме и детекти-
ровании излучения основаны электрический
и электромагнитный способ регистрации ЧР.
Следующие события имели уже непосред-
ственное отношение к развитию методоло-
гии ЧР.
В 1919 году Г. Шеринг разработал мостовую схе-
му для измерения диэлектрических потерь и отметил
прирост потерь при увеличении напряжения выше
напряжения возникновения внутренней ионизации.
В 1928 году для регистрации электрических сиг-
налов короны была использована электронно-лу-
чевая трубка с двумя парами отклоняющих пластин
[1]. Синусоидальная развертка позволила впервые
измерить вольт-кулонные характеристики короны
и ЧР, важные для понимания механизма разрядов.
В 1932 году A. Gemant и W. Philippoff при иссле-
дованиях диэлектрических потерь моделировали
ЧР в газовых полостях пропитанной бумажной изо-
ляции схемой релаксатора с защитным сопротив-
лением
R
, искровым промежутком
F
и емкостями
C
1
и
C
2
(рисунок 2) [2].
Число разрядов
N
в периоде переменного на-
пряжения (рисунок 3) менялось в зависимости от
величин емкостей и напряжения.
Первый стандарт по дефектоскопии высоко-
вольтного оборудования методом измерения на-
пряжения радиопомех был выпущен в 1940 году
Национальной ассоциацией производителей элек-
трооборудования (NEMA). Вскоре практика показа-
ла, что по интенсивности радиопомех можно обна-
ружить не только внешнюю корону, но и ЧР внутри
изоляции. К сожалению, на результат измерений
Рис
. 2.
Схема
экспериментальной
установки
F
C
2
C
R
Рис
. 3.
Типичные
осциллограммы
напряжения
на
искровом
промежут
–
ке
[2]
N
= 14
N
= 6
интенсивности ЧР по напряжению радиопомех
влияла полоса частот измерения, частота повторе-
ния ЧР, смена механизма развития разрядов и т.д.
Поэтому МЭК решила создать отдельный стан-
дарт по измерениям интенсивности ЧР. Большую
роль в подготовке стандарта сыграла вышедшая
в 1964 году монография Ф.Х. Крейгера [3], разносто-
ронне талантливого человека, изобретателя муфт
высоковольтных кабелей, мостовой схемы реги-
страции ЧР, имитатора ЧР и др.
Первое издание стандарта МЭК 270 появилось
в 1968 году [4]. В стандарте были приведены схе-
мы регистрации электрических сигналов ЧР, даны
определения кажущегося заряда, напряжений за-
жигания и погасания, частоты повторения, энергии
и мощности. Кроме того, были сформулированы
правила калибровки схемы регистрации и даны
рекомендации к идентификации типа ЧР по форме
осциллограмм сигналов, измеренных в режиме эл-
липтической или линейной развертки.
Последующие достижения электротехнической
промышленности стимулировали разработку ап-
паратуры повышенной чувствительности, методов
интерпретации результатов измерений и методов
локации очагов ЧР. Например, в изоляции силовых
кабелей стали использоваться экструдированные
полимерные материалы, в связи с чем потребова-
лось обнаруживать ЧР с зарядом в нескольких пи-
кокулон из-за с низкой стойкости материалов к дей-
ствию разрядов. Измерения разрядной активности
все шире применялись для испытаний качества
изоляции силовых трансформаторов [5] и КРУЭ.
С учетом полученного опыта в США вышла публи-
кация ASTM 669 по методике измерений и интер-
претации ЧР, а МЭК выпустила вторую редакцию
публикации 270 [6]. В ней добавились требования
к калибровке и уточнялось понятие нормированной
интенсивности ЧР — «максимальный кажущийся
заряд многократно повторяющихся ЧР». С тех пор
электрические измерения ЧР ока-
зались незаменимым инструмен-
том для контроля качества и выяв-
ления дефектов изоляции.
В СССР словосочетания «иони-
зационный пробой», «коронный
разряд» и «частичный разряд» ис-
пользовались уже с 30-х годов.
Схема первого советского индика-
тора ЧР (рисунок 4), разработанно-
го в лаборатории им. А.А. Смурова
[7], содержала все основные ком-
поненты будущих аналоговых реги-
страторов ЧР: фильтр верхних ча-
стот в виде L-C контура, усилитель,
Рис
. 4.
Схема
индикатора
частичных
разрядов
(1935
г
.)
ВН
R
C
x
C
0
K
се
ти
C
C
C0-124
B0-116
L
L
K
D
G
№
2 (65) 2021
126
купроксный выпрямитель К (в те годы еще не было
полупроводниковых диодов) и индикатор G (стре-
лочный гальванометр).
Автор разработки предсказал возможные облас-
ти применения прибора для определения «напря-
жения появления короны на изоляторах и проводах
и в масле; напряжения появления внутренних раз-
рядов в высоковольтных конденсаторах; дефектов
штыревых и проходных изоляторов, изоляторов
с компаундным заполнением и дефектных изо-
ляторов линий передачи; напряжения появления
скользящих разрядов в воздухе и масле». И уж сов-
сем современно звучит вывод автора о перспек-
тивности методики «для исследования процесса
разрушения изоляции частичными разрядами и для
непрерывного наблюдения за состоянием изоля-
ции, находящейся в эксплуатации».
В стране сначала преобладали интенсивные
исследования ЧР в изоляции вращающихся элек-
трических машин. В период создания первых линий
электропередачи сверхвысокого напряжения рез-
ко интенсифицировались также исследования ЧР
в масло-барьерной изоляции силовых трансфор-
маторов и шунтирующих реакторов. Сформирова-
лись научные школы, исследовавшие различные
аспекты ЧР.
В Ленинграде разнообразные исследования
проводились в ЛПИ (Кучинский Г.С. [8], Койков С.Н.
и др.) и в НИИПТе (Александрова Н.П., Манн А.К.
и др.). Были получены прямые доказательства
роли ЧР в электрическом старении изоляционных
материалов, особенно полимерных. Установле-
ны зависимости интенсивности ЧР от напряжения
в образцах изоляции и в реальных изоляционных
конструкциях электрических машин, конденсаторов
и кабелей. Изучена феноменология ползущих раз-
рядов в изоляции трансформаторов и критических
ЧР в конденсаторной изоляции.
В Академии наук Азербайджана исследования
физического механизма ЧР проводили Джувар-
лы Ч.М., Багиров М.А. и др. [9, 10]. В оптической кар-
тине ЧР было замечены резкие изменения при неко-
торых граничных значениях произведения давления
на длину меж элек трод но го промежутка, покрытого
диэлектриком с обеих сторон (рисунок 5).
При
pd
меньше некоторого критического значе-
ния ЧР формировались в виде серий микроразря-
дов, а при больших значениях pd — в виде одного
мощного канала грибообразной формы.
В Киевском политехническом институте (Ильчен-
ко Н.С., Кириленко В.М. и др.) детально изучались
механизмы старения диэлектрических материалов
и роль ЧР в них [11]. По инфракрасным спектрам по-
глощения был установлен радикально-цепной ме-
ханизм разрушения полимерных материалов под
действием ЧР. Оценивались возможности прогно-
зирования сроков службы, вырабатывались реко-
мендации по повышению надежности полимерной
изоляции за счет изменения технологии изготовле-
ния (сшивка, пластификация) и введения в состав
наполнителей и добавок: антиоксидантов и «анти-
старителей».
В Москве широкий спектр исследований ЧР
в изоляционных материалах и конструкциях прово-
дился рядом предприятий. Сотрудники МЭИ (Пин-
таль Ю.С. и др.) исследовали характеристики ЧР
и процессы старения бумажно-масляной изоляции
вводов и трансформаторов.
Сотрудники ВЭИ (Бортник И.М., Торшин Ю.В.,
Аракелян В.Г и др.) исследовали разрядные про-
цессы в трансформаторном масле и в элегазе,
анализировали продукты разложения, совершен-
ствовали технику и нормы хроматографического
анализа растворенных газов и т.д.
ВНИИЭИМ (Баженова Т.Ю. и др.) совместно с Ле-
нинградской «Электросилой» успешно работал над
совершенствованием машинной изоляции типов
«слюдотерм» и «монолит».
Всесоюзный трест по организации и рационали-
зации районных электрических станций и сетей —
ОРГРЭС (Сви П.М., Смекалов В.В. и др.) осваивал
методы контроля оборудования в условиях эксплу-
атации, в том числе по интенсивности ЧР [12].
В Томском политехническом институте (Дмит-
ревский В.С., Шумилов Ю.Н. и др.) исследовались
характеристики ЧР и их влияние на старение поли-
мерной изоляции кабелей средних классов напря-
жения.
В СибНИИЭ (Вдовико В.П. и др.) проводились ис-
пытания изоляционных материалов (полимерных
пленок, стеклопластика, элек-
троизоляционного бетона, изо-
ляции «Монолит-2» и др.) и ре-
альных изделий. Феноменология
ЧР исследовалась методом син-
хронной регистрации электриче-
ских и оптических характеристик
ЧР (рисунок 6) [13].
Электрооптическими иссле-
до ваниями доказано, что в силь-
ных электрических полях проис-
ДИАГНОСТИКА
И МОНИТОРИНГ
Рис
. 5.
Эопограммы
излучения
частичных
разрядов
в
промежутке
длиной
4
мм
:
при
давлении
10
5
Па
(
слева
)
и
1,4
·
10
5
Па
(
справа
)
Рис
. 6.
Покадровая
съемка
оптического
излучения
частичных
разрядов
в
плоской
полости
твердых
диэлектриков
диаметром
10
мм
,
глубиной
0,1
мм
(
вверху
)
и
1
мм
(
внизу
).
Частота
кадров
— 64
кадр
/c
pd
<
pd
кр
+
+
–
–
pd
>
pd
кр
127
ходит эмиссия носителей заряда, преимуществен-
но из катода. В приэлектродной области за счет
действия кулоновских сил на эмиттированный за-
ряд формируется зона пониженного давления, в ко-
торой образуются кавитационные пузырьки. В них
возникают ЧР, а впоследствии формируется канал
пробоя [14].
Вполне закономерным итогом периода накопле-
ния знаний стал выход в свет отечественного базо-
вого ГОСТ по ЧР [15].
Второй период
истории ЧР (1983–2003 гг.) за-
помнился подтверждением диагностических воз-
можностей характеристик ЧР, компьютеризацией
техники регистрации и развитием методов обработ-
ки информации.
Тематика ЧР «подавила» прочие проблемы изо-
ляции бурной публикационной активностью. По
приблизительным подсчетам в эти годы вышло не-
сколько тысяч статей в ведущих зарубежных и оте-
чественных журналах, в других изданиях. Учитывая
интерес научной общественности, журнал “IEEE
Transactions on Dielectric and Insulation” с 1990 года
стал выпускать тематические выпуски, посвященные
методам ЧР. Росло представительство докладов
того же направления и на международных форумах
различных уровней: сессиях СИГРЭ, международ-
ных симпозиумах по технике высоких напряжений
(ISH) и др.
Разработаны новые виды аппаратуры и мето-
ды компьютерного анализа результатов измерений
с идентификацией дефектов. Для удовлетворения
растущего интереса к стохастическим процессам
ЧР применялись многоканальные амплитудные
анализаторы. Позже их сменили компьютерные
сис темы измерения ЧР, способные получать и об-
рабатывать амплитудно-фазовые диаграммы ЧР
(АФД или PRPD: phase-resolved-partial discharges).
Цифровая регистрация ЧР стала обычной прак-
тикой и в условиях испытательных лабораторий,
и в эксплуатации.
Значительные усилия сосредоточились в рас-
познавании образов дефекта на основе интерпре-
тации характеристик ЧР. Установлено, что интер-
претация сильно усложняется, когда измеренные
АФД формируются не от одиночных источников,
а представляют собой суперпозицию АФД от не-
скольких источников ЧР, которые взаимодейству-
ют друг с другом посредством связи между узлами
конструкции (обмотками трансформатора, муфта-
ми и кабелями).
№
2 (65) 2021
К
участию
в
конференции
приглашаются
специалисты
электросетевых
компаний
,
муниципальных
сетей
,
электросетевых
подразделений
нефтегазового
комплекса
,
отраслевых
ведомств
и
профильных
учреждений
.
По вопросам регистрации обращайтесь в редакцию журнала «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»
+7 (495) 645-12-41, e-mail: [email protected]
В заявке необходимо указать ФИО (полностью), должность, название организации, контакты
.
ШЕСТАЯ
ВСЕРОССИЙСКАЯ
НАУЧНО
–
ТЕХНИЧЕСКАЯ
КОНФЕРЕНЦИЯ
ОРГАНИЗАТОР
ПАРТНЕР
«
РАЗВИТИЕ
И
ПОВЫШЕНИЕ
НАДЕЖНОСТИ
ЭКСПЛУАТАЦИИ
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
СЕТЕЙ
»
2021
29-30
июня
БИЗНЕС
–
КООРДИНАТОР
128
ДИАГНОСТИКА
И МОНИТОРИНГ
В этот же период предложены новые физиче-
ски обоснованные модели и механизмы формиро-
вания ЧР.
Электрические измерения ЧР, проводившиеся
раньше в приемо-сдаточных испытаниях с защитой
от помех, стали все чаще применяться и в условиях
эксплуатации силовых трансформаторов, силовых
кабелей, электрических аппаратов, вращающихся
машин и КРУЭ.
Повышенные требования к качеству систем изо-
ляции ВН и появление новых материалов, повыше-
ние рабочей напряженности электрического поля
и одновременно запрос эксплуатации на увеличе-
ние срока службы оборудования потребовали не
только раннего обнаружения, но и сопоставимых ре-
зультатов измерений ЧР. В 2000 году вышла третья
публикация МЭК 60270 [16]. В ней дополнительно
к требованиям по аналоговой аппаратуре для реги-
страции ЧР введены требования к цифровой тех-
нике для измерений и анализа полученных данных
о ЧР. Впервые предложены методические решения
для измерений интенсивности ЧР на напряжении
постоянного тока или при наложенных напряжени-
ях переменного и постоянного тока. Добавлен раз-
дел о метрологической поддержке характеристик
измерительных систем и калибраторов ЧР. Спустя
12 лет стандарт МЭК был принят в аутентичном (не
совсем точном) переводе как ГОСТ Р [17].
Разработаны нормативные документы, опреде-
ляющие технологию испытаний и допустимые уров-
ни интенсивности повторяющихся ЧР [18].
Кульминацией второго периода в тематике ЧР
в плане обмена опытом диагностирования обо-
рудования авторы считают коллоквиум СИГРЭ
по силовому трансформаторному оборудованию,
прошедший в Мериде (Мексика) в 2003 году. Участ-
никам была предложена анкета с вопросами по
диагностированию оборудования методом изме-
рения ЧР. На вопросы было получено 29 ответов
организаций из 19 стран, в том числе от РФ (ВЭИ)
и Украины (ЗТЗ-Сервис) [19]. Судя по ответам,
практически все измерения ЧР были проведены
либо в заводских испытательных лабораториях,
либо при испытаниях трансформатора на месте
его установки от специального испытательного
оборудования. Самыми содержательными были
ответы швейцарского филиала компании «АВВ-
трансформаторы».
Метод
регистрации
ЧР
.
Для приемо-сдаточных
испытаний проводились только измерения кажуще-
гося заряда (пКл) в соответствии с IEC 60270-2000.
В исследовательских целях проводилась иденти-
фикация вида дефекта и локация его местополо-
жения. Для идентификации применялись несколько
методов, включая анализ импульсов тока ЧР в ча-
стотной и временной области с помощью усовер-
шенствованной системы регистрации.
Тип
датчиков
.
При измерениях заряда ЧР актив-
но-индуктивные четырехполюсники подключались
непосредственно к тест-выводу вводов, а частот-
ный диапазон составлял 30–500 кГц. Для иден-
тификации и локации очагов ЧР использовались
широкополосные 100 кГц – 30 МГц измерения им-
пульсов тока ЧР высокочастотными трансформато-
рами тока, которые подключались к тест-выводам
вводов, по возможности, коаксиально.
Измерительная
система
.
Для приемочных
испытаний использовался прибор ICM system 8
(Power Diagnostics, Германия) с 8-канальной парал-
лельной системой регистрации сигналов и фор-
мированием амплитудно-фазовой диаграммы ЧР
в полупараллельном режиме. Для подавления по-
мех измерения проводились в отдельных фазовых
«окнах» напряжения. Система ICM-8 используется
на 12 заводах ABB. При необходимости амплитуд-
но-фазовые диаграммы ЧР анализируются группой
экспертов ABB-ЧР и применяется усовершенство-
ванная система регистрации ЧР с анализатором ча-
стотного спектра (1 кГц – 20 МГц) и многоканальным
цифровым осциллографом.
Полевой
опыт
регистрации ЧР — успешный.
В автономном режиме с использованием различ-
ных источников испытательного напряжения и со-
ответствующей калибровкой схемы регистрации
проведены измерения ЧР на месте более чем
на 100 трансформаторах мощностью от 50 до
600 МВА. Первая успешная идентификация источ-
ника ЧР (дефект в основной изоляции) была про-
ведена в 1993 году. В 2002 году по характеристикам
ЧР обнаружены 18 дефектов. Типичные дефекты,
обнаруженные методом ЧР, в порядке убывания ча-
стоты повторения перечислены ниже:
1. Наличие элемента с плавающим потенциалом
(проводящая сетка в экране ввода ВН, экран
между обмотками).
2. Острые кромки провода обмотки или на сердеч-
нике после к.з.
3. Пузырьки в масле из-за увлажнения бумаги
в изоляции, плохой сушки или вакуумирования
масла. ЧР исчезали, по-видимому, вследствие
растворения газовых пузырьков после дегаза-
ции масла, или испытаний с прогревом активной
части («heat run test») или после стандартной вы-
держки трансформатора на холостом ходу в те-
чение 48 часов при 1,2 Uном.
4. Пузырьки в клее.
5. Дефект в соединении ввода к обмотке ВН (на
«косе»).
6. Полости в стеклопластиковых винтах, болтах.
7. Ползущие разряды в главной изоляции.
Были определены также очаги сторонних ЧР
в источнике испытательного напряжения и в ОПН,
подключенным к вводу обмотки ВН контролируе-
мого трансформатора. Немалую пользу в локации
места расположения очагов ЧР принесло совмест-
ное использование и синхронизация электриче-
ского и акустического методов регистрации, хотя
чувствительность акустического метода не всегда
была достаточной.
Несколько раз наблюдалась четкая корреляция
между результатами хроматографического ана-
лиза растворенных газов в масле и разрядной ак-
129
Рис
. 7.
Науглероженные
следы
разрядов
на
нижней
по
–
крышке
трансформаторного
ввода
500
кВ
,
разрушенно
–
го
при
пробое
изоляции
Рис
. 8.
Следы
разрядов
и
дуги
перекрытия
по
поверх
–
ности
опорного
изолятора
трансформатора
тока
с
элегазовой
изоляцией
500
кВ
Рис
. 9.
Пробой
витко
–
вой
изоляции
в
обмотке
шунтирующе
–
го
реактора
500
кВ
тивностью. Повышенная интенсивность ЧР во всех
случаях была вызвана тем или иным дефектом.
В некоторых случаях наличие дефекта с ЧР под-
тверждалось измерениями токов поляризации/де-
поляризации.
Для старых трансформаторов после обнаруже-
ния фатальных дефектов (ползущие разряды) были
предложены мероприятия по щадящей эксплуатации
и предупредительному обслуживанию или ремонту.
На основе практического опыта полевых испы-
таний в 2003 году совместной группой СИГРЭ TF
15.11 / 33.03.02 были опубликованы важные мето-
дические правила диагностирования оборудования
методом ЧР [20].
Отсчет
третьего периода
истории ЧР условно
начат нами с 2003 года и продолжается поныне. Из
новинок нормативных документов следует отме-
тить техническую спецификацию МЭК по нетради-
ционным методам регистрации ЧР (акустическому
и электромагнитному СВЧ и УВЧ-диапазонов) [21].
Эти методы уже подтвердили эффективность в ло-
кации очагов ЧР и идентификации типа дефекта,
однако трудности адаптации результатов измере-
ний к привычным оценкам интенсивности ЧР и не-
достаточный опыт применения не позволили пока
представить итог работы WG 14 TC 42 IEC (M. Muhr,
E. Koltunovich, В.П. Вдовико и др.) в виде стандарта.
С растущими возможностями компьютерного мо-
делирования и техники регистрации быстропротека-
ющих физических процессов были усовершенствова-
ны модели ЧР (R. Bartnicas, T. Tanaka, P.H.F. Morshuis,
R.J. Van Brunt, M. Florkowski, D.P. Agoris, C. Pan,
K. Wu, M. Pompili, А.Л. Куперштох, Д.И. Карпов и др.).
Детальный обзор моделей ЧР в полостях твердых
диэлектриков представлен в [22].
Впечатляющие успехи достигнуты в компьютер-
ной обработке измерительной информации и рас-
познавании образа дефекта по характеристикам ЧР
(G.C. Montanari, E. Gulski, G. Stone, M.G. Danikas,
N. Gao и др.). История развития и современное со-
стояние данной проблемы подробно изложено в [23].
Разнообразная специализированная и универ-
сальная аппаратура для измерения и мониторин-
га характеристик ЧР выпускается зарубежными
(IRIS Power Eng. Inc., Cuttler-Hummer, Double-Lemke,
Omicron, ABB, Power Diagnostics и др.) и российски-
ми компаниями (Димрус, Дизкон, ЭМА). Как пра-
вило, аппаратура комплектуется расширенным
программным обеспечением для сбора, хранения
и анализа измеренной информации.
Если говорить об отдельных видах оборудования,
то наиболее впечатляющие успехи в сращивании
технических и интеллектуальных возможностей до-
стигнуты в диагностировании методом ЧР генерато-
ров и двигателей, элегазовых распределительных
устройств, кабелей с изоляцией из сшитого полиэти-
лена и силовых трансформаторов.
Стратегия обслуживания переходит к испытаниям
оборудования по его техническому состоянию. Для
контроля технического состояния наилучшим обра-
зом подходят автоматизированные системы диагно-
стического мониторинга под рабочим напряжением
(online), потому что вероятность отказа изоляции
в паузе между проверками может оказаться замет-
ной. Для примера на рисунках 7–10 приведены фото-
графии аварийных отказов изоляции, произошедших
в номинальных эксплуатационных режимах работы
оборудования и в отсутствие систем мониторинга раз-
рядной активности. Мы не утверждаем, что первопри-
чиной аварийных отказов были ЧР, но уверены, что
рост интенсивности ЧР в критической стадии мог бы
сигнализировать о грядущей аварии.
№
2 (65) 2021
130
ЛИТЕРАТУРА
1. Lloid W.L., Starr E.C. Untersuchung
der Wechselstromkorona mit dem
Kathodenstrahl-Oszillgraphen. ETZ,
1928, vol. 49. 1276 p.
2. Gemant A., Philippoff W. Die
Funkenstrecke mit Vorkondensator
/ Zeitschrift für Technische Physik,
1932, vol. 13, no. 9, pp. 425-430.
3. Kreuger F.H. Discharge Detection in
High Voltage Equipment. London:
Temple Press Books, 1964, 223 p.
4. Измерения частичных разрядов.
Публикация 270 МЭК, 1-я редак-
ция, 1968.
5. Report of CIGRE WG 12.01: Mea-
surement of Partial Discharges in
Transformers // ELECTRA, 1971,
no. 19, pp. 13-65.
6. IEC Publication 270: Partial discharge
measurement, second edition, 1981.
7. Архангельский К.С., Власов А.Н.
Индикатор
частичных
разря-
дов // Электричество, 1939, № 1.
С. 48–51.
8. Кучинский Г.С. Частичные разряды
в высоковольтных конструкциях.
Л.: Энергия, 1979. 224 с.
9. Джуварлы Ч.М., Вечхайзер Г.В.,
Леонов П.В. Исследования раз-
ряда между диэлектрическими
поверхностями с помощью ЭОП //
ЖТФ, 1970,№ 7. C. 1515–1520.
10. Багиров М.А., Курбанов М.А. Воз-
действие электрических разрядов
на полимерные диэлектрики. Баку:
ЭЛМ, 1975. 167 с.
11. Ильченко Н.С., Кириленко В.М. По-
лимерные диэлектрики. Киев: Тех-
ника, 1977. 160 с.
12. Сви П.М. Контроль высоковольтной
изоляции методом частичных раз-
рядов. М.: Энергия, 1977. 106 с.
13. Овсянников А.Г. Пространственно-
временные и энергетические ха-
рактеристики частичных разрядов
в воздушных полостях твердых ди-
электриков. Диссертация на соис-
кание ученой степени канд. техн.
наук. Новосибирск, 1977. 208 с.
14. Korobeynikov S.M., et al. Optical
investigation of pre-breakdown pro-
cesses in insulating liquids / 4th ISH,
Athenes, 1983. Art. 24.09 (4 p.).
15. ГОСТ 20074-83. Электрооборудо-
вание и изоляция на напряжение
свыше 1000 В. Методы измерения
характеристик частичных разря-
дов. М.: Госстандарт, 1983. 25 с.
16. High-Voltage Test Techniques–Par-
tial Discharge Measurements. IEC
Standard 60270, 3rd ed., 2000.
17. ГОСТ
Р
55191-2012
(МЭК
60270:2000). Методы испытаний
высоким напряжением. Измере-
ния частичных разрядов. М.: Рос-
стандарт, 2012.
18. ГОСТ 1516.3-96. Электрообору-
дование переменного тока на на-
пряжения от 1 кВ до 750 кВ. Требо-
вания к электрической прочности
изоляции. М: ИПК Издательство
стандартов, 1998. 50 с.
19. Results of the PD survey on Par-
tial Discharge measurements for
diagnostic and monitoring of power
transformers / CIGRE Colloq., Me-
rida, 2003.
20. Knowledge Rules for Partial Dis-
charge Diagnosis in Service. CIGRE
JWG-TF 15.11/33.03.02, Technical
Brochure 226, 2003.
21. Техническая спецификация IEC TS
62478: High-voltage test tech-
niques – Measurement of partial
discharge by electromagnetic and
acoustic methods (1 edition, 2016-
08).
22. Pan C., et al. Numerical Modeling
of Partial Discharges in a Solid Di-
electric-bounded Cavity: A Review /
IEEE Trans. on Dielectrics nd Elec-
trical Insulation, 2019, vol. 26, no. 3,
pp. 981-1000.
23. Lu S., et al. Condition Monitoring
Based on Partial Discharge Diagnos-
tics Using Machine Learning Meth-
ods: A Comprehensive State-of-the-
Art Review / IEEE Transactions on
Dielectrics and Electrical Insulation,
2020, vol. 27, no. 6, pp. 1861-1888.
ВЫВОДЫ
Метод регистрации ЧР прочно вошел в номенкла-
туру заводских испытаний многих видов оборудо-
вания, завоевав авторитет самого чувствительного
индикатора наличия дефектов, связанных с недо-
статками конструкции или нарушением технологии
изготовления.
Что касается эксплуатационного контроля, то
в России к методу ЧР относятся с недоверием. Тому
способствует и отсутствие норм на интенсивность
ЧР в эксплуатирующемся оборудовании, неверие
в помехозащищенность и надежность измеритель-
ной аппаратуры, неоднозначность прогноза состоя-
ния изоляции, серьезности дефекта и т.д.
Действительно ЧР не всегда являются первой
или единственной причиной отказа изоляции (хотя
некоторые изоляционные материалы и конструкции
не допускают возникновения ЧР с регистрируемой
интенсивностью). Однако, возникнув единожды по
какой-либо причине и в том или ином месте, ЧР
часто сопровождают процесс старения изоляции
вплоть до полного пробоя. В отдельных стадиях
развития дефекта интенсивность ЧР коррелирует
со степенью старения изоляции или опасностью
дефекта. В заключительной фазе старения изоля-
ции ЧР, как правило, изменяют механизм формиро-
Рис
. 10.
Пробой
изоляции
в
концевой
муфте
кабеля
110
кВ
с
изоляцией
из
сшитого
полиэтилена
вания (критические ЧР, ползущие разряды, микро-
дужки), сопровождающийся резким ростом токов
и зарядов, температуры, давления и локальной на-
пряженности электрического поля. В итоге и возни-
кает пробой внутренней или перекрытие внешней
изоляции оборудования.
ДИАГНОСТИКА
И МОНИТОРИНГ
Оригинал статьи: Контроль изоляции по частичным разрядам (исторический экскурс)
В статье прослежена хронология событий в развитии методик и аппаратуры регистрации частичных разрядов, интерпретации результатов измерений и в нормировании предельно допустимых уровней интенсивности. Приведены данные по диагностированию силовых трансформаторов методом регистрации частичных разрядов.