Доцент практики Дмитрий Титов и инженер-исследователь Клим Волхов из Энергетического центра опубликовали лабораторные результаты оценки возможности частой причины отключения электроэнергии в России — пробоя высоковольтных изоляторов на воздушных линиях электропередач.

Прогары гирлянд изоляторов возникают в результате поверхностного загрязнения и снижения характеристик пробоя изоляторов. Помимо аварий, они также приводят к высоким затратам на аварийно-восстановительные работы. Исследование является частью проекта, направленного на разработку технологии риск-ориентированного управления изоляцией.

Новая технология, принадлежащая Южноуральскому заводу изоляторов и арматуры, ведущему производителю высоковольтных изоляторов, в настоящее время находится в опытно-промышленной эксплуатации на линиях электропередач Московской энергетической компании «Россети». Статья была опубликована в материалах Международной конференции по промышленной инженерии, приложениям и производству 2023 года, опубликованных Институтом инженеров по электротехнике и электронике.

По мнению авторов, трудно определить состояние изоляторов и степень их загрязнения, а замена изоляторов производится либо по истечении срока эксплуатации, либо на основании субъективных оценок работников энергокомпании. Новое устройство — программно-аппаратная платформа с датчиками и средствами обработки данных — помогает сделать процесс оценки более объективным и снизить затраты на обслуживание изолятора.

На первом этапе исследователи разработали математический аппарат, который оценивал состояние изоляции, а затем перешли к датчикам. Исследование включало эксперименты двух типов — в лабораториях и на электросетевых объектах. «Лаборатории предоставляют высоковольтное оборудование, которое позволяет имитировать процессы работы ЛЭП», — говорит Волхов.

«С помощью портативных осциллографов мы моделировали различные состояния изоляторов и определяли их характеристики при их загрязнении, увлажнении или изменении их количества или типов. Второй вид эксперимента — натурные измерения. Мы собирали данные о токах утечки в изоляторах на реальных завод электросетевых объектов в Республике Дагестан, Волгоградской и Тульской областях, а также в Москве. Затем мы занесли их в датасет и обработали».

На основе анализа осциллограмм авторы представили 20 наиболее значимых для разработки модели параметров и среди них выбрали те, которые лучше всего отражают состояние изоляторов. Разработка и применение датчиков, измеряющих эти параметры, может предотвратить аварии на линиях электропередач.

«Мы провели несколько этапов полевых испытаний и усовершенствовали нашу программно-аппаратную платформу, которая не направлена ​​на контроль одного конкретного изолятора с датчиком, а направлена ​​на оценку состояния всей изоляции в районе электросети, что повышает ее ценность. В ноябре прошлого года мы вошли в число победителей конкурса «Энергопрорыв» на лучшие решения в области умной энергетики. Проект стал частью программы НИОКР в Московской энергетической компании «Россети». Мы рассчитываем, что в будущем компания смогут использовать технологию без каких-либо ограничений», — заключает Титов и добавляет, что других версий продукта с таким успешным опытом коммерциализации в мире нет.