Т. 327, № 12

Схемотехническое моделирование процессов проявления частичных разрядов

Актуальность: В большинстве производственных процессов нефтедобывающей, горнорудной, угольной и других отраслях промышленности используются электрические машины постоянного тока. Надежность их работы в значительной степени зависит от состояния изоляции, роль которой играет эмалевая изоляция обмоточных проводов и главная изоляция стержней крупных электрических машин. Дефекты изоляции приводят к неожиданным отказам в работе электрических машин и, как следствие, к аварийным ситуациям, к простою и к высоким экономическим потерям из-за недоотпуска продукции и затрат на ликвидацию отказа машины. Причин выхода из строя электродвигателей постоянного тока достаточно много, большинство из них связанно с повреждением изоляции из-за воздействия на нее частичных разрядов. Для своевременного предупреждения выхода из строя машин постоянного тока и снижения затрат на неплановые остановки, по замене вышедшего из строя электродвигателя, необходимо выявлять частичные разряды на ранней стадии, чтобы выводить оборудование в ремонт в плановом порядке. Исследованию появления и влияния частичных разрядов на изоляцию уделяется много внимания начиная с начала ХХ в. Основная часть исследований относится к оборудованию, работающему на переменном напряжении. Для оборудования, работающего на постоянном напряжении, надежных методов обнаружения частичных разрядов пока не разработано. Поэтому в настоящее время тема выявления частичных разрядов в машинах постоянного тока является достаточно актуальной. Перспективным способом обнаружения частичных разрядов является применение импульсного метода. Метод основан на диагностике переходного процесса в системе обмотка-изоляция электрической машины при подаче высоковольтного диагностического импульса на вход обмотки машины. По отклику от диагностического импульса можно судить о наличии частичных разрядов в изоляции и уровне напряжения, при котором они возникают. Для детального понимания переходных процессов в системе обмотка-изоляция с учетом частичных разрядов требуется создание схемотехнической электрической модели, так как не все состояния обмотки можно воспроизвести в реальной изоляции машины. Цель работы: создание электротехнической модели для демонстрации и исследования метода обнаружения частичных разрядов при помощи подаваемого импульсного напряжения на испытуемый объект. Методы исследования: схемотехническое моделирование процессов проявления частичных разрядов, наблюдаемых в эксперименте, при помощи разработанной модели в среде Micro-Cap. Результаты. Создана электротехническая модель экспериментальной установки, в которой искусственно и контролируемо создаются условия для возникновения частичных разрядов. Модель отображает проявление частичных разрядов идентично наблюдаемым в эксперименте. Это позволило выявить связь между формой наблюдаемых в эксперименте осциллограмм и наличием или отсутствием частичных разрядов в изоляции испытуемых объектов.

Ключевые слова:

электродвигатели постоянного тока, частичные разряды, импульсные методы, обнаружение, дефекты, науглероживание, ресурсоэффективность, электронный ресурс, труды учёных ТПУ,

Авторы:

Стругов Вячеслав Владимирович

Лавринович Валерий Александрович

Скачать PDF