Введение

    В настоящее время энергетики "переживает" довольно трудные времена. Продолжается эксплуатация основного силового оборудования, значительная часть которого выработала свой ресурс, поэтому основной задачей диагностики является не только предотвращение аварий, но и оценка качества состояния изоляции. Благодаря этому можно существенно продлить срок службы оборудования. При этом на первый план выходят методы диагностики, которые обеспечивают контроль текущего состояния оборудования на месте его установки, под рабочим напряжением и, желательно, в процессе реальных условий эксплуатации. Основным вопросом, на который должна ответить диагностическая система является возможность или невозможность дальнейшей безопасной эксплуатацииоборудования.
    Необходимость выполнения контроля состояния изоляции присоединений электрических двигателей (ЭД) при их отключенном состоянии вызвана тем, что в этом случае возникающие дефекты не могут быть выявлены релейной защитой и автоматикой. Однако, отсутствие достоверной информации о состоянии присоединения может привести к нарушению порядка пуска блока тепловой электрической станции (ТЭС) или другим тяжелым последствиям. Для исключения этого в эксплуатации для некоторых присоединений перед включением выполняется контроль изоляции мегомметром. Такой способ не всегда позволяет выявить дефекты и является трудоемким.

Известные методы диагностирования, их достоинства и недостатки

    Причиной повреждений в системе собственных нужд электрических станций наиболее часто является ухудшение состояния изоляции присоединений 6 кВ (кабель-двигатель или кабель-трансформатор 6/0,4 кВ). Поэтому выявление зарождающихся повреждений в двигателях и питающих их кабелях, является актуальной проблемой. Зачастую качество изоляции оценивается только по величине ее сопротивления, что не позволяет выявлять повреждения, не сопровождающиеся снижением ее сопротивления.
    Однако известны методы, позволяющие более полно оценивать качество изоляции различных элементов электрических систем, в том числе и изоляции электрических двигателей. Качественная оценка состояния изоляции осуществляется благодаря дополнительному контролю ее емкости при подаче постоянного напряжения [1] или напряжения различной частоты [2]. Оценивание технического состояния обмотки электрической машины может выполняться по переходному процессу, возникающему при подаче тестового сигнала на один из зажимов обмотки и корпус [3] . В системе собственных нужд (с.н.) электрических станций целесообразно указанные методы применить не отдельно для кабеля и двигателя, а одновременно для всего электрического присоединения, включающего кабель и питаемый объект (двигатель, трансформатор). В этом случае при диагностировании отпадает необходимость выполнять измерения отдельно для кабеля и двигателя и отключать кабель в коробке выводов обмоток двигателя. На кафедре "Электрические станции" ДонНТУ предложен метод контроля состояния изоляции в целом присоединения кабель-двигатель.

       Предложенный метод основан на том, что к одной из фаз отключенного присоединения кратковременно подаётся постоянное напряжение по отношению к земле. В результате этого емкости всех фаз присоединения заряжаются до величины источника напряжения. После отключения источника начинается процесс саморазряда емкостей присоединения. Параметры переходного процесса в основном определяются параметрами изоляции и ее состоянием. Если комплексные проводимости изоляции фаз присоединения практически равны между собой, то саморазряд по всем фазам будет идти примерно одинаково. При этом основным критерием качества изоляции является величина постоянной времени саморазряда.
    В зарубежной практике используются методы испытаний, которые позволяют не только определить наличие или отсутствие пробоя электрической изоляции, но и прогнозировать их работоспособность. Оценка качества изоляции всего присоединения в этом методе не предусмотрена [4].
    Если в одной из фаз присоединения возник дефект изоляции, сопровождающийся изменениями комплексной проводимости (старение, увлажнение, загрязнение и т.д.), то саморазряд емкостей по разным фазам будет идти с разной постоянной времени. При этом возникает междуфазное напряжение, которое дополнительно используется для оценки качества изоляции. Существенным является то, что это междуфазное напряжение имеет переменную составляющую, частота которой определяется параметрами элементов присоединения (кабель, двигатель, трансформатор и т.д.) размерами и местом дефекта.
Для проведения исследований по оценке зависимости параметров режима саморазряда от величены и места дефекта, разработана математическая модель присоединения кабель-двигатель. Кабель и обмотки статора электродвигателя представляются в виде цепочечных схем. В одной ячейке учитываются ёмкости фазы относительно земли, междуфазные ёмкости, а также активные проводимости фазной и междуфазной изоляции.