Авторы: Силин Н.В., Попович А.Б.
Источник: Журнал Вологдинские чтения

Высокочастотное электромагнитное излучение (ЭМИ) генерируется высоковольтным энергетическим оборудованием в нормальном режиме его работы. Обычно оно интерпретируется как неотъемлемая паразитная составляющая процесса использования электрической энергии, которая мешает приёму и передаче радиосигналов. Источниками ЭМИ являются электрические разряды, возникающие как при нормальной работе оборудования, так и при деградации изоляции и других конструктивных элементов. Измерение спектра ЭМИ в широком диапазоне частот на территории ОРУ в различных точках наблюдения и дальнейшая его обработка позволяют выявить полезные с точки зрения диагностики сигналы. Анализ свойств этих сигналов с учётом физических свойств источников, пространственного расположения оборудования и схем соединения в конечном итоге позволяет произвести оценку технического состояния высоковольтных установок.

В работе проводится анализ спектров собственных сигналов электромагнитного излучения, измеренных вблизи силовых трансформаторов напряжением 500 кВ, с целью построения диагностических моделей. Контроль состояния рассматриваемых силовых трансформаторов проводится начиная с 1998 года по результатам комплексного анализа масла, теплового контроля, измерений вибрационных характеристик элементов активной части и частичных разрядов в изоляции.

По результатам испытаний выявлены трансформаторы, имеющие дефекты различных видов: частичные разряды (ЧР), искровые разряды в масляных баках, повышенное влагосодержание, повышенная концентрация суммы углеводородных газов во вводах. Возникновение и развитие дефектов в изоляции маслонаполненного оборудования связано с различного рода физическими процессами, происходящими в жидкой (масле) и твёрдой (изоляционные материалы) компонентах изоляции, а именно:

- термохимические процессы;

- частичные разряды;

- механические воздействия.

При термохимическом старении как в масле, так и в целлюлозе в первую очередь появляются газообразные продукты, а затем уже нерастворимые осадки. Частичные разряды также приводят к появлению газообразные продуктов, которые растворяются в масле. Таким образом, процесс старения изоляции сопровождается в первую очередь увеличением суммарной концентрации газов в масле.

Хроматографический анализ масла в дефектном вводе показал на кратное превышение суммарной концентрации газов. Анализ соотношения уровней концентрации газов позволило уточнить характер дефекта - это дефект термического характера, который затрагивает твёрдую изоляцию и не связан со старением масла.

Сравнение спектров трансформаторов позволяет выявить следующие особенности. Увеличение газосодержания в масле, а также появление нерастворимых осадков, приводят к росту числа частичных разрядов, а следовательно и увеличению интенсивности электромагнитного излучения, наблюдаемого вблизи оборудования.

Лабораторные испытания показали четырехкратное увеличение амплитуды сигналов при изменении напряжённости поля от начальных разрядов до критических. Сравнение спектров электромагнитного излучения, измеренных вблизи вводов 500 кВ при отсутствии и при наличии дефекта показало кратное превышение интенсивности в последнем случае. Один трансформатор по результатам всех анализов показал отсутствие дефектов начиная с 1999г. ЭМИ вблизи этого трансформатора может послужить базой для построения модели бездефектного трансформатора.