Перспективи створення уточненої моделі втрат на струми витоку по забрудненням на поверхнях ізоляторів
PDF

Ключові слова

забруднення поверхні ізолятора
провідність забруднення
урахування атмосферних явищ
струм витоку
ізолятори в високовольтній мережі
математична модель

Як цитувати

Шевченко, С. Ю., і Р. О. Ганус. «Перспективи створення уточненої моделі втрат на струми витоку по забрудненням на поверхнях ізоляторів». Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Енергетика: надійність та енергоефективність, вип. 1 (6), Липень 2023, с. 125-9, doi:10.20998/2224-0349.2023.01.08.

Анотація

Робота присвячена виявленню перспектив створення моделі втрат на струми витоку по забрудненням на поверхнях ізолятору. Метою був пошук математичних моделей, що достатньо точно опишуть втрати на струми витоку для оцінки їх значення для об’єднаної енергетичної системи України. Оцінено існуючу широко застосовану методику розрахунку втрат на струми витоку. Встановлено, що вона не є доречною, оскільки в її основі закладено використання виключно опору ізолятора з незмінним його значенням, що не відображає дійсної картини. Тому з метою покращення існуючої моделі, запропоновано іншу, в якій враховуються усі атмосферні явища, що впливають на провідність по поверхні ізолятору, серед яких тумани, мряка, дощі та роса, що фіксуються за допомогою градацій. Встановлено, що значний вплив зумовлює швидкість вітру та вологість шару забруднення на поверхні ізолятора. Наведено графіки середньої за одноразове зволоження потужності втрат електроенергії у гірлянді ізоляторів за різних кліматичних умов. Методику використано для розрахунку потужності втрат в мережі змінного струму напругою 35 кВ та наведено в таблиці. За результатами дослідження встановлено, що таким чином можна динамічно визначати втрати залежно від кліматичних умов на ізоляторах в будь-якій точці, залежно від наявних метеорологічних даних. Переглянуто методику визначення провідності шару забруднення на поверхні ізолятору. Показано яким чином представляється опір забруднення та методику його розрахунку, що дозволяє в подальшому визначити провідність забруднення, розглянуто вплив опадів на очищення поверхні ізолятора від забруднень. Встановлено, що під прямими опадами очищення ізоляторів є незначним, а вологість шару забруднення збільшується, що збільшує і його провідність. У висновках встановлено, що модель має високий потенціал та необхідність урахування діелектричних втрат.

https://doi.org/10.20998/2224-0349.2023.01.08
PDF

Посилання

Sachülka, “Bestimmung das Isolations Widerstandes und der Kapazität einzelner Leiter von Wechselstromanlagen wärend das Betriebes,” ETZ, p. 457–485, 1907.

K. F. Stepanchuk, H. S. Klimovych, and O. S. Krasko, “Termin sluzhby izoliatsii pokrytykh provodiv VLP 10 kV pry dotyku hilok derev ta inshykh zazemlenykh predmetiv [Insulation service life of coated 10 kV overhead line wires when touching tree branches and other grounded objects],” Enerhetyka, no. 5, p. 28–34, 2002.

L. Yaowen, «Analysis of the detection method of insulators deterioration based on optical electric field sensors,” IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, vol. 714, no. 4, Mar. 2021, Art. no. 042047, doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/714/4/042047.

X. Liu, X. Miao, H. Jiang, and J. Chen, “Box-Point detector: A diagnosis method for insulator faults in power lines using aerial images and convolutional neural networks,” IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 36, no. 6, p. 3765–3773, 2021. doi: https://doi.org/10.1109/tpwrd.2020.3048935.

E. U. Rahman, Y. Zhang, S. Ahmad, H. I. Ahmad, and S. Jobaer, “Autonomous vision-based primary distribution systems porcelain insulators inspection using UAVs,” Sensors, vol. 21, no. 3, pp. 974, Feb. 2021, doi: https://doi.org/10.3390/s21030974.

J. Tan, “Automatic insulator detection for power line using aerial images powered by convolutional neural networks,” Journal of Physics: Conference Series, vol. 1748, Jan. 2021, Art. no. 042012, doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1748/4/042012.

Y. Wu, J. Yao, T. Li, P. Fu, W. Liao, and M. Zhang, “Application of image processing techniques in infrared detection of faulty insulators," in Communications in Computer and Information Science. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2014, p. 189–198, doi: https://doi.org/10.1007/978-3-662-45643-9_20.

H. Ha, S. Han, and J. Lee, “Fault detection on transmission lines using a microphone array and an infrared thermal imaging camera,” IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 61, no. 1, p. 267–275, Jan. 2012, doi: https://doi.org/10.1109/tim.2011.2159322.

C. Nyamupangedengu, L. P. Luhlanga, and T. Letlape, “Acoustic and HF detection of defects on porcelain pin insulators,” in 2007 IEEE Power Engineering Society Conference and Exposition in Africa (PowerAfrica 2007), Johannesburg, South Africa, Jul. 16–20, 2007. p. 1–5, doi: https://doi.org/10.1109/pesafr.2007.4498111.

V. Samaitis, L. Mažeika, A. Jankauskas, and R. Rekuvienė, “Detection and localization of partial discharge in connectors of air power lines by means of ultrasonic measurements and artificial intelligence models,” Sensors, vol. 21, no. 1, pp. 20, Dec. 2020, doi: https://doi.org/10.3390/s21010020.

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Авторське право (c) 2023 Сергій Юрійович Шевченко, Роман Олексійович Ганус