Diagnostyka wysokonapięciowych układów izolacyjnych urządzeń elektroenergetycznych

W książce omówiono podstawy teoretyczne procesów przemian w strukturach wysokonapięciowych układów izolacyjnych w warunkach narażeń eksploatacyjnych oraz aspekty techniczne metod badań urządzeń elektroenergetycznych. Podręcznik jest przeznaczony dla studentów i inżynierów elektroenergetyków.

Spis treści

Spis skrótów / 9
Spis oznaczeń / 11
Wstęp / 15

ROZDZIAŁ 1
Strategie w diagnostyce urządzeń elektroenergetycznych / 17
1.1. Strategie zarządzania eksploatacją urządzeń elektroenergetycznych / 17
1.1.1. Czynniki wyznaczające czas eksploatacji urządzenia / 17
1.1.2. Rodzaje strategii eksploatacji urządzeń / 19
1.1.3. Techniki pogłębionej analizy danych / 21
1.2. Strategie oceny stanu obiektów w elektroenergetyce / 24
1.2.1. Etapy w analizie ryzyka / 24
1.2.2. Realizacja strategii oceny stanu obiektów elektroenergetycznych / 26
1.3. Diagnostyka techniczna urządzeń elektrycznych / 36
1.3.1. Określenia podstawowe / 36
1.3.2. Rodzaje badań diagnostycznych / 38

ROZDZIAŁ 2
Wysokonapięciowe układy izolacyjne / 40
2.1. Charakterystyka układów izolacyjnych / 40
2.1.1. Podstawowe grupy układów izolacyjnych / 40
2.1.2. Rozkład pola elektrycznego / 42
2.1.3. Procesy degradacji układów izolacyjnych / 45
2.1.4. Tendencje rozwojowe w konstrukcjach wysokonapięciowych układów izolacyjnych / 50
2.2. Narażenia eksploatacyjne układów izolacyjnych / 52
2.2.1. Rodzaje narażeń eksploatacyjnych / 52
2.2.2. Narażenia elektryczne / 55
2.2.3. Narażenia termiczne / 59
2.2.4. Narażenia termomechaniczne / 66
2.2.5. Narażenia środowiskowe / 69
2.2.6. Narażenia klimatyczne / 72
2.2.7. Narażenia zabrudzeniowe / 73
2.3. Modelowanie narażeń eksploatacyjnych / 76

ROZDZIAŁ 3
Podstawy metod diagnostycznych układów izolacyjnych / 80
3.1. Zjawiska w polu elektrycznym / 80
3.1.1. Rodzaje mechanizmów strat dielektrycznych / 80
3.1.2. Konduktywność elektryczna / 82
3.1.3. Polaryzacja elektryczna / 86
3.1.4. Wyładowania niezupełne / 92
3.2. Schematy zastępcze układów izolacyjnych / 96
3.2.1. Schemat zastępczy zespołu mechanizmów strat dielektrycznych / 96
3.2.2. Dynamiczne charakterystyki polaryzacji przy napięciu stałym / 98
3.2.3. Prąd polaryzacji i depolaryzacji. Funkcja odpowiedzi dielektrycznej / 103
3.2.4. Analiza schematów zastępczych przy napięciu przemiennym / 108
3.2.5. Charakterystyki dyspersyjne / 115
3.3. Zależność współczynnika strat dielektrycznych od napięcia / 120
3.3.1. Wpływ wyładowań niezupełnych / 120
3.3.2. Związek pomiędzy maksymalnym przyrostem pojemności oraz współczynnika strat dielektrycznych a objętością fazy gazowej w materiale izolacyjnym / 123
3.3.3. Napięcie początkowe wyładowań niezupełnych / 126
3.3.4. Ocena strat dielektrycznych w izolacji na podstawie pomiarów współczynnika tgδ / 128

ROZDZIAŁ 4
Metody w diagnostyce układów izolacyjnych / 133
4.1. Rodzaje metod badań układów izolacyjnych / 133
4.2. Próby napięciowe urządzeń elektroenergetycznych / 136
4.2.1. Określenia podstawowe / 136
4.2.2. Charakterystyki czasowe wytrzymałości elektrycznej układów izolacyjnych / 138
4.2.3. Znamionowy i znormalizowany poziom izolacji / 140
4.2.4. Próby napięciem przemiennym / 144
4.2.5. Zespoły probiercze wysokiego napięcia przemiennego / 145
4.2.6. Próby napięciem stałym / 156
4.2.7. Próby napięciem o obniżonej częstotliwości / 161
4.2.8. Próby napięciem udarowym / 165
4.2.9. Warunki wykonywania prób napięciowych / 174
4.3. Wskaźnik absorpcji R60/R15 / 183
4.3.1. Zmiana rezystancji izolacji w czasie / 183
4.3.2. Analiza wskaźnika absorpcji izolacji warstwowej / 185
4.3.3. Pomiar wskaźników izolacji przy skokowej zmianie napięcia / 191
4.4. Metoda napięcia stopniowanego / 192
4.5. Metoda napięcia powrotnego / 195
4.6. Metody pomiaru współczynnika strat dielektrycznych tgδ i pojemności / 199
4.6.1. Podział metod / 199
4.6.2. Metody mostkowe / 200
4.6.3. Wyznaczanie składowej czynnej prądu w układzie izolacyjnym / 204
4.6.4. Metody mostkowe pomiarów strat dielektrycznych / 207
4.6.5. Metody bezpośrednie pomiaru strat dielektrycznych / 210
4.7. Wskaźnik pojemnościowy C2/C50 / 212
4.8. Wyładowania niezupełne w dielektrykach stałych / 216
4.8.1. Przyczyny i skutki wyładowań niezupełnych / 216
4.8.2. Podstawowy model układu izolacyjnego ze źródłami wyładowań niezupełnych / 217
4.8.3. Impulsowy charakter wyładowań niezupełnych / 219
4.8.4. Metody elektryczne pomiaru wyładowań niezupełnych / 229
4.8.5. Zbiory impulsów wyładowań niezupełnych / 238
4.8.6. System cyfrowej rejestracji wyładowań niezupełnych / 241
4.8.7. Obrazy fazowe wyładowań niezupełnych / 243
4.8.8. Pomiary wyładowań niezupełnych przy przebiegach napięciowych impulsowych i szybkozmiennych / 245
4.8.9. Metody akustyczne pomiaru wyładowań niezupełnych / 247

ROZDZIAŁ 5
Metody badań technicznych urządzeń elektroenergetycznych / 251
5.1. Kable elektroenergetyczne / 251
5.1.1. Typowe konstrukcje kabli elektroenergetycznych / 251
5.1.2. Rodzaje badań kabli elektroenergetycznych / 256
5.1.3. Pomiar rezystancji żył / 259
5.1.4. Pomiar rezystancji izolacji / 260
5.1.5. Próby napięciowe / 262
5.1.6. Pomiar współczynnika strat dielektrycznych tgδ / 276
5.1.7. Wpływ rezystywności ekranów przewodzących na wartość współczynnika strat dielektrycznych tgδ / 277
5.1.8. Pomiar pojemności kabli wielożyłowych / 281
5.1.9. Sprawdzenie szczelności powłoki kablowej / 282
5.1.10. Pomiary wyładowań niezupełnych w kablach elektroenergetycznych / 282
5.2. Elektroenergetyczne linie napowietrzne / 289
5.2.1. Narażenia eksploatacyjne elektroenergetycznych linii napowietrznych / 289
5.2.2. Monitoring obciążalności prądowej linii napowietrznej / 291
5.2.3. Badania termowizyjne / 292
5.2.4. Rejestracja ulotu elektrycznego / 292
5.2.5. Zakłócenia radioelektryczne i akustyczne / 293
5.2.6. Rejestracja drgań przewodów napowietrznych linii przesyłowych / 295
5.2.7. Rozkład napięcia na łańcuchu izolatorów kołpakowych / 296
5.2.8. Diagnostyka izolatorów kompozytowych w eksploatacji / 300
5.2.9. Pomiary natężenia pola elektrycznego pod liniami przesyłowymi / 301
5.3. Transformatory energetyczne / 307
5.3.1. Układ izolacyjny transformatora / 307
5.3.2. Narażenia eksploatacyjne transformatorów / 310
5.3.3. Procesy degradacji izolacji papierowo-olejowej transformatorów / 313
5.3.4. Rodzaje badań transformatorów / 316
5.3.5. Pomiary rezystancji izolacji / 321
5.3.6. Pomiary pojemności i współczynnika strat dielektrycznych / 323
5.3.7. Systemy monitoringu on-line / 324
5.3.8. Pomiary wyładowań niezupełnych w transformatorach / 325
5.3.9. Analiza chromatograficzna gazów rozpuszczonych w oleju / 332
5.3.10. Metody oceny zawartości wilgoci w oleju i w izolacji celulozowej transformatorów / 336
5.3.11. Metoda prądów polaryzacji i depolaryzacji (PDC) / 338
5.3.12. Metoda spektroskopii dielektrycznej (FDS) / 341
5.3.13. Wykrywanie odkształceń uzwojeń metodą funkcji przenoszenia / 344
5.3.14. Kontrola podobciążeniowego przełącznika zaczepów / 349
5.4. Rozdzielnice gazowe / 350
5.4.1. Metody w diagnostyce rozdzielnic gazowych / 351
5.4.2. Rozkład pola elektrycznego w otoczeniu lokalnych defektów / 352

ROZDZIAŁ 6
Techniki prac eksploatacyjnych na czynnych sieciach elektroenergetycznych / 362
6.1. Bezwyłączeniowe techniki utrzymania ruchu / 362
6.2. Prace pod napięciem / 362
6.2.1. Zakres prac pod napięciem / 362
6.2.2. Strefy w warunkach prac pod napięciem / 363
6.2.3. Metody prac pod napięciem / 366
6.3. Tymczasowe techniki utrzymania ruchu / 371
6.4. Narażenia w warunkach prac pod napięciem / 371
6.4.1. Pole elektryczne i magnetyczne pod liniami przesyłowymi WN i NN oraz w stacjach elektroenergetycznych / 371
6.4.2. Modelowanie rozkładu pola elektrycznego w warunkach prac pod napięciem / 372
6.4.3. Modelowanie oddziaływania pól elektrycznych i magnetycznych na organizmy żywe / 374
6.5. Przepisy dotyczące dopuszczalnych natężeń pól elektrycznych i magnetycznych w środowisku pracy / 378

Literatura / 381
Spis norm / 390

Informacje o bezpieczeństwie produktu Informacje o producencie