CC BY
50
УДК 621.316.1 ББК З279.25
Л.М. РЫБАКОВ, СВ. ЛАСТОЧКИН, АО. ЗАХВАТАЕВА
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И ТЕКУЩЕГО РЕМОНТА ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ РАЗВИТИЯ ДЕФЕКТОВ
У ОСЛАБЛЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СЕЛЬСКИХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ 10 КВ
Ключевые слова: распределительные сети, климатические факторы, грозовая деятельность, изоляторы, провода, профилактические работы, диагностирование, диагностические параметры, техническое обслуживание, текущий ремонт, беспилотные летательные аппараты.
В статье рассмотрены вопросы совершенствования метода технического обслуживания и текущего ремонта сельских распределительных сетей 10 кВ. Показано, что на воздушные линии электропередач влияют сезонные внешние климатические факторы, наиболее опасными являются грозовые воздействия. Приведена карта районирования территории Российской Федерации по среднегодовой продолжительности гроз в часах, а также данные об интенсивности грозовой деятельности по Республике Марий Эл за период наблюдения с 2007 по 2016 г. Представлены статистические данные по отключениям воздушных линий в грозовые периоды с 2007 по 2016 г. Приведены данные об отключениях воздушных линий из-за повреждений штыревых изоляторов и проводов на территории Республики Марий Эл за период с 2007 по 2016 г. Для оценки работоспособности элементов распределительных сетей использованы двухфакторные модели погоды. Указаны основные причины повреждений элементов воздушных линий электропередач. В таблице представлены данные о количестве поврежденных элементов распределительных сетей 10 кВ Республики Марий Эл за период наблюдения 2007-2016 гг. Рассмотрены системы проведения ремонтных работ воздушных линий, которые применяются в эксплуатации. По результатам вычислений представлено распределение интенсивности отказов изоляционных элементов распределительных сетей. Разработана функциональная схема технического обслуживания и текущего ремонта распределительных сетей на основе использования диагностирования параметров дефектных элементов, регистрируемых приборами, установленными на беспилотном летательном аппарате.
Основой передачи электроэнергии потребителям служат воздушные линии напряжением 6-35 кВ с изолированной нейтралью. Из-за их протяженности и расположения на открытой местности воздушные линии подвержены влиянию различных климатических воздействий: атмосферному перенапряжению, гололедообразованию, ветру и температуры воздуха.
Надежность работы воздушных линий электропередачи зависит от многих условий: грамотной эксплуатации в различных режимах, атмосферно-климатических факторов, своевременного выявления дефектов с использованием современных средств диагностирования, позволяющих предотвратить возникновение аварийных ситуаций в сетях с изолированной нейтралью.
Анализ отказов изоляционных элементов РЭСсхН-10 кВ показывает, что в летний период наибольшее число отключений распределительных сетей региона Средней Волги связано с потерей работоспособности изоляционных элементов в период грозового сезона, поэтому основная часть отключений зависит от интенсивности грозовой деятельности и внутренних перенапряжений.
Интенсивность грозовой деятельности характеризуется средним числом грозовых часов в году. Республика Марий Эл относится к IV району интенсивности грозовой деятельности с длительностью 40-60 грозовых часов в год [7].
В табл. 1 представлены средние значения количества грозовых часов по месяцам года за последние 10 лет в Республике Марий Эл (2007-2016 гг.) [5], а на рис. 1 показана гистограмма распределения числа отключений воздушных линий за грозовой период 2007-2016 гг.1
Число ударов молнии на 100 км воздушных линий (ВЛ) за 100 грозовых часов определяется по формуле:
п =Пуд 100 • 6йСр- 10-3= 6,7• 100- 6Иср 10-3 к 4йСр, (1)
где пуд =6,7 - среднее число ударов молний на 1 км2 ВЛ за 100 грозовых часов; Нср - средняя высота подвеса провода.
Таблица 1
Интенсивность грозовой деятельности по Республике Марий Эл за период наблюдения с 2007 по 2016 г.
Показатель Месяц
апр. май июнь июль авг. сент. окт.
Количество грозовых часов, ч 0,1 2,5 7,6 13,1 6,7 1,2 0
* 50
апрель май июнь июль август сентябрь
Рис. 1. Гистограмма распределения числа отключений воздушных линий в грозовой период по месяцам за период 2007-2016 гг.
Число перекрытий линейной изоляции определяется по формуле [2. С. 251]:
ппер пуд Рпер, (2)
где Рпер - вероятность перекрытия изоляции ВЛ; пуд - среднее число ударов молнии.
Число отключений ВЛ из-за перекрытия линейной изоляции на 100 км линии в районе со 100 грозовыми часами в году определяется по формуле [2. С. 252]:
поткл 4^ср Рпер п (3)
где Рпер - вероятность перекрытия линейной изоляции ВЛ; ^ - вероятность возникновения устойчивой дуги (принимается 0,7 для линий на железобетонных опорах).
Другими климатическими факторами, влияющими на работоспособность воздушных линий электропередач, являются гололедообразование, ветер, осадки (дождь, мокрый снег) и температура воздуха.
Поэтому многолетний опыт эксплуатации показывает, что отказы оборудования и элементов распределительной сети зависят от сезонов года. Статистическая модель отказов в РЭСсхН-10 кВ представляет собой зависимость распределения числа отказов от времени по месяцам в течение года и имеет вид
Nn (k) = a0 + ítаi cos '-^k + b sin ^ k; (4)
2 i=i 6 6
1 2e 1 12 1 12 ао = - í f (t)dt = - í f (t)dt « -t yt; e о 6 о 6 i=1
19e in 1 12 in
аi = — í f (t)cos—tdt« —t y cos—; e о e e i=1 e
b 1 í • in
b = -£ y sin—,
e i=1 e
где k = 1, 2, ..., 12 - номер месяца; n = 1, 2,..., 6 - шаг для вычисления постоянной ряда Фурье; yk - число отказов за каждый месяц; N - число отказов от времени по месяцам (i) в течении года (i = 1, 2, ..., 12); i - интервал наблюдения. Полученная модель представлена в виде графика на рис. 2.
Рис. 2. Распределение отказов элементов РЭСсхН-10 кВ в течение года
Из рис. 2 видно, что число отказов в РЭСсхН-10 кВ в течение года непостоянно. Имеются два характерных пика отказов, чередующихся с периодами их спада. Первый пик приходится на летний период (апрель-июль), второй -на осенне-зимний период (октябрь-январь). Пики отказов сдвинуты относительно друг друга на 6 месяцев. Основываясь на этих особенностях, можно сделать следующее заключение относительно причин отказов в РЭСсхН-10 кВ. С апреля по июль отмечается повышение числа отказов из-за повреждения изоляционных элементов вследствие грозовой активности. Повторное повышение числа отказов с октября по январь связано с потерей работоспособности изоляторов из-за увлажнения дефектных элементов, а также вслед-
ствие воздействия на них одностороннего тяжения проводов при их обрывах. В этот же период увеличение отказов связано с накоплением начальных дефектов в изоляционных элементах в период грозовой активности. Промежуток времени между двумя максимальными количествами отказов позволяет оценивать время проявления дефекта, равное в среднем трем месяцам.
Анализ отказов в РЭСсхН-10 кВ указывает на необходимость поиска нового научно обоснованного направления к техническому обслуживанию РЭСсхН-10 кВ по фактическому состоянию с применением средств диагностирования, позволяющих не только обнаруживать дефекты, но и проводить техническое обслуживание и прогнозировать время безотказной работы.
Можно заключить, что существующие методы диагностирования изоляции РЭСсхН-10 кВ не позволяют осуществлять диагностирование без их отключения, выявлять развивающиеся дефекты на ранней стадии возникновения, учитывать старение и увлажнение изоляции. Эти методы не обладают универсальностью, высокой чувствительностью и однозначностью оценок. Они относительно сложны и трудоемки. Поэтому необходимы поиск новых решений и на их основе разработка методов и средств диагностирования состояния внешней изоляции РЭСсхН-10 кВ.
Рассмотрим особенности, связанные с возникновением дефектных элементов при эксплуатации сетей с изолированной нейтралью, к которым относятся распределительные сети 10 кВ. При обрыве проводов с падением на землю на двух оставшихся фазах напряжение увеличивается в 1,73 раза. При замыкании провода на землю возможны перемежающиеся замыкания, которые связаны с переходным сопротивлением в месте замыкания, величина перенапряжения в сети может достигать пятикратного значения фазного напряжения (итах/иф). При емкостных токах (5 А и более) происходят перегорание проводов, перегрев изоляторов, имеющих контакт с проводом, и его последующее разрушение [2].
Рассмотрим отказы некоторых элементов в РЭСсхН -10 кВ.
Провода. Основным фактором повреждаемости проводов является их обрыв от воздействия ветровых и гололедно-ветровых воздействий. Частота обрывов проводов относительно высока за весь период времени года, однако максимальное значение отказов проводов приходится на зимний период времени из-за высокой ветровой нагрузки, обледенения и мокрого снега. Поэтому для проводов берется период времени года с декабря по февраль. На рис. 3 показана гистограмма распределения числа отключений из-за повреждения проводов по месяцам года за период наблюдения 2007-2016 гг. по производственному отделению Йошкар-Олинских электрических сетей Республики Марий Эл1.
20
Ь-||ц|
и 1111111111111
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Рис. 3. Гистограмма распределения числа отключений из-за повреждения проводов по месяцам
Изоляторы. Наиболее частой причиной отказов изоляторов является их механическое разрушение от одностороннего воздействия при обрыве проводов в пролетах из-за высокой температуры, возникающей при перекрытии электрической дугой, а также электрический пробой при разрядах молнии или коммутационных перенапряжений [9, 10]. На рис. 4 показана гистограмма распределения числа отключений из-за повреждения штыревых изоляторов по месяцам года за период наблюдения 2007-2016 гг. по производственному отделению Йошкар-Олинских электрических сетей Республики Марий Эл.
10
Рис. 4. Гистограмма распределения числа отключений из-за повреждения штыревых изоляторов по месяцам
На основании экспериментальных исследований построены двухфактор-ные модели погоды для оценки работоспособности штыревых изоляторов (рис. 5 и 6).
На рис. 7 и в табл. 2 приведены основные причины и процент повреждений элементов от общего значения в распределительных сетях 10 кВ, обслуживаемых производственным отделением Йошкар-Олинских электрических сетей Республики Марий Эл за 10 лет (даны средние значения по месяцам года за исследуемые 2007-2016 гг.) из-за которых произошли отказы1.
Function Plot Function =z=3,376+0,126*x+0,497*y
□ <9
□ <7
□ <5
Рис. 5. Двухфакторная модель погоды (температура(.г-) +гроза(у)) для оценки работоспособности штыревых изоляторов сельских распределительных сетей
Function Plot Function =z=22,831-5,906*x+0,398*y
□ <9
О <7
□ <5
Рис. 6. Двухфакторная модель погоды (ветер(.г-)+гроза(у)) для оценки работоспособности штыревых изоляторов распределительных сетей
1 - потеря несущей способности, износ, коррозия;
2 - гололедно-ветровые нагрузки;
3 - загрязнение изоляции;
4 - вандализм;
5 - дефекты проектирования, строительства и монтажа;
6 - дефекты изготовления;
7 - причины не выявлены;
8 - дефекты эксплуатации;
9 - нерасчетные режимы в сети (внутренние перенапряжения);
10 - атмосферные перенапряжения
Рис. 7. Основные причины повреждений элементов ВЛ:
Из приведенных в табл. 2 значений видно, что наибольшее количество отказов в распределительных сетях происходит из-за повреждений штыревых изоляторов и проводов (рис. 8).
Надежное функционирование РЭСсхН-10 кВ зависит от качественного проведения планово-предупредительных ремонтов, своевременного диагностирования и прогнозирования работоспособности элементов. В настоящее время проектирование, эксплуатация и диагностирование РЭСсхН-10 кВ производятся согласно таких нормативных документов, как ГОСТ 839-80, ГОСТ 6490-2017, ГОСТ 18322-2016, ГОСТ 26656-85, ГОСТ 1516.3-96, РД 34.20.566.161.
Таблица 2
Количество поврежденных элементов распределительных сетей 10 кВ Республики Марий Эл за период наблюдения 2007-2016 года по месяцам (даны средние значения), %
Элемент распределительной сети10 кВ Месяц
янв. февр. март апр. май июнь июль авг. сент. окт. нояб. дек.
Изолятор штыревой 2,0 1,75 1,0 2,25 3,75 7,0 4 3,25 2,25 1,5 3,5 5,5
проходной 0,5 0,25 0,5 0,75 1,25 2 2 0,75 0,25 0,5 1,5 2,5
Разрядник 0,25 0,25 0,25 0,5 1,5 0,75 3 0,5 1 0 0 0,25
Разъединитель, выключатель, ПК 0,75 0,5 0,5 2,5 0,75 2,25 3,75 3,5 1 0,75 0,5 0,5
Опора 0,25 0,5 0,5 0,5 0,5 2 1,75 1 1,5 4,25 1,25 0,25
Провод 10,5 8 6 4 10 14 11 7 4 6 10 16
Примечание. Количество поврежденных элементов в сетях с изолированной нейтралью не вызывает отключения воздушных линий. При длительной работе сетей с изолированной нейтралью с однофазным замыканием возможно значительное перенапряжение на двух других «здоровых» фазах из-за перемежающихся дуговых замыканий, которые вызывают пробой изоляционных элементов с отключением сети.
'ГОСТ 839-80. Провода неизолированные для воздушных линий электропередач / Минэлектро-техпром СССР. М., 1980. 23 с.; ГОСТ 6490-2017. Изоляторы линейные подвесные тарельчатые. Общие технические условия. М.: Стандартинформ, 2017. 32 с.; ГОСТ 18322-2016. Система технического обслуживания и ремонта техники. Термины и определения. М.: Стандартинформ, 2017 16 с.; ГОСТ 26656-85. Техническая диагностика. Контролепригодность. М.: Стандартинформ, 2009. 10 с.; ГОСТ 1516.3-96. Электрооборудование переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции. Минск: Изд-во стандартов, 1998. 50 с.; РД 34.20.566. Типовая инструкция по ликвидации нарушений в работе распределительных электрических сетей 0,38-20 кВ с воздушными линиями электропередачи, 1987. 16 с.
30
Рис. 8. Гистограмма числа суммарных значений отключений из-за отказа проводов и изоляторов по месяцам за период 2007-2016 гг.
В практике эксплуатации используются следующие системы проведения ремонтных работ: планово-предупредительные ремонты (ППР) РЭСсхН-10кВ, которые выполняются по истечении определенного периода эксплуатации. Метод ППР не всегда является оптимальным, так как способствует неоправданным отключениям работоспособного объекта. Иногда используются аварийно-восстановительные ремонты и ремонты по техническому состоянию на основе диагностирования, когда необходимо знать действительное состояние эксплуатируемого объекта. Решая проблемы технической диагностики, можно поддержать нормальное функционирование, а в отдельных случаях повысить надежность работы РЭСсхН-10 кВ, которые более всего подвержены природно-климатическим воздействиям.
Метод испытания изоляции сетей под рабочим напряжением неоднократно рассматривался в производственных журналах [3, 4, 8]. Однако данный метод не нашел широкого применения из-за сложности отыскания мест повреждения дефектных элементов во время испытаний, а также вследствие больших затрат, связанных с поиском дефектных элементов из-за большой протяженности испытуемых РЭСсхН-10 кВ и отсутствия проездных дорог вдоль трасс.
Аэроинспекция состояния ВЛ 110 кВ и выше нашла отражение в работах ученых Новосибирского государственного технического университета под руководством профессора А.Г. Овсянникова с использованием диагностической аппаратуры, установленной на вертолетах и самолетах для поиска дефектных элементов [1]. Аналогичные работы выполняются в Уфимском государственном авиационном техническом университете [6]. Однако использование летательных аппаратов (самолетов, вертолетов), оснащенных диагностической аппаратурой для облета ВЛ 10-35 кВ в период испытания, экономически неоправданно.
Современное использование беспилотных летательных аппаратов (БЛА) в различных отраслях промышленности (нефтегазовой отрасли, лесном хозяйстве и т.д.) позволяет применять их также для сокращения времени определения места нахождения поврежденных элементов в РЭСсхН-10 кВ, что способствует быстрой замене дефектных элементов. Наиболее приемлемым для использования в процессе технического обслуживания и ремонта
РЭСсхН-10 кВ можно рекомендовать БЛА вертолетного типа ZALA 421-02X со средним радиусом действия 25-50 км, взлетной массой 90 кг1, оснащенные средствами регистрации диагностических параметров и видеосъемки, которые приведены в табл. 3.
Возникает необходимость технико-экономического обоснования перехода на систему технического обслуживания (ТО) и текущего ремонта (ТР) с совмещением диагностирования (испытания) состояния элементов сетей под рабочим напряжением. Для оперативного отыскания дефектных элементов в процессе испытания необходимо использовать БЛА. Для устранения выявленных дефектов в процессе испытания и их замены создается ремонтная бригада, которая комплектуется необходимыми запасными элементами [11].
Таблица 3
Состав бортового оборудования комплекса БЛА
Наименование и выполняемая функция блока Комплект приборов
Система оптической регистрации коронных разрядов, разрядов на поверхности изоляторов и записи изображения локальных перегревов, состоящая из видеокамеры, тепловизора, оптической системы ультрафиолетовой камеры (дефектоскопа) «AirCAM»
Пакет программного обеспечения, позволяющий эффективно обрабатывать полученные изображения коронных разрядов, а также создавать отчеты по прогнозированию потенциальных неисправностей исследуемого оборудования CoroSOFT
Портативный персональный компьютер Тип: Notebook
На рис. 9 приведена схема испытания изоляции распределительных сетей 10 кВ под рабочим напряжением.
Рис. 9. Схема испытания изоляции оборудования распределительных сетей 10 кВ под рабочим напряжением: TV1 - регулировочный автотрансформатор РНО; SA - автоматический выключатель АП-50-2М; PV1-PV5 - вольтметры Э-59/1; PA1 - амперметр Э-30; kV - киловольтметр С-197; С - конденсатор К75-29А 40 кВ 0,3 мкФ+10%; QS - однофазный разъединитель на РВ0-10/400 кВ; TV2 - высоковольтный испытательный трансформатор типа РЕО - 8/100 (100 кВ, 8 кВА); TV3-TV5 - трансформаторы напряжения Н0М-10 кВ; VD1-VD4 - выпрямители 60 кВ
Использование указанной схемы испытания позволяет перейти к новой стратегии обслуживания РЭСсхН-10 кВ по результатам диагностирования.
Данная схема позволяет выявлять ослабленные элементы, возникающие в распределительных сетях 10 кВ: штыревые и подвесные изоляторы ВЛ, проходные изоляторы КТП и ТП, опорные изоляторы разъединителей, средства грозозащиты, а также контролировать уменьшение изоляционного расстояния между токоведущими частями и изоляционными элементами (провод-опора, провод-провод).
Для проведения испытаний изоляции в распределительных сетях не нужен мощный источник питания, а достаточно создать пути перекрытия по поверхности дефектных изоляционных элементов, через которые разряжается емкостной ток всей испытуемой сети. Величина емкостного тока достаточна для разрушения дефектных элементов, т.е. в качестве источника питания испытательной установки используется реактивная мощность сети (емкостной ток сети).
При проведении испытаний под рабочим напряжением можно регистрировать диагностические признаки (параметры): электромагнитное излучение разрядных процессов (ЭМИР) на ВЛ; оптическое излучение разрядных процессов (ОИР); инфракрасное излучение, а также выполнить видеозапись и цифровое фотографирование внешнего вида конструктивных элементов расположения проводов и опор в пространстве и высоты поросли в зоне отчуждения линии.
Для испытания сетей под рабочим напряжением комплектуются две бригады: первая - проводит испытания, а вторая бригада - устраняет дефекты, выявленные при испытаниях.
При подаче высокого выпрямленного напряжения в рабочую сеть 10 кВ ослабленные дефекты начинают выявляться при напряжении выше 15 кВ. После устранения дефекта повышают испытательное напряжение и при выявлении нового дефекта дают указание на замену пробитого элемента. Именно таким образом проводят испытания суммарным напряжением иисп < 25 кВ1 при наличии в сети вентильных разрядников, у которых нижний предел пробивного напряжения искровых промежутков составляет 25 кВ, а при наличии в сети ограничителей перенапряжения2, у которых отсутствуют искровые промежутки, испытательное напряжение доводиться до 30 кВ, что составляет предел выдерживаемого напряжения обмоток силовых трансформаторов 10 кВ3. Уровень испытательного напряжения приближается к предельному значению внутренних перенапряжений 3.1, которые получены при многолетних замерах в действующих электрических сетях. Следовательно, принятый уровень испытательного напряжения вполне достаточен.
Для оценки периодичности проведения испытаний необходимо руководствоваться полученными данными по отказам изоляционных элементов ВЛ и
1 СТО 34.01-23.1-001-2017. Объем и нормы испытаний электрооборудования. М.: ОАО «Фирма ОРГРЭС», 2017. 262 с.
2 Там же.
документами, регламентирующими нормы и объемы по числу отключений фидеров 10 кВ. При увеличении числа отказов более 4 раз в месяц необходимо увеличить частоту испытаний изоляции в распределительных сетях под рабочим напряжением, так как затраты на облет ВЛ с использованием БЛА на порядок меньше, чем при использовании автомобильного транспорта для обхода линий по отысканию дефектов. Поэтому указанный метод ранее не нашел широкого распространения в эксплуатации из-за сложности, связанной с отысканием дефектных элементов в распределительных сетях, имеющих большую протяженность фидеров. Протяженность сетей ВЛ 10 кВ, питающихся от одной подстанции с учетом отпаек, составляет в среднем 150-200 км, которые отражены в табл. 41.
Таблица 4
Характеристики ВЛ 10 кВ районных электрических сетей
Наименование ПС Число фидеров Протяженность Количество ТП
Советск 10 168,5 97
Оршанка 7 156,1 113
Медведево 7 160,2 156
Морки 8 196,8 122
Приведенные на основе статистической модели отказов данные на рис. 10 показывают, что интенсивность отказов в распределительных сетях имеет 2 пика: апрель-июль и октябрь-январь. Первый пик апрель-июль связан с дефектообразованием в период грозосезона, а второй пик - отказы в период октябрь-январь - вызван увлажнением и накоплением дефектов в период грозосезона [9].
Рис. 10. Распределение интенсивности отказов элементов распределительных сетей по месяцам за период наблюдения 2007-2016 гг.
Таким образом, возникает необходимость повторного испытания изоляционных элементов после окончания грозового сезона в августе и в начале осенне-зимнего максимума нагрузок. Выполнение указанных двукратных испытаний позволяет обеспечить требуемую надежность работы распределительной сети. Для обоснования периодичных повторных испытаний необхо-
димо выполнить технико-экономический расчет, связанный с затратами ТО и ТР и ущербом от недоотпуска электроэнергии (У) для каждого конкретного предприятия согласно формулам
У > Зд, (5)
где Зд - затраты на проведение диагностирование:
Зд = Кпр + Со, (6)
где Кпр - стоимость приборов и программных средств; С0 - затраты на проведение диагностирования и испытания с учетом затрат на использование БЛА.
На рис. 11 приведен метод ТО и ТР РЭСсхН-10 кВ с учетом статистической модели отказов элементов, совмещенной с испытанием сетей под рабочим напряжением с использованием БЛА для оперативного выявления и замены дефектных элементов в процессе испытания, что способствует повышению показателей надежности РЭСсхН-10 кВ.
Выводы. 1. Произведен анализ влияния внешних воздействующих факторов на безотказность РЭСсхН-10 кВ, имеющих практическое значение для технического обслуживания и текущего ремонта сетей по фактическому их состоянию с применением средств диагностирования (испытания).
2. Количество отказов в РЭСсхН-10 кВ имеет в течение года два характерных пика, которые сдвинуты относительно друг друга на 6 месяцев и значительно зависят от сезонно-климатических факторов, что позволяет обосновать периодичность испытаний состояния РЭСсхН-10 кВ.
3. Предложен метод ТО и ТР РЭСсхН-10 кВ, совмещенный с диагностированием (испытанием) состояния элементов сетей под рабочим напряжением с использованием современных технических измерительных средств для выявления дефектов расположенных на БЛА, который позволяет сократить время ликвидации выявленных дефектов.
4. Предложен метод ТО и ТР, позволяющий одновременно диагностировать все отходящие ВЛ от одной подстанции, средняя протяженность которых составляет 150-200 км, что повышает производительность труда в несколько раз по сравнению с аналогичным показателем при наземном обходе ВЛ с целью отыскания дефектов и значительно сокращает затраты на проведение профилактических работ.
5. Своевременная замена дефектных элементов способствует сокращению аварийных отключений и повышению надежности РЭСсхН-10 кВ.
6. Полученные закономерности отказов, их своевременное выявление и замена позволят регулировать резерв запасных элементов и аппаратов РЭСсхН-10 кВ с учетом сезонности их проявления.
7. Предложенная схема ТО и ТР способствует научному обоснованию организации обслуживания РЭСсхН-10 кВ с учетом снижения затрат на ре-монто-востановительные работы, повышению работоспособности и снижению ущерба от недоотпуска электроэнергии.
Литература
1. Арбузов Р.С., Овсянников А.Г. Современные методы диагностики воздушных линий электропередачи. Новосибирск: Наука, 2009. 136 с.
2. Базуткин В.В., Ларионов В.П., Пинталь Ю.С. Техника высоких напряжений: Изоляция и перенапряжения в электрических системах / под общ.ред. В.П. Ларионова. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1986. 464 с.
3. Гельман Н.Л. Повышение эффективности выявления дефектов изоляции ТП и ВЛ 10 кВ // Электричество. 1973. № 9. С. 27.
4. Дударев А.Е. Профилактические испытания изоляции сетей под нагрузкой методом искусственного создания перенапряжений // Электричество. 1978. № 8 С. 70-72.
5. Климат России: науч.-прикл. справочник [Электронный ресурс] / ФГБУ «ВНИИГМИ-МЦД». URL: http://meteo.ru/pogoda-i-klimat/197-nauchno-prikladnoj-spravochnik-klimat rossii.
6. О выборе беспилотных авиационных систем для аэродиагностики воздушных ЛЭП [Электронный ресурс] // Вести в электроэнергетике. 2017. № 5(91). С. 64-73. URL: http://ptero.ru/download /publications/o_vybore_BAS_dlya_diagnostiki_VLEP.pdf.
7. Правила устройства электроустановок. 7-е изд. Новосибирск: Норматика, 2016. 672 с.
8. Рыбаков Л.М., Рыбакова Г.А. Совершенствование метода испытаний изоляции сетей 6-10 кВ // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1985. № 11. С. 46-48.
9. Рыбаков Л.М., З.Г. Иванова, Макарова Н.Л. Обслуживание элементов и оборудования электроустановок по результатам диагностирования технического состояния / Мар. гос. ун-т. Йошкар-Ола, 2015. 318 с.
10. Рыбаков Л.М., Волков С.В. Влияние климатических факторов на отказы элементов распределительных сетей 10 кВ // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2006. № 2. С. 4-5.
11. Рыбаков Л. М., Иванова З.Г. Прогнозирование отказов и планирование резерва запасных элементов, аппаратов и оборудования распределительных электрических сетей 10 кВ // Вестник Чувашского университета. 2015. № 1. С. 104-110.
РЫБАКОВ ЛЕОНИД МАКСИМОВИЧ - доктор технических наук, профессор кафедры электроснабжения и технической диагностики, Марийский государственный университет, Россия, Йошкар-Ола (diagnoz@marsu.ru).
ЛАСТОЧКИН СЕРГЕЙ ВАЛЕРЬЕВИЧ - аспирант кафедры электроснабжения и технической диагностики, Марийский государственный университет, Россия, Йошкар-Ола (diagnoz@marsu.ru).
ЗАХВАТАЕВА АЛЕНА ОЛЕГОВНА - магистрант кафедры электроснабжения и технической диагностики, Марийский государственный университет, Россия, Йошкар-Ола (alena_zah94@mail.ru).
L. RYBAKOV, S. LASTOCHKIN, A. ZAKHVATAEVA IMPROVEMENTS OF TECHNIQUES FOR MAINTANACE AND REPAIR TO PREVENT GROWTH OF DEFECTS IN WEAKENED PARTS OF RURAL DISTRIBUTION NETWORKS OF 10 kV
Key words: distribution networks, climatic factors, thunderstorm activity, insulators, wires, preventive works, diagnosis, diagnostic parameters, maintenance, repair, unmanned aerial vehicles.
The article deals with the issues of improving the techniques for maintenance and repair of rural distribution networks of 10 kV. It is shown that the air power lines are affected by seasonal external climatic factors, the most dangerous of which is thunderstorm activity. The zoning map of the territory of the Russian Federation for the average annual duration of thunderstorms in hours is given, as well as data on the intensity of thunderstorm activity in the Republic of Mari El in the period of observation from 2007 to 2016. The statistics on outages of overhead lines in storm periods from 2007 to 2016 is presented. The data on outages of overhead lines due to damage of pin insulators and wires on the territory of the Republic of Mari El for the period from 2007 to 2016 is given. The two-factor weather models are used to evaluate the operational capability of distribution networks. The main reasons of damaging elements of overhead power lines are specified. The table presents data on the number of damaged elements of distribution networks of 10 kV in the Republic of Mari El for the observation period of 2007-2016. The systems of air lines repair operations are considered. According to the results of calculations, the distribution network insulation failure rate is presented. The functional scheme for maintenance and repair of distribution networks is devised on the basis of diagnosing the parameters of defects recorded by devices installed on the unmanned aerial vehicles.
References
1. Arbuzov R.S., Ovsyannikov A.G. Sovremennye metody diagnostiki vozdushnykh linii elektroperedachi [Modern Overhead Transmission Lines Diagnostic Techniques] Novosibirsk, Nauka Publ., 2009, 136 p.
2. Larionov V.P., ed., Bazutkin V.V., Larionov V.P., Pintal' Yu.S. Tekhnika vysokikh napryazhenii: Izolyatsiya i perenapryazheniya v elektricheskikh sistemakh. 3-e izd., pererab. I dop.
[High Voltage Engineering: Insulation and Overvoltage in Electrical Systems. 3rd ed.]. Moscow, Energoatomizdat Publ., 1986, 464 p.
3. Gel'man N.L. Povyshenie effektivnosti vyyavleniya defektov izolyatsii TP i VL 10 kV [Effecti-vization of Transformer Substations and OHPL 10 kV Insulation Fault Diagnostics]. Elektrichestvo, 1973, no. 9, pp. 27.
4. Dudarev A.E. Profilakticheskie ispytaniya izolyatsii setei pod nagruzkoi metodom iskusstvennogo sozdaniya perenapryazhenii [Preventive Testing of Live Circuits Insulation by Artificially Generated Electrical Surges]. Elektrichestvo, 1978, no. 8, pp. 70-72.
5. Klimat-Rossii: nauch.-prikl. Spravochnik. FGBU «VNIIGMI-MTsD» [Applied Science Reference Book «Climate of Russia», Federal State Budget Institution «RIHMI-WDC»]. Available at: http:meteo.ru/pogoda-i-klimat/197-nauchno-prikladnoj-spravochnik-klimat rossii.
6. O vybore bespilotnykh aviatsionnykh system dlya aerodiagnostiki vozdushnykh LEP [On the Choice of UAV for Overhead Power Transmission Lines]. Vesti v elektroenergetike, 2017, no. 5(91), pp. 64-73. Available at: http://ptero.ru/download/publications/o_vybore_BAS_dlya_ diagnostiki_VLEP.pdf.
7. Pravilaustroistvaelektroustanovok. 7-e izd. [Rules of the Electric Installation. 7th ed.]. Novosibirsk, Normatika Publ., 2016, 672 p.
8. Rybakov L.M., Rybakova G.A. Sovershenstvovanie metoda ispytanii izolyatsii setei 6-10 kV [Improvements in Techniques for 6-10 kV Network Insulation Testing]. Mekhanizatsiya I elektrfikatsiya sel'skogo khozyaistva, 1985, no. 11, pp. 46-48.
9. Rybakov L.M., Z.G. Ivanova, Makarova N.L. Obsluzhivanie elementov i oborudovaniya elektroustanovok po rezul'tatam diagnostirovaniya tekhnicheskogo sostoyaniya [Power Station Component and Equipment Service After Technical Condition Diagnostics]. Yoshkar-Ola, 2015, 318 p.
10. Rybakov L.M., Volkov S.V. Vliyanie klimaticheskikh faktorov na otkazy elementov raspredelitel'nykh setei 10 kV [Influence of Climatic Factors on Failures of 10 kV Distribution Network Parts]. Mekhanizatsiya I elektrfikatsiya sel'skogo khozyaistva, 2006, no. 2, pp. 4-5.
11. Rybakov L. M., Ivanova Z.G. Prognozirovanie otkazov i planirovanie rezerva zapasnykh elementov, apparatov i oborudovaniya raspredelitel'nykh elektricheskikh setei 10 kV [Filure Forecasting and Reserve Planning of Spare Elements, Devices and Equipment of 10 kV Distribution Electric Networks]. Vestnik Chuvashskogo universiteta, 2015, no. 1, pp. 104-110.
RYBAKOV LEONID - Doctor of Technical Sciences, Professor of Power Supply and Technical Diagnostics Department, Mari State University, Russia, Yoshkar-Ola (diagnoz@marsu.ru).
LASTOCHKIN SERGEY - Post-Graduate Student of Electrical and Technical Diagnostics Department, Mari State University, Russia, Yoshkar-Ola (diagnoz@marsu.ru).
ZAKHVATAEVA ALENA - Master's Program Student of Electrical and Technical Diagnostics Department, Mari State University, Russia, Yoshkar-Ola (alena_zah94@mail.ru).
Формат цитирования: Рыбаков Л.М., Ласточкин С.В., Захватаева А.О. Совершенствование метода технического обслуживания и текущего ремонта для предотвращения развития дефектов у ослабленных элементов сельских распределительных сетей 10 кВ // Вестник Чувашского университета. - 2019. - № 1. - С. 119-133.
