Доцент Дмитрий Титов и инженер-исследователь Клим Волхов из Центра энергетических технологий Сколтеха опубликовали результаты лабораторных исследований по оценке вероятности одной из наиболее частых причин отключения электроэнергии в России — перекрытия высоковольтных изоляторов линий электропередачи. Перекрытия подвески изоляторов связаны с загрязнением поверхности и снижением разрядных характеристик изоляторов. Помимо аварий, они также приводят к издержкам на аварийно-восстановительные работы. Исследования проводились в рамках разработки технологии для риск-ориентированного управления состоянием изоляции. 

Новая технология уже проходит опытную эксплуатацию в сетях ПАО «Россети Московский Регион». Заказчиком и владельцем технологии является АО «Южноуральский арматурно-изоляторный завод» — крупный производитель высоковольтных изоляторов. Статья вышла в сборнике материалов Международной научно-технической конференции «Пром-Инжиниринг» 2023 под издательством Institute of Electrical and Electronics Engineers.

По словам учёных, определить состояние изоляторов линий электропередачи и уровень их загрязнения сложно, а их замену осуществляют либо по истечении срока эксплуатации, либо на основе субъективных оценок сотрудников энергокомпаний. Новая разработка — программно-аппаратная платформа с сенсорами и средствами обработки данных — помогает сделать процесс оценки более объективным и снизить стоимость эксплуатации изоляторов.

На первом этапе учёные разработали математический аппарат, который оценивает состояние изоляции, а на втором — сенсоры. Исследования проводились по двум направлениям — в заводских лабораториях и непосредственно на электросетевых объектах. «В лабораториях есть высоковольтное оборудование, которое позволяет имитировать процессы при эксплуатации ЛЭП, — рассказывает Волхов. — Мы использовали портативные осциллографы, чтобы смоделировать различные состояния изоляторов и выявить их характеристики при загрязнении, увлажнении, изменении их количества и типов. Второе направление — это натурные измерения. Мы собирали данные о токах утечки в изоляторах с реальных энергообъектов в Дагестане, Волгоградской и Тульской областях, а также в Москве, заносили их в одну базу и обрабатывали».

На основе анализа осциллограмм в статье авторы представили около 20 наиболее значимых для построения модели параметров тока утечки и из них выбрали те, которые лучше всего отражают состояние изоляторов. Разработка и применение сенсоров, способных измерять данные параметры, поможет предотвратить аварии на ЛЭП.

«Мы провели несколько натурных испытаний и по их результатам доработали программно-аппаратный комплекс. Он служит не для контроля конкретного изолятора, на котором установлен датчик, а для оценки состояния всей изоляции электросетевого района, что добавляет ценности разработке. В ноябре прошлого года мы стали одними из победителей конкурса разработок в сфере интеллектуальной электроэнергетики „Энергопрорыв“. Проект вошёл в программу научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ ПАО „Россети Московский регион“. Мы хотим, чтобы в будущем сетевая компания смогла пользоваться технологией без проблем и ограничений», — подытоживает Титов и добавляет, что другой версии такого продукта с успешным опытом коммерциализации сейчас в мире нет.