Методики розрахунку вологорозрядних характеристик ізоляторів

Abstract

У статті представлено детальний аналіз та порівняння методів розрахунку вологорозрядної напруги ізоляторів. Початкова частина роботи присвячена короткому огляду принципів, що лежать в основі розряду у повітрі вздовж поверхні ізоляторів, що є ключовим аспектом для розуміння вологорозрядних процесів. Розглядаються дві основні методики розрахунку вологорозрядної напруги. Перша методика базується на формулі Теплера, яка потребує використання специфічних вихідних даних, що можуть бути отримані лише експериментально. Цей підхід, хоч і є класичним, утруднює його практичне застосування через складність отримання необхідних параметрів у реальних умовах. Друга методика, описана у літературі, опирається на загальнодоступні дані, що значно спрощує процес розрахунку. На основі цієї методики було створено автоматизований інструмент для розрахунку вологорозрядних характеристик ізоляторів. Використання цього інструменту дозволяє знизити залежність від експериментальних даних, забезпечуючи точні результати з мінімальними витратами часу та ресурсів. Для ілюстрації ефективності запропонованого інструменту було проведено розрахунок вологорозрядних характеристик для ізолятора типу ЛК 70-110. За результатами аналізу, вологорозрядна напруга для цього ізолятора становить 549 кВ, а напруженість – 2,1 кВ на сантиметр довжини шляху струму витоку. Ці показники співпадають з середніми значеннями, отриманими за допомогою першої методики, що підтверджує надійність і точність нової методики. Зроблені висновки свідчать про те, що друга методика розрахунку є повністю задовільною для стандартних розрахунків ізоляторів. Вона також може бути застосована у специфічних умовах, таких як підземні підстанції, де точність і оперативність є критично важливими. Таким чином, запропонована методика розрахунку може стати ефективним інструментом для інженерів та науковців, що займаються проєктуванням та аналізом ізоляційних систем. Ця робота робить значний внесок у розробку та вдосконалення методів оцінки вологорозрядних характеристик ізоляторів, що є важливим кроком до підвищення надійності електричних мереж та безпеки їх експлуатації.

This paper presents a detailed analysis and comparison of methods for calculating the moisture discharge voltage of insulators. The initial section provides a brief overview of the principles underlying air discharge along the surface of insulators, which is crucial for understanding moisture discharge processes. Two primary calculation methods for moisture discharge voltage are considered. The first method is based on Tepler's formula, which requires specific input data that can only be obtained experimentally. Although this approach is classical, it complicates practical application due to the difficulty of acquiring the necessary parameters under real-world conditions. The second method, described in the literature, relies on readily available data, significantly simplifying the calculation process. Based on this method, an automated tool for calculating the moisture discharge characteristics of insulators has been developed. The use of this tool reduces dependency on experimental data, providing accurate results with minimal time and resource expenditure. To demonstrate the effectiveness of the proposed tool, a moisture discharge characteristic calculation was performed for the insulator type LK 70-110. According to the analysis results, the moisture discharge voltage for this insulator is 549 kV, with a stress of 2.1 kV per centimeter of leakage current path length. These figures align with the average values obtained using the first method, confirming the reliability and accuracy of the new approach. The conclusions indicate that the second calculation method is fully satisfactory for standard insulator calculations. It can also be applied in specific conditions, such as under-chemo-substations, where precision and efficiency are critically important. Thus, the proposed calculation method can become an effective tool for engineers and researchers involved in the design and analysis of insulation systems. This work significantly contributes to the development and improvement of methods for assessing the moisture discharge characteristics of insulators, representing an essential step towards enhancing the reliability and safety of electrical networks and their operation.