Recognition of Corona Discharge Presence by Acoustic System Installed on Unmanned Aerial Vehicle

Abstract

The energy complex of Ukraine still remains a rather powerful complex among the countries of the Eurozone. Ukrainian electrical networks, which are part of the energy complex, have significant branches. The length of high and ultra-high voltage power lines (750, 330, 220, 110 kV) is thousands of kilometers. Deterioration of equipment in the power supply system of Ukraine affects the reliability of power supply and quality indicators. In such conditions, maintenance of the operating condition of the equipment is provided by routine maintenance. Considerable attention is paid to the timely detection of damage, accurate determination of the accident site and its nature. High voltage in the network leads to the appearance of such a side factor as corona discharge, which not only consumes significant amounts of electrical energy, but also distorts it. The appearance of a corona discharge may indicate an electrical malfunction of the current transmission system. Therefore, the authors chose the direction of developing galvanically independent systems for diagnosing the state of power equipment through diagnosing the presence of a corona discharge. For determining the presence of a corona discharge, it is necessary to use either a significant number of diagnostic systems, or the location of such systems on mobile platforms. It is proposed to use unmanned aerial vehicles as a platform. The methods of acoustic control proposed by the authors can be blocked by the intrinsic noises of aircraft. Therefore, an acoustic analysis of various operating modes of aircraft was carried out and compared with the acoustic spectrum of a corona discharge. The obtained results made it possible to visualize the possibility of using acoustic systems on board unmanned aerial vehicles to diagnose corona discharge by acoustic parameters.

Енергетичний комплекс України досі залишається досить потужним комплексом серед країн Єврозони. Українські електричні мережі, що входять до енергетичного комплексу мають значне розгалуження. Протяжність ліній електропередач високої і надвисокої напруги (750, 330, 220, 110 кВ) налічують тисячі кілометрів. Зношеність обладнання в системі електропостачання Україні позначається на надійності електропостачання і на якісних показниках. В таких умовах підтримання робочого стану обладнання забезпечується поточним обслуговуванням. Значна увага приділяється своєчасному виявленню пошкодження, точному визначенні місця аварії і її характеру. Висока напруга в мережі призводить до появи такого побічного фактору, як коронний розряд, який не тільки споживає значні обсяги електричної енергії, але й спотворює її. Поява коронного розряду може бути ознакою електричної несправності системи передачі струму. Тому авторами було обрано напрям по розробці гальванічно-незалежних систем діагностики стану енергетичного обладнання через діагностику наявності коронного розряду. Для визначення наявності коронного розряду необхідно використання або значної кількості систем діагностики, або pозташування таких систем на пересувних платформах. Пропонується використовувати безпілотні літальні апарати в якості платформи. Запропоновані авторами методи акустичного контролю можуть бути заблоковані власними шумами літальних апаратів. Тому було проведено акустичний аналіз різних режимів роботи літальних апаратів і їх порівняння із акустичним спектром коронного розряду. Отримані результати дозволили візуалізувати можливість використання акустичних систем на борту безпілотних літальних апаратів для проведення діагностики коронного розряду за акустичними параметрами.

Энергетический комплекс Украины до сих пор остается достаточно мощным комплексом среди стран Еврозоны. Украинские электрические сети, входящие в энергетический комплекс, имеют значительные ветвления. Протяженность линий электропередач высокого и сверхвысокого напряжения (750, 330, 220, 110 кВ) насчитывает тысячи километров. Изношенность оборудования в системе электроснабжения Украине сказывается на надежности электроснабжения и на качественных показателях. В таких условиях поддержка рабочего состояния оборудования обеспечивается текущим обслуживанием. Значительное внимание уделяется своевременному выявлению повреждений, точному определению места аварии и ее характера. Высокое напряжение в сети приводит к появлению такого побочного фактора, как коронный разряд, который не только потребляет значительные объемы электрической энергии, но и искажает ее. Появление коронного разряда может быть признаком электрической неисправности системы передачи тока. Поэтому авторами было избрано направление по разработке гальванически-независимых систем диагностики состояния энергетического оборудования через диагностику наличия коронного разряда. Для определения наличия коронного разряда необходимо использование или значительного количества систем диагностики, или расположение таких систем на передвижных платформах. Предлагается использовать беспилотные летательные аппараты в качестве платформы. Предложенные авторами методы акустического контроля могут быть заблокированы собственными шумами летательных аппаратов. Поэтому был проведен акустический анализ различных режимов работы летательных аппаратов и их сравнение с акустическим спектром коронного разряда. Полученные результаты позволили визуализировать возможность использования акустических систем на борту беспилотных летательных аппаратов для проведения диагностики коронного разряда по акустическим параметрам.