В настоящее время в Российской Федерации (РФ) оборудование большинства электростанций имеет срок службы свыше 30 лет и более. Поэтому остро стоит вопрос о техническом перевооружении станций на базе современного энергетического оборудования, в частности, генераторов с повышенными технико-экономическими показателями. 

Согласно основным положениям технической политики в электроэнергетике РФ на период до 2030 года, отечественная промышленность должна освоить выпуск новых видов генерирующего оборудования, в частности, турбогенераторов с полностью воздушным охлаждением до 350 МВт и осуществить разработку таких машин мощностью до 500 МВт. Актуальным является также и промышленное освоение турбогенераторов до 1500 МВт с водяным охлаждением для АЭС и оснащение теплоэлектростанций на 25-30 % асинхронизированными турбогенераторами.

Причем техническое перевооружение действующих электростанций включает как замену, так и глубокую модернизацию оборудования. Совершенствование конструкций турбо- и гидрогенераторов тесно связано с возрастанием электродинамических, тепловых и термомеханических нагрузок, что требует решения ряда важных прикладных проблем, в том числе в области внедрения новых изоляционных материалов и разработки прогрессивных технологических процессов изготовления систем изоляции статорных обмоток, а также разработки и широкого внедрения современных систем диагностики их работоспособности.

Для высоковольтного электроэнергетического оборудования проблема контроля и технического диагностирования стоит особенно остро из-за большой ответственности выполняемых им функций. Успех ее решения во многом зависит от выбора контролируемых параметров, а также умения предсказать момент отказа на основании анализа критериев работоспособности путем использования интеллектуальных прогностических алгоритмов.

Хорошо известно, что работоспособность электрических машин высокого напряжения, в первую очередь, определяется надежностью систем изоляции статорной обмотки. Согласно статистическим исследованиям, более 37% отказов генераторов и электродвигателей с воздушным охлаждением и до 56% отказов гидрогенераторов связаны с проблемами электрической изоляции статорных обмоток этих машин, которые, в первую очередь, обусловлены развитием в них частичных разрядов (ЧР) различных типов и интенсивности. 

ЧР в системах изоляции статорной обмотки электрических машин возникают под действием высокой напряженности электрического поля в местах пониженной электрической прочности. Они представляют собой либо пробои газовых включений внутри корпусной изоляции, либо местные электрические разряды в газе по поверхности твердого диэлектрика, и на этой основе разделяются на внутренние и внешние. Отказ системы электрической изоляции естественно происходит не мгновенно и, в первую очередь, определяется типом ЧР и областью их возникновения. 

Время от возникновения первичных ЧР до полного пробоя изоляции в большинстве зафиксированных случаев составляет от нескольких недель до десятков лет, наиболее опасными типами ЧР являются некоторые внешние, в частности, пазовые разряды. Таким образом, характеристики и типы ЧР являются важными диагностическими признаками, что дает возможность обнаруживать технологические дефекты уже на стадии заводских приемо-сдаточных испытаний.

   В отличие от других диагностических методов, основанных на измерениях электрических характеристик (диэлектрических потерь, абсорбционных характеристик и т.д.), регистрация характеристик ЧР может выявлять локальные дефектные области и идентифицировать наиболее опасные типы ЧР, что обуславливает преимущество этого метода.

Статья взята из «Учебного пособия»

Андреева А. М., Андреева И. А., Дудкина С. М.

«МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЯ ДИЭЛЕКТРИКОВ»

«Измерение характеристик частичных разрядов в электрической изоляции»