«Разработка компьютерной имитационной модели переносной приставки сверхнизкой частоты СНЧ 0.1 Гц с учётом нелинейности нагрузочной характеристики. Моделирование нагрузочной характеристики и переходных процессов в основных узлах переносной испытательной приставки сверхнизкой частоты 0.1 Гц во всех нагрузочных режимах устройства с учётом тока утечки в распределительной сети при помощи, разработанной имитационной компьютерной модели. Обработка и анализ полученных результатов имитационной модели переносной испытательной приставки сверхнизкой частоты. Разработка рекомендаций по оптимизации параметров устройства первого года НИОКР, на основе обработки и анализа схем формирования СНЧ и параметров основных элементов приставки в имитационной модели приставки» по теме: «Разработка и испытания опытного образца цифровой многофункциональной приставки комплексной проверки изоляции распределительных сетей высоким напряжением с возможностью изменения формы испытательного напряжения» (промежуточный этап)

Научно-технический отчёт представлен в объеме 29 стр., 20 иллюстраций, 1 таблицы, 0 приложений, состоящий из 1 тома. Ключевые слова: высоковольтные испытания, моделирование, диагностика, выпрямитель, переходной процесс, диагностическое устройство, изоляция, сшитый полиэтилен, пропитанная изоляция, выпрямленное напряжение, сверхнизкая частота. Целью выполнения НИОКР является построение компьютерной имитационной модели опытного образца диагностического переносного устройства сверхнизкой частоты СНЧ 0.1 Гц с учётом нелинейности нагрузочной характеристики. Разработанная компьютерная модель позволит дополнительно исследовать переходные процессы в высоковольтной переносной приставке предназначенной для проверки состояния изоляции силовых кабельных линий распределительных сетей 6-10 кВ в режиме диагностики, а также установить зависимость между изменением нелинейной нагрузочной характеристикой приставки (U=f(Iу)- зависимость выходного напряжения – U устройства от тока утечки – Iу контролируемого объекта) и надежностью выпрямительных каскадов, а именно влияние выходной характеристики на токи в диодах приставки. Анализ результатов моделирования высоковольтной диагностической приставки (опытного образца) позволит сформулировать требования к проектированию диагностических устройств обладающих повышенной нагрузочной способностью без ущерба к надёжной работе в разных эксплуатационных режимах. Разработана компьютерная модель опытного образца переносной испытательной приставки силовой кабельной линии. Имитационная модель приставки учитывает нелинейно изменяющееся напряжение на высоковольтном выводе источника с изменением тока утечки контролируемого объекта (кабельной линии). Входное напряжение первого каскада выпрямителя с умножением напряжения для опытного образца составляет 10 кВ с частотой не менее 10 кГц, указанная частота позволяет сократить расходы на массогабаритные показатели приставки и добиться наименьших размеров материала по сравнению с частотой 50 Гц. В основу опытного образца (имитационной модели) заложена двухполупериодная двухполярная схема с умножением напряжения, позволяющая одновременно формировать на выходе приставки выпрямленное напряжение отрицательной и положительной полярности. Высоковольтный коммутатор приставки, формирующий форму выходного напряжения, имитирован двумя ключами, поочередно замыкающие свои контакты. Время замыкания контакта одного ключа составляет 5 секунд, соответственно один полный цикл работы двух ключей составляет 10 секунд, тем самым формируется частота выходного напряжения 0,1Гц. Умножение напряжения в модели выполнено трёх каскадным, по два конденсатора на каскад, что позволяет повысить напряжение до 6 раз (60 кВ положительной и отрицательной полярности в соответствующем полюсе выпрямителя). При необходимости испытания кабелей с изоляцией сшитого полиэтилена, высоковольтный коммутатор формирует на выходе устройства косинуспрямоуголную форму напряжения сверхнизкой частоты (СНЧ) 0,1 Гц. Как показывает практика, это наиболее оптимальная частота напряжения для выявления триингов (распространенный вид дефекта в изоляции КЛ). В случае испытания кабельной линии с пропитанной масляной изоляцией, применяется выпрямленное напряжение отрицательной полярности на выходе устройства, что позволяет эффективно проверять на наличие дефектов указанную изоляцию. Отрицательная полярность выпрямленного напряжения на выходе устройства обеспечивается за счёт соответствующего полюса выпрямителя и отключенного высоковольтного коммутатора. Выполнено моделирование нагрузочной характеристики и переходных процессов в основных узлах опытного образца устройства сверхнизкой частоты 0.1 Гц во всех нагрузочных режимах от холостого хода установки до режима короткого замыкания. При моделировании нагрузочной характеристики рассматривались следующие варианты: равномерное распределение ёмкости по каскадам выпрямителя; неравномерное распределение ёмкости по каскадам выпрямителя, ёмкость входных конденсаторов первого каскада увеличены в 10 раз; включение катушки индуктивности настроенной в резонанс с первым каскадом. Анализ результатов моделирования имитационной модели опытного образца сверхнизкой частоты показал, что при неравномерном распределении ёмкости по каскадам выпрямителя наблюдается увеличение (подъём) нагрузочной характеристики приставки, причём это увеличение является максимальным при увеличение ёмкости конденсаторов первого каскада, при сравнении со вторым или третьим. При включении катушки индуктивности, настроенной в резонанс с первым каскадом, наблюдается максимальный подъём напряжения на выходе разрабатываемого устройства, тем самым предпочтение этому варианту. Разработаны следующие рекомендации по оптимизации параметров и структурной схемы опытного образца, на основе выполненного анализа моделирования. При построении опытного образца высоковольтной приставки диагностики изоляции силовых кабельных линий в основе устройства для формирования напряжения сверхнизкой частоты и выпрямленного напряжения отрицательной полярности можно использовать двухполупериодную двухполярную схему умножения, с периодической коммутацией выходного напряжения. Для формирования на выходе опытного образца заданной формы напряжения можно применить, например электромагнитный коммутатор напряжения. Для обеспечения заданного уровня напряжения на выходе разрабатываемого устройства необходимо использовать выпрямитель напряжения с тремя каскадами в каждом полюсе и двумя конденсаторами на каскад. Для обеспечения наилучшей нагрузочной способности разрабатываемого образца испытательной приставки, необходимо использовать эффект резонанса напряжения, который можно получить за счёт резонанса между вторичной обмоткой промежуточного высокочастотного трансформатора и входными конденсаторами первого каскада выпрямителя. Полученные результаты позволяют судить об успешности выполненных работ и достигнутых целей, поставленных перед командой исследователей на данном этапе НИОКР.