CC BY
20
УДК 621.315.65(08)
Т. А. Несенюк, В. Н. Соколов
Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС), г. Екатеринбург,
Российская Федерация
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ШТЫРЕВЫЕ ИЗОЛЯТОРЫ С RFID-ИНДИКАТОРАМИ
Аннотация. Работа относится к применению нового метода бесконтактного RFID-контроля состояния изоляторов для воздушных линий электропередач, включая линии устройства сигнализации, централизации, блокировки и продольного электроснабжения. Значительное количество аварийных ситуаций происходит из-за пробоя изоляторов и несовершенства методов контроля. Предлагается применить бесконтактную систему RFID-контроля изоляторов воздушной линии электропередачи, которая состоит из считывателя с приемопередающим устройством и антенной, стандартных изоляторов с RFID-индикаторами и специального программного обеспечения. В данной статье описаны исследования штыревых изоляторов с закрепленными RFID-индикаторами. Целью исследований являлось влияние климатических факторов на компоненты и сборочные конструкции штыревых изоляторов с RFID-индикаторами и работа системы RFID-контроля в целом. В качестве образцов исследования были выбраны радиочастотная метка, полиэтиленовый колпачок с алюминиевым покрытием с встроенной меткой, штыревой фарфоровый изолятор с RFID-индикатором в сборке. Климатические испытания проводились в испытательном центре технических средств железнодорожного транспорта Уральского государственного университета путей сообщения (ИЦ ТСЖТ УрГУПСа). Имитировались температурные изменения от -60 до +50 °С при влажности воздуха до 93 %. Представлены и проанализированы результаты по адгезионным свойствам и электропроводности токопроводящего покрытия на полиэтиленовой поверхности и устойчивости функционирования RFID-меток. Даны предложения по совершенствованию компонентов и сборочной конструкции. Во-первых, применить на верхушке штыря винтовую резьбу вместо специальной накатки, что снизит механические нагрузки при монтаже конструкции отдельных компонентов и позволит снизить погрешность установочных размеров для улучшения приема-передачи сигналов между считывателем и меткой. Во-вторых, путем пескоструйной обработки поверхности полиэтиленового колпачка можно улучшить адгезию поверхности с токопроводящим покрытием, что увеличит электропроводность конструкции. В итоге проведенной работы доказано, что разработанная система RFID-контроля изоляторов функционирует в заданных ГОСТом климатических условиях, что позволяет рекомендовать ее применение в линиях устройств с напряжением 6 - 10 и 35 кВ.
Ключевые слова: штыревой изолятор с RFID-индикатором, климатические испытания, RFID-метка, то-копроводящее покрытие, контроль, RFID-система, штыревой изолятор, пробой изоляторов, линии СЦБ и ПЭ, сети с изолированной нейтралью.
Tatiana A. Nesenyuk, Viktor N. Sokolov
Ural State University of Railway Transport (USURT), Yekaterinburg, the Russian Federation
STUDY OF THE INFLUENCE OF CLIMATIC FACTORS FOR PIN INSULATORS WITH RFID INDICATORS
Abstract. The work relates to the application of a new method of noncontact RFID monitoring of the condition of insulators for overhead power lines, including signaling, centralizing, blocking, and longitudinal power supply lines . A significant number of accidents occur due to the breakdown of insulators and imperfection of control methods. It is proposed to use a non-contact RFID control system for overhead power line insulators, which consists of a reader with a transceiver and an antenna, standard insulators with RFID indicators and special software. The aim of the research is the influence of climatic factors on the components and assembly structures ofpin insulators with RFID indicators and the operation of the RFID control system in general. The selected study samples are a radio frequency tag, an aluminum-coated plastic cap with an integrated tag, and a pin-shaped porcelain insulator with an RFID indicator in the assembly. The climatic tests were carried out in the testing center of technical means of railway transport of the Ural State University of Railway Transport (IC TSZHT USUPS). Temperature changes were simulated from -60 to +50 ° С with air humidity up to 93%. The results on the adhesive properties and electrical conductivity of a conductive coating on a polyethylene surface and the stability of the functioning of RFID tags are presented and analyzed. Suggestions for improving the components and assembly design are given. Firstly, to use a screw thread on the top of the pin instead of a special
knurling, which will reduce mechanical stress during installation of the structure of individual components and will reduce the error in the installation dimensions to improve the reception and transmission of signals between the reader and the tag. Secondly, sandblasting of the surface of the polyethylene cap can improve the adhesion of the surface to the conductive coating, which will increase the electrical conductivity of the structure. The result of this work proves that the developed RFID control system of insulators functions in the climatic conditions specified by GOST, which allows to recommend its implementation in the lines ts use in lines of devices with a voltage of 6-10 and 35 kV.
Keywords: pin insulator with RFID indicator, climate tests, RFID tag, conductive coating, control, RFID system, pin insulator, insulator breakdown, SCB and PE lines, networks with isolated neutral.
Данные исследования относятся к применению нового метода RFID-контроля изоляторов воздушных линий электропередач (ВЛ), включая линии устройства сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ), а также продольного электроснабжения (ПЭ). Значительное количество всех аварийных ситуаций происходит из-за пробоя изоляторов и несовершенства применяемых методов контроля [1 - 7]. Под воздействием внешних факторов происходит снижение диэлектрических свойств изоляторов, увеличение тока утечки, включающего поверхностный ток и сквозной ток проводимости, что со временем приводит к пробою или перекрытию изоляторов, вызывающих аномальные и аварийные режимы работы в системе электроснабжения. Скрытость дефектов, которые нельзя обнаружить ни визуально, ни электрическими испытаниями, наиболее опасна в эксплуатации [2, 4, 7]. Особенно сложно выявить пробой изолятора в линиях с изолированной или компенсированной нейтралью, где ток однофазного замыкания на землю не превышает 5 А [1 - 2].
Несенюк Т. А. предложен и опробован RFID-контроль диэлектрического состояния фарфоровых штыревых изоляторов [5 - 9]. Суть метода состоит в индивидуальной маркировке и контроле каждого изолятора с применением RFID-системы. На изолятор крепится RFID-индикатор с меткой-наклейкой, имеющий индивидуальный код. RFID-индикатор указывает на нормальное или дефектное состояние изолятора, которое определяется прохождением через изолятор тока. Если ток не превышает допустимых значений уставки, то RFID-индикатор откликается на зондирующие сигналы считывателя, если же через изолятор прошел ток, превышающий ток уставки, RFID-индикатор перегорает и не отвечает на сигналы считывателя. Наличие или отсутствие ответных сигналов RFID-индикаторов фиксируется на экране считывателя. Так, например, отсутствие сигнала от RFID-индикатора может служить основанием для принятия решения по очистке загрязненного дефектного изолятора или по его замене.
Основными требованиями применения RFID-системы являются ее надежная работа в заданных климатических и эксплуатационных условиях, передача информации о состоянии изоляторов с RFID-индикатором при движении на транспортном средстве, например, вагон-лаборатории контактной сети, и обходе воздушной линии (ВЛ) оперативной бригадой. При разработке RFID-системы особое внимание уделялось электропроводности токопроводящего покрытия, ее совместимости с алюминиевой антенной RFID-метки и адгезии поверхностей модернизированного колпачка.
Данные требования предусматривали решение ряда научно-технических задач. Во-первых, решались вопросы выбора токопроводящего покрытия для полиэтиленового колпачка штыревого изолятора и нахождения способа его нанесения на поверхность полиэтилена. Данные изыскания описаны в статье [8]. Известно, что полиэтилен обладает очень низкой адгезией, что затрудняет нанесение покрытий. В результате нами предложено использование алюминиевого покрытия колпачка, наносимого способом вакуумной металлизации на полиэтиленовую поверхность [10]. Алюминий в целом отвечает основным поставленным требованиям по коррозионно-контактной совместимости с материалом метки (алюминий), но потребовались дополнительные исследования по механической стойкости покрытия и климатическим испытаниям.
Вторая задача - исследование образцов меток, применяемых в качестве индикатора, с учетом скорости приема и передачи сигнала и диаграмм направленности меток и разработки считывающего устройства с усиливающей антенной. В настоящее время ведутся исследования
совместно с дорожной электротехнической лабораторией Трансэнерго Свердловской железной дороги - филиала ОАО «РЖД».
В данной статье описывается третья задача - определение влияния климатических факторов на компоненты штыревого изолятора и сборную конструкцию штыревого изолятора с ИРГО-индикатором. Исследование проводилось для оценки функционирования образцов при воздействии повышенных и пониженных температур, влажности воздуха. Климатические испытания проводились в испытательном центре технических средств железнодорожного транспорта Уральского государственного университета путей сообщения в соответствии с ГОСТ 28224-89 [11]. Образцами испытаний были компоненты конструкции, в которую входили радиочастотная метка-наклейка, полиэтиленовый колпачок с алюминиевым покрытием с встроенной меткой и без нее, а также штыревой фарфоровый изолятор с ИРГО-индикатором. Схема устройства штыревого изолятора показана на рисунке 1, а его общий вид - на рисунке 2.
Рисунок 1 - Схема устройства штыревого изолятора с ИРГО-меткой: 1 - провод ВЛ; 2 - штыревой изолятор; 3 - полиэтиленовый колпачок с токопроводя-щим покрытием; 4 - чип, 5 - метка-наклейка; 6 - стальной штырь
Рисунок 2 - Сборная конструкция штыревого изолятора с колпачком и КРГО-меткой
Определение характеристик и параметров при изменении климатических условий проводилось в камере искусственного климата ТНУ710. Исходные характеристики образцов фиксировались после предварительной сушки при температуре 55 °С и влажности не более 20 % в течение 24 ч и выдержки при нормальных атмосферных условиях в течение 6 ч. Далее имитировались температурные изменения от -60 до +50 °С при влажности воздуха до 93 %. Продолжительность и цикличность испытаний представлена графиками на рисунке 3.
Продолжительность одного цикла испытаний составляет 24 ч. Всего выполнено 10 циклов. На рисунке 3, а изображен график одного цикла, где показаны временные характеристики с задаваемыми параметрами температуры и влажности. Контрольные измерения проводились в начале и в конце климатических испытаний в точках 1 и 14 (рисунок 3, б). Были проведены исследования с разной периодичностью во время максимально задаваемых температур 50 °С на циклах 1, 4, 5, 8 и 10 в точках 2, 5, 6, 7, 9 ,12 (см. рисунок 3, б). Снятие результатов при низких температурах -60 ° осуществляли на циклах 1, 3, 8, 10 в точках 3, 4, 10, 11 и 13. Всего во время климатических испытаний было проведено 14 измерений. Объектами испытаний были как отдельные компоненты, так и сборные конструкции: ИРГО-метки-наклейки, полиэтиленовые колпачки с токопроводящим покрытием и ИРГО-метками-наклейками, стальной штырь с вбитыми полиэтиленовыми колпачками, изоляторы ШФ с ИРГО-индикатором и сборная конструкция, состоящая из стального штыря на уголке с насаженным полиэтиленовым
колпачком с токопроводящим покрытием и прикрепленной КГГО-меткой. Наименование образцов приведено в таблице 1.
Время, ч
б
Рисунок 3 - Продолжительность и цикличность испытаний изолятора ШФ с индикатором: а - продолжительность одного цикла (% - влажность); б - суммарные циклы с указанием номеров контрольных измерений
Образцы ЯГТО-меток-наклеек УАЯ2, УАЯ3, УАЯ7 закодированы 21-значным кодом, для удобства в таблице 1 показаны последние четыре знака.
Прием сигнала меток проводили переносным считывателем АШ АТ 570, РСИ (рабочая частота 866,9 МГц, выходная мощность 26 дБм). Климатические режимы съема данных контрольных измерений и суммарное время в камере приведены на рисунке 3, б и в таблице 2.
В ходе испытаний отклики меток принимались из герметичной закрытой металлической камеры, имеющей смотровое окно. Испытания под номерами 8 и 14 проводились при открытой камере, так как температура и влажность соответствовали заданным режимам испытаний.
а
Таблица 1 - Объекты климатических испытаний
Образцы 1. ИРГО-метка
Образец 1.1 1.2
Тип метки УАИ3 УАИ7
Код метки 2575 9576
Итого 2 шт.
Образцы 2. Полиэтиленовый колпачок с токопроводящим покрытием и КРГО-меткой
Образец 2.1. 2.2.
Тип метки УАИ3 УАИ2
Посл. цифры номера метки АБ76 СБ7В
Итого 2 шт.
Образцы 3. Сборная конструкция, состоящая из стального штыря с полиэтиленовыми колпачками
Образец 3.1.1 3.1.2 3.2.1 3.2.2 3.3.1 3.3.2
Тип метки УАИ3 Без метки УАИ3 Без метки УАИ3 Без метки
Код метки 4Б73 Без метки 2175 Без метки 2975 Без метки
Итого 3 шт
Образцы 4. Изолятор типа ШФ с КРГО-индикатором (3 шт.) и сборная конструкция, состоящая из стального штыря на уголке с насаженным полиэтиленовым колпачком с токопроводящим покрытием и прикрепленной ИРГО-меткой (1 шт.)
Образец 4.1 4.2 4.3 4.4
Тип изолятора ШФ-10 ШФ-20 ШС-10 Без изолятора
Тип метки УАИ3 УАИ3 УАИ3 УАИ2
Код метки 2Б75 В176 А976 ББ7В
Итого 4 шт.
Таблица 2 - Позиции контрольных измерений климатических испытаний меток
Номер Наименование позиций контрольных Температура, Влажность, Суммарное время
позиции измерений °С % выдержки в камере, ч
1 После предварительной выдержки +21 30 -
2 Выдержка высокой температуры +50 93 10
3 Выдержка низкой температуры -60 30 19
4 Выдержка низкой температуры -60 30 68
5 Выдержка высокой температуры +50 93 79
6 Выдержка высокой температуры +50 93 106
7 Выдержка высокой температуры +50 93 108
8 Промежуточные измерения в открытой +25 30 110
климатической камере
9 Выдержка высокой температуры +50 93 175
10 Выдержка низкой температуры -60 30 181
11 Выдержка низкой температуры -60 30 188
12 Выдержка высокой температуры +50 93 220
13 Выдержка низкой температуры -60 30 230
14 Окончание испытаний +21 30 240
Ответные отклики меток регистрировались считывающим устройством, на экране монитора отражались номера меток, присвоенные каждому исследуемому образцу. Результаты испытаний по количеству откликнувшихся ИГГО-меток представлены в таблице 3.
В ходе испытаний было установлено, что отклик меток зависит от их расположения в климатической камере. Метки, расположенные в глубине камеры, не каждый раз давали отклик на зондирующий сигнал считывателя. Как было установлено, это связано с экранированием металлическим корпусом самой камеры, метки под воздействием воздушных потоков переместились на дно климатической камеры. При отрытой двери камеры все метки функционировали в нормальном режиме (опыты 8 и 14). Выяснено, что расположение метки в вертикальной и горизонтальной плоскостях влияет на ответный сигнал от метки. Данный момент надо будет
учитывать и метки закреплять в вертикальной плоскости относительно считывателя с линейной поляризацией (это является рабочим положением работы метки). После проведения климатических испытаний все исследуемые образцы меток откликались на сигналы считывателя.
Таблица 3 - Количество откликнувшихся меток, закрепленных на образцах
Образцы 1.1 1.2 2.1 2.2 3.1.1 3.2.1 3.3.1 4.1 4.2 4.3 4.4
Номер метки 5573 2575 АБ76 СБ7В 4Б73 2175 2975 2Б75 В176 А976 ББ7В
Тип метки VAR3 VAR3 VAR3 VAR2 VAR3 VAR3 VAR3 VAR3 VAR3 VAR3 VAR2
Количество откликнувшихся меток 10 13 14 9 7 11 11 10 14 10 14
Важные практические результаты испытаний были получены по механической устойчивости алюминиевых покрытий полиэтиленовых колпачков. В таблице 4 приведено описание внешнего вида покрытых колпачков после климатических испытаний.
Определено, что стойкость покрытия во многом зависит от конструктивной сборки изделий. Наилучшее качество у покрытий после испытаний у отдельных колпачков (2.1 и 2.2). При этом практически нет видимых разрушений поверхности алюминия. Климатические перепады не влияют на поверхностное металлизированное покрытие.
Таблица 4 - Описание внешнего вида алюминиевых покрытый полиэтиленовых колпачков после климатических испытаний
Номер образца Внешний вид колпачков Площадь разрушений, % Общее состояние токопроводящего слоя
2.1 Без изменений 5 Хорошее
2.2 Без изменений 0 Хорошее
3.1.1 Есть отслоения 30 Удовлетворительное
3.1.2 Есть отслоения 50 Неудовлетворительное
3.2.1 Почти без изменений 10 Хорошее
3.3.1 Есть отслоения 10 Удовлетворительное
3.3.2 Есть отслоения 20 Удовлетворительное
4.1 Небольшая потертость 20 Удовлетворительное
4.2 Небольшая потертость 15 Хорошее
4.3 Потертость и отслоение 35 Удовлетворительное
4.4 Небольшая потертость 10 Хорошее
У образцов 3 «Сборная конструкция» (состоящая из стального штыря с насаженными полиэтиленовыми колпачками) среднее значение площади разрушения токопроводящего слоя алюминия составило около 25 %. При этом в четырех случаях из пяти токопроводящий алюминиевый слой не был разрушен и не наблюдалось значительного отслоения. В рабочей сборке с изолятором для образцов 4 «Изолятор типа ШФ с ЯРШ-индикатором (3 шт.) и сборная конструкция, состоящая из стального штыря на уголке с насаженным полиэтиленовым колпачком с токопроводящим покрытием и прикрепленной КРГО-меткой (1 шт.)» среднее значение площади разрушений составило не более 20 %, что несколько меньше, чем у образцов 3. При этом у образцов 4 наблюдается потертость на резьбовой поверхности за счет трения при закручивании и раскручивании изолятора на колпачок. Токопроводящий слой на образцах 4 с изоляторами не был нарушен. Таким образом, у исследуемых образцов 2, 3 и 4 токопроводя-щее покрытие имеет удовлетворительное состояние после проведенных климатических и механических испытаний.
Основываясь на представленных данных, мы пришли к выводу, что основная причина отслоения токопроводящего покрытия обусловлена особенностями конструкции колпачка и
принятой технологии монтирования его на штырь. Внутренняя верхняя часть колпачка имеет сужение и при вбивании колпачка на штырь происходит механическое поверхностное растяжение, особенно если штырь имеет больший диаметр. При этом в завистимости от конструкции колпачка происходит постепенное сужение его диаметра. Механическое воздействие в сочетании с разными тепловыми коэффициентами расширения у алюминия и полиэтилена при температурных колебаниях приводит к частичному отслаиванию тонкой алюминиевой пленки. Для устранения этого недостатка нами предложено применять штырь с резьбой. Штырь можно закрепить на траверсу болтовым соединением или сваркой. Данная резьба упростит монтаж разработанной конструкции за счет калибровки размеров при сборке колпачка на штырь и установке ИРГО-индикатора. Благодаря предложенному решению навинчивания по резьбе уменьшится площадь деформации токопроводящей алюминиевой поверхности в отличие от применяемого заколачивания колпачка.
Измерение электрического сопротивления алюминиевого покрытия проводилось мульти-метром РС5000, Кл 0,2. Среднее поверхностное сопротивление определялось присоединением щупов к поверхности колпачка и измерением по четырем точкам через каждые 90 ° по окружности.
Для оценки влияния изменения электрических характеристик, а именно увеличения омического сопротивления, исследовали образцы 2, 3, 4. Результаты измерений приведены в таблице 5.
Во всех исследуемых образцах наблюдалось незначительное увеличение сопротивления от 1,5 до 4 раз под влиянием внешних механических и климатических факторов. Полученные результаты находятся в пределах допустимой нормы, которая составляет не более 8 Ом. Наибольшее увеличение наблюдалось в местах разрушения токопроводящего алюминиевого покрытия (образцы 3.1.1, 3.1.2, 3.3.2, 4.3), что свидетельствует о необходимости улучшения адгезии между полиэтиленовой поверхностью и алюминиевым покрытием. Предлагается до покрытия колпачков алюминиевым слоем провести пескоструйную обработку внешней полиэтиленовой поверхности колпачка, что позволит улучшить сцепление материалов.
Таблица 5 - Результаты измерений сопротивления образцов
Образцы 2. Полиэтиленовый колпачок с токопроводящим покрытием и RFID-меткой
Обозначение образца 2.1. 2.2.
Среднее сопротивление покрытия колпачка, Ом
До начала испытаний 2,7 2,8
После предварительной выдержки 2,8 4,1
После испытаний 3,5 6.7
Образцы 3. Сборная конструкция, состоящая из стального штыря с двумя полиэтиленовыми колпачками с токопроводящим покрытием
Обозначение образца 3.1.1 3.1.2 3.2.1 3.2.2 3.3.1 3.3.2
Среднее соп ротивление покрытия колпачка, Ом
До начала испытаний 1,0 1,2 2,5 2 1,3 1,1
После предварительной выдержки 1,8 1,5 3 2,7 1,7 1,4
После испытаний 5 5 6 3,4 6 7,9
Образцы 4. Сборные конструкции
Обозначение образца 4.1 4.2 4.3 4.4
Тип изолятора ШФ-10 ШФ-20 ШС-10 Без изолятора
Среднее сопротивление покрытия колпачка, Ом
До начала испытаний 1,3 1,5 1,2 0,7
После предварительной выдержки 1,8 1,9 2,1 1,2
После испытаний 5,1 6 7 4,4
В результате проведенные климатические испытания изоляторов с RFID-индикатором и их компонентов, входящих в систему RFID-контроля, подтвердили соответствие ГОСТ 28224-89 (МЭК 68-2-38-77) «Основные методы испытаний на воздействие внешних факторов». Испытание Z/AD: Составное циклическое испытание на воздействие температуры и влажности. Basic environmental testing procedures. Part 2. Test Z/AD. Composite temperature and humidity cyclic test.
Даны предложения по совершенствованию компонентов и сборочной конструкции. Во-первых, применить на верхушке штыря винтовую резьбу вместо специальной накатки (ГОСТ 18381-80 «Штыри стальные для изоляторов воздушной линии электропередачи»), что снизит механические нагрузки при монтаже конструкции отдельных компонентов и позволит снизить погрешность установочных размеров для улучшения приема-передачи сигналов между считывателем и меткой. Во-вторых, путем пескоструйной обработки поверхности полиэтиленового колпачка можно улучшить адгезию поверхности с токопроводящим покрытием, что увеличит электропроводность конструкции.
Сама предлагаемая RFID-система функционирует в заданных климатических условиях, что позволяет рекомендовать ее применение в системе электроснабжения с изолированной нейтралью на участках воздушной линии СЦБ и ПЭ напряжением 6 - 10 и 35 кВ.
Список литературы
1. Шалин, А. И. Замыкания на землю в линиях электропередачи 6-35 кВ. Особенности возникновения и приборы защиты // http://news.elteh.ru/ : сайт. - Текст : электронный. - URL : http://news.elteh.ru/arh/2005/31/15.php (дата обращения: 12.07.2021).
2. Арбузов, Р. С. Современные методы диагностики воздушных линий электропередачи / Р. С. Арбузов, А. Г. Овсянников. - Новосибирск : Наука, 2009. - 136 c. - Текст : непосредственный.
3. Исследование электростатического поля на гирляндах изоляторов контактной сети /
A. А. Кузнецов, А. Ю. Кузьменко [и др.]. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2015. - № 1 (21). - С. 54-59.
4. Шумилов, Ю. Н. О необходимости повышения надежности линейных изоляторов для распределительных сетей 10 - 20 кВ / Ю. Н. Шумилов, В. Г. Сантоцкий, Э. Д. Шумилова. -Текст : непосредственный // Електротехшка i електромехашка. - 2018. - № 1. - С. 62-65.
5. Несенюк, Т. А. Радиочастотная идентификация для автоматизированного контроля состояния изоляторов / Т. А. Несенюк. - Текст : непосредственный // Энергобезопасность и энергосбережение. - 2018. - № 5. - С. 45-51.
6. Галкин, А. Г. Бесконтактный RFID-контроль изоляторов / А. Г. Галкин, Т. А. Несенюк, О. А. Шерстюченко. - Текст : непосредственный // Транспорт Урала. - 2014. - № 1 (40). -С. 65-70.
7. Несенюк, Т. А. Методика определения состояния изоляторов ВЛ 6 - 10 кВ / Т. А. Несе-нюк, Б. С. Сергеев, А. П. Сухогузов. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. -2014. - № 4 (20). - С. 97-104.
8. Несенюк, Т. А. Исследование токопроводящего покрытия для индикации штыревых изоляторов воздушной линии электропередачи / Т. А. Несенюк, В. Н. Соколов. - Текст : непосредственный // Транспорт Урала. - 2019. - № 2 (61). - С. 80-85.
9. Несенюк, Т. А. Автоматизированный контроль состояния изоляторов с применением RFID-индикаторов / Т. А. Несенюк, В. Н. Соколов. - Текст : непосредственный // Наука и образование - транспорту. - 2020. - № 1. - С. 351-355.
10. Кудимов, В. В. Нанесение покрытий напылением. Теория, технология и оборудование /
B. В. Кудимов, Г. В. Бобров; под ред. Б. С. Митина. - Москва : Металлургия, 1992. - 432 с. -Текст : непосредственный.
11. ГОСТ 28224-89 (МЭК 68-2-38-77). Основные методы испытаний на воздействие внешних факторов. Часть 2. Испытания. Испытание 2МС: Составное циклическое испытание на воздействие температуры и влажности. - Москва : Стандартинформ, 2006. - 11 с. - Текст : непосредственный.
References
1. Shalin A. I. Ground faults in power lines 6-35 kV. Appearance features and protection devices [Zamykaniya na zemlyu v liniyakh elektroperedachi 6-35 kV. Osobennosti vozniknoveniya i pribory zashchity], Available at: http://news.elteh.ru/arh/2005/31/15.php (accessed 12 July 2021).
2. Arbuzov R. S., Ovsiannikov A. G. Sovremennye metody diagnostiki vozdushnykh linii elektroperedachi (Modern methods of diagnostics of overhead power lines). Novosibirsk: Nauka Publ., 2009, 136 p.
3. Kuz'menko A. Iu., Kuznetsov A. A., Krotenko E. A. Investigation of electrostatic field on the insulator strings catenary [Issledovanie elektrostaticheskogo polia na girliandakh izoliatorov kontaktnoi seti]. Izvestiia Transsiba - Journal of Transsib Railway Studies, 2015, no. 1 (21), pp. 54-59.
4. Shumilov Yu. N., Santotskiy V. G., Shumilova E. D. On the need to increase the reliability of linear insulators for distribution networks 10-20 kV [O neobkhodimosti povysheniya nadezhnosti lineynykh izolyatorov dlya raspredelitel'nykh setey 10-20 kV]. Elektrotekhnika i elektromekhanika -Electrical Engineering & Electromechanics, 2018, no. 1, pp. 62-65.
5. Nesenyuk T. A. Radio frequency identification for automated control of the state of insulators. [Radiochastotnaya identifikatsiya dlya avtomatizirovannogo kontrolya sostoyaniya izolyatorov]. Ener-gobezopasnost' i energosberezheniye - Energy safety and energy economy, 2018, no. 5, pp. 45-51.
6. Galkin A. G., Neseniuk T. A., Sherstiuchenko O. A. Contactless RFID control of insulators [Beskontaktnyy RFID-kontrol' izolyatorov]. Transport Urala- Transport of the Urals, 2014, no. 1 (40), pp. 65-70.
7. Nesenyuk T. A., Sergeev B. S., Sukhoguzov A. P. Determination procedure of the condition of the insulators used in an overhead power transmission line of 6-10 kV [Metodika opredeleniya sostoyaniya izolyatorov VL 6-10 kV]. Izvestiia Transsiba - Journal of Transsib Railway Studies, 2014, no. 4 (20), pp. 97-104.
8. Nesenyuk T. A., Sokolov V. N. Research of a conductive coating for indication of pin insulators of an overhead power transmission line [Issledovaniye tokoprovodyashchego pokrytiya dlya in-dikatsii shtyrevykh izolyatorov vozdushnoy linii elektroperedachi]. Transport Urala - Transport of the Urals, 2019, no. 2 (61), pp. 80-85.
9. Nesenyuk T. A., Sokolov V. N. Automated control of the state of insulators using RFID Indicators. [Avtomatizirovannyy kontrol' sostoyaniya izolyatorov s primeneniyem RFID-indikatorov]. Nauka i obrazovaniye transportu - Science and education for transport, 2020, no. 1, pp. 351-355.
10. Kudimov V. V., Bobrov G. V., ed. Mitin B. S. Naneseniye pokrytiy napyleniyem. Teoriya, tekhnologiya i oborudovaniye (Application of coatings by spraying. Theory, technology and equipment). Moscow: Metallurgiia Publ., 1992, 432 p.
11. Osnovnyye metody ispytaniy na vozdeystviye vneshnikh faktorov. Chast' 2. Ispytaniya. Ispytaniye Z / AD: Sostavnoye tsiklicheskoye ispytaniye na vozdeystviye temperatury i atmosfery, GOST 28224-89 (IEC 68-2-38-77) (Basic test methods for external factors. Part 2. Tests, National Standart 28224-89). Moscow, Standardinform, 2006, 11 p.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Несенюк Татьяна Анатольевна
Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС).
Колмогорова ул., д. 66, г. Екатеринбург, 620034, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Электрические машины», УрГУПС.
Тел.: +7 (912) 690-23-74.
E-mail: TNesenuk@mail.ru
Соколов Виктор Николаевич
Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС).
Колмогорова ул., д. 66, г. Екатеринбург, 620034, Российская Федерация.
Кандидат химических наук, доцент кафедры «Естественнонаучные дисциплины», УрГУПС.
Тел.: +7 (903) 081-85-70.
E-mail: VSokolov@usurt.ru
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
Несенюк, Т. А. Исследование влияния климатических факторов на штыревые изоляторы с RFID-индикаторами / Т. А. Несенюк, В. Н. Соколов. -Текст : непосредственный // Известия Транссиба. -2021. - № 2 (46). - С. 31 - 40.
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Nesenyuk Tatiana Anatolievna
Ural State University of Railway Transport (USURT).
65, Kolmogorova st., Yekaterinburg, 620034, the Russian Federation.
Ph. D. in Engineering, associate professor of the department «Electric machines», USURT.
Phone: +7 (912) 690-23-74.
E-mail: TNesenuk@mail.ru
Sokolov Viktor Nikolayevich
Ural State University of Railway Transport (USURT).
65, Kolmogorova st., Yekaterinburg, 620034, the Russian Federation.
Ph. D. in Chemistry, associate professor of the department «Natural science disciplines», USURT.
Phone: +7 (903) 081-85-70.
E-mail: VSokolov@usurt.ru
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Nesenyuk T. A, Sokolov V. N. Study of the influence of climatic factors for pin insulators with RFID indicators. Journal of Transsib Railway Studies, 2021, no. 2 (46), pp. 31 - 40 (In Russian).
УДК 621.314.214.332
Б. А. Аржанников, И. А. Баева, Т. С. Тарасовский
Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС), г. Екатеринбург,
Российская Федерация
РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА РАЦИОНАЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ НЕУПРАВЛЯЕМОГО РЕАКТОРА ТИРИСТОРНО-РЕАКТОРНОГО УСТРОЙСТВА РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПОД НАГРУЗКОЙ НА ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЯХ
Аннотация. Проанализированы недостатки используемых в тяговом электроснабжении ступенчатой системы автоматического регулирования напряжения под нагрузкой (АРПН) и системы бесконтактного автоматического регулирования напряжения (БАРН) с реакторным переключающим устройством преобразовательного трансформатора. Рассмотрена схема тиристорно-реакторного переключающего устройства (ТРПУ), подключенного к первичной обмотке трансформатора. Приведено краткое описание работы трансформатора с ТРПУ и порядок расчета симметричных и несимметричных внешних естественных характеристик преобразовательного агрегата с ТРПУ.
На основании зависимости энергетических показателей преобразовательного агрегата от сопротивления неуправляемого реактора ТРПУ предложена методика расчета рационального сопротивления неуправляемого реактора, где за критерий рациональности принят коэффициент мощности преобразовательного агрегата. Методика включает в себя два этапа: первый - расчет семейства значений коэффициента мощности преобразовательного агрегата в зависимости от сопротивления неуправляемого реактора и тока нагрузки преобразовательного агрегата; второй - определение среднего по току нагрузки значения коэффициента мощности преобразовательного агрегата для каждого рассматриваемого значения сопротивления неуправляемого реактора ТРПУ и определение рационального для рассматриваемых внешних естественных характеристик агрегата.
