ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ВИЗНАЧЕННЯ РІВНЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ЗАВАД У ВТОРИННИХ КОЛАХ ВИМІРЮВАЛЬНИХ ТРАНСФОРМАТОРІВ ПРИ УДАРІ БЛИСКАВКИ

Автор(и)

  • Олег Глєбов Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, Україна, Україна
  • Денис Коліушко Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, Україна, Україна
  • Сергій Руденко Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, Україна, Україна https://orcid.org/0000-0002-2544-1545

DOI:

https://doi.org/10.20998/2413-4295.2025.02.18

Ключові слова:

Електромагнітна сумісність, електромагнітні завади, удар блискавки, система заземлення, вимірювальні трансформатори

Анотація

Показано результати експериментального дослідження рівня електромагнітних завад у вторинних колах вимірювальних трансформаторів напруги та струму при імітації прямого удару блискавки у блискавковідводи, що розташовані на території діючої підстанції. Акцентовано увагу на проблематиці перенапруг, які формуються внаслідок розтікання струмів прямого удару блискавки через систему заземлення та прикладаються до ізоляції кабелів вторинних кіл. Показано, що значення напруги у таких умовах можуть в десятки разів перевищувати допустимі норми, встановлені нормативними вимогами, зокрема IEC 61000-2-5, і досягати десятків кіловольт при допустимому рівні 4000 В. Розглянуто метод імітації струму блискавки на діючому енергетичному об'єкті з використанням генератора аперіодичних імпульсів, що дозволяє відтворювати фронт і тривалість імпульсів за параметрами 1,2/50 мкс з амплітудою 1000 В. Проведено апробацію розробленого способу на підстанції класом напруги 330/35/10 кВ для різних конфігурацій струмового кола та положення блискавковідводів. Наведено результати вимірювань струму і напруги у вторинних колах з відповідним перерахунком згідно ймовірного струму блискавки. Показано, що найбільш високі напруги прикладаються до кіл, заземлених у головному щиті управління. Отримані результати дозволяють визначити ризики пробою ізоляції при прямому ударі блискавки, а також обґрунтовують доцільність застосування додаткових захисних заходів. Розроблений підхід може бути використаний для подальшого удосконалення методів визначення та способів забезпечення електромагнітної сумісності об'єктів енергетичної інфраструктури, особливо з урахуванням тенденцій до цифровізації та впровадження SmartGrid.

Біографії авторів

Олег Глєбов, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, Україна

Науково-дослідний та проєктно-конструкторський інститут "Молнія"

Денис Коліушко , Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, Україна

Науково-дослідний та проєктно-конструкторський інститут "Молнія"

Сергій Руденко, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, Україна

Науково-дослідний та проєктно-конструкторський інститут "Молнія"

Посилання

Kniaziev V. V. Determination of the probability of a lightning strike in the elements of the object taking into account the statistical distribution of the current value. Electrical Engineering & Electromechanics, 2023, 5, pp. 57-62, doi: 10.20998/2074-272X.2023.5.08.

DSTU IEC/TR 61000-2-5:2012 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 2-5: Environment - Description and classification of electromagnetic environments (IEC/TR 61000-2-5:2011, IDT).

DSTU EN 61000-4-5:2019 Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-5: Testing and measurement techniques - Surge immunity test. IEC/SC 77B - IEC_SC_77B. (EN 61000-4-5:2014, IDT; IEC 61000-4-5:2014, IDT).

DSTU EN 61000-6-5:2018 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 6-5: Generic standards - Immunity for equipment used in power station and substation environment (EN 61000-6-5:2015, IDT; IEC 61000-6-5:2015, IDT).

Živic T. The Criterion for Electromagnetic Compatibility Evaluation in High Voltage Substations. Proceedings of the 21st International Symposium on High Voltage Engineering (ISH 2019), pp. 1390–1400.

Kennet L. Kaiser. Electromagnetic compatibility handbook. CRC PRESS. 2568 p.

Liu B., Tong Y., Deng X.-P., Wan G. The electromagnetic compatibility research of electronic transformer under simulated complex environment. 2014 International Conference on Power System Technology. Chengdu. China. 2014, pp. 1828-1833, doi: 10.1109/POWERCON.2014.6993662.

Kaczmarek M., Brodecki D. Transformation of Transient Overvoltages by Inductive Voltage Transformers. Sensors, 2021, 21(12). pp. 4167, doi: 10.3390/s21124167.

Lamedica R., Pompili M., Cauzillo B. A., Sangiovanni S., Calcara L., Ruvio A. Instrument Voltage Transformer time-response to fast impulse. 2016 17th International Conference on Harmonics and Quality of Power (ICHQP). Belo Horizonte, Brazil. 2016, pp. 400-405, doi: 10.1109/ICHQP.2016.7783305.

Koliushko D. G., Rudenko S. S., Koliushko G. M., Plichko A. V. Testers for Measuring the Electrical Characteristics of Grounding Systems by IEEE Standards. 2020 IEEE KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek). Kharkiv, Ukraine, 2020, pp. 216-220, doi: 10.1109/KhPIWeek51551.2020.9250116.

Yang Bo, Zhou Bi-Hua, Meng Xin. Distribution of cloud-to-ground lightning electromagnetic pulse fields under the ground. Acta Phys. Sin., 2010, № 59(12), pp. 8978-8985, doi: 10.7498/aps.59.8978.

DSTU EN 62305:2012 Protection against lightning (ІЕС 62305:2011, IDT). 2012. 419 p.

Koliushko D. G., Rudenko S. S. Analysis of methods for monitoring of existing energy objects grounding devices state at the present stage. Electrical engineering & electromechanics, 2019, 1, pp. 67-72, doi: 10.20998/2074- 272X.2019.1.11.

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-07-20

Як цитувати

Глєбов, . О. ., Коліушко , Д. ., & Руденко, С. . (2025). ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ВИЗНАЧЕННЯ РІВНЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ЗАВАД У ВТОРИННИХ КОЛАХ ВИМІРЮВАЛЬНИХ ТРАНСФОРМАТОРІВ ПРИ УДАРІ БЛИСКАВКИ. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Нові рішення у сучасних технологіях, (2(24), 124–129. https://doi.org/10.20998/2413-4295.2025.02.18

Номер

Розділ

Електрофізичні технології, ЕМС та блискавкозахист