DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2020.4.06

АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК И ВОЗМОЖНОСТЕЙ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА НИПКИ «МОЛНИЯ» НТУ «ХПИ» ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ОБЪЕКТОВ ЭНЕРГЕТИКИ, ВООРУЖЕНИЯ, АВИАЦИОННОЙ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ НА ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНУЮ СОВМЕСТИМОСТЬ

M. I. Baranov, S. G. Buriakovskyi, V. V. Kniaziev, S. S. Rudenko

Анотація


Выполнен анализ основных технических характеристик и новых возможностей составных частей уникального высоковольтного электротехнического комплекса НИПКИ «Молния» НТУ «ХПИ», предназначенного для проведения испытаний объектов промышленной энергетики на электробезопасность, их стойкость к воздействию стандартных апериодических грозовых и коммутационных импульсов напряжения (тока), а также объектов вооружения и военной техники, авиационной и ракетно-космической техники на электромагнитную совместимость и молниестойкость при прямом действии на них нормированных импульсов тока искусственной молнии. Показано, что данные испытания могут проводиться в соответствии с требованиями нормативных документов США SAE ARP 5412: 2013, SAE ARP 5414: 2013, SAE ARP 5416: 2013, RTCA DO-160G: 2011, военных стандартов США MIL-STD-464C: 2010, MIL-STD-461G: 2015, стандартов НАТО AECTP-500: 2016, AECTP-250: 2014, международных стандартов IEC 62305-1: 2010, IEC 61024-1: 1990 и межгосударственного стандарта ГОСТ 1516.2-97 на оригинальных отечественных высоковольтных установках УИТОМ-1, ГТМ-10/350, ГКИН-2, TI-CS115 (NCS08), TI-CS116 (NCS09), G-NCS10, МВ 1000 и ИК-1У с нормированными характеристиками. Приведены примеры и результаты испытаний ряда технических объектов на указанных высоковольтных слабо- и сильноточных электроустановках. 

Ключові слова


высоковольтные генераторы импульсов напряжения и тока; объекты промышленной энергетики; вооружения; авиационной и ракетно-космической техники; стандарты испытаний; результаты испытаний технических объектов на электробезопасность

Повний текст:

PDF ENG (English) PDF RUS

Посилання


Baranov M.I. Izbrannye voprosy elektrofiziki. Monografiya v 3kh tomakh. Tom 2, Kn. 2: Teoriia elektrofizicheskikh effektov i zadach [Selected topics of Electrophysics. Monograph in 3 Vols. Vol.2, Book2. A theory of electrophysical effects and tasks]. Kharkiv, Tochka Publ., 2010. 407 p. (Rus).

Baranov M.I. An anthology of the distinguished achievements in science and technique. Part 42: Electronics: retrospective view, successes and prospects of its development. Electrical engineering & electromechanics, 2018, no. 1, pp. 3-16. doi: 10.20998/2074-272X.2018.1.01.

Uman M.A. Natural and artificially-initiated lightning and lightning test standards. Proceedings of the IEEE, 1988, vol. 76, no. 12, pр. 1548-1565. doi: 10.1109/5.16349.

Directive 2014/30/EU of the European parliament and of the Council of 26 February 2014 on the harmonisation of the laws of the Member States relating to electromagnetic compatibility. Official Journal of the European Union, 29.03.2014, L96, pp. 79-106.

QR-160D. Qualifying requirements. External and environment environments for a side aviation equipment (Environmental factors – EF). Requirements, norms and methods of tests.Moscow, ARIAC Publ., 2004. 324 p. (Rus).

DO-160G: 2011. Environmental conditions and test procedures for airborne equipment.USA, 2011. 438 p.

AECTP-500: 2016. NATO Standard Electromagnetic Environmental Effects Tests and Verification. Edition E Version 1, December 2016, NSO Publ., 1125 p.

AECTP-250: 2014. NATO Standard Electrical and Electromagnetic Environmental Conditions. Edition C Version 1, December 2014, NSO Publ., 253 p.

MIL-STD-461G: 2015. Requirements for the control of electromagnetic interference characteristics of subsystems and equipment.USA, 2015, 280 p.

MIL-STD-464C: 2010. Electromagnetic environmental effects. Requirements for systems. USA, 2010, 165 p.

Bortnik I.M., Beloglovskiy A.A., Vereshchagin I.P., Vershinin Yu.N., Kalinin A.V., Kuchinskiy G.S., Larionov V.P., Monastyrskiy A.E., Orlov A.V., Temnikov A.G., Pintal' Yu.S., Sergeev Yu.G., Sokolova M.V. Elekrophizicheskie osnovy techniki vysokih naprjazhenij [Electrophysics bases of technique of high voltage]. Moscow, Publishing house of MEI, 2010. 704 p. (Rus).

GOST 1516.2-97. Elektrooborudovanie i elektroustanovki peremennogo toka na napriazhenie 3 kV i vyshe. Obshchie metody ispytanii elektricheskoi prochnosti izoliatsii [GOST 1516.2-97. Electrical equipment and installations for AC voltages 3 kV and higher. General methods of dielectric tests]. Minsk, Publishing house of standards, 1998. 31 p. (Rus).

SAE ARP 5412: 2013. Aircraft Lightning Environment and Ralated Test Waveforms. SAE Aerospace. USA, 2013, pp. 1-56.

SAE ARP 5416: 2013. Aircraft Lightning Test Methods. SAE Aerospace. USA, 2013, pp. 1-145.

IEC 62305-1: 2010 «Protection against lightning. Part 1: General principles». Geneva, IEC Publ., 2010.

GOST R MEK 62305-1-2010. Menedzhment riska. Zashhita ot molnii. Chast' 1: Obshhie principy [GOST R IEC 62305-1-2010. Risk management. Protection from lightning. Part 1: General principles]. Moscow, Standartinform Publ., 2011, 46 p. (Rus).

Baranov M.I., Koliushko G.M., Kravchenko V.I., Nedzel’skii O.S., Dnyshchenko V.N. A Current Generator of the Artificial Lightning for Full-Scale Tests of Engineering Objects. Instruments and Experimental Technique, 2008, no. 3, pp. 401-405. doi: 10.1134/s0020441208030123.

Baranov M.I., Buriakovskyi S.G., Hrytsenko A.S., Kostiuk V.A. Results of investigations of thermal resistibility of prototypes of aluminum alloy panels of fuel tank of airplane to direct action of normalized components of artificial lightning current. Electrical engineering & electromechanics, 2019, no. 6, pp. 29-38. doi: 10.20998/2074-272X.2019.6.04.

Baranov M.I., Kniaziev V.V., Rudakov S.V. The coaxial shunt for measurement of current pulses of artificial lightning with the amplitude up to ±220 kA. Instruments and Experimental Technique, 2018, vol. 61, no. 4, pp. 501-505. doi: 10.1134/S0020441218030156

Baranov M.I., Buriakovskyi S.G., Rudakov S.V. The tooling in Ukraine of model tests of objects of energy, aviation and space-rocket engineering on resistibility to action of pulsed current of artificial lightning. Electrical engineering & electromechanics, 2018, no. 4, pp. 45-53. doi: 10.20998/2074-272X.2018.4.08.

Baranov M.I., Koliushko G.M., Kravchenko V.I., Rudakov S.V. A generator aperiodic current pulses of artificial lightning with a rationed temporal form of 10/350 μs with an amplitude of ±(100-200) kA. Instruments and Experimental Techniques, 2015, vol. 58, no. 6, pp. 745-750. doi: 10.1134/S0020441215060032.

Baranov M.I., Koliushko G.M., Kravchenko V.I., Rudakov S.V. A powerful high-voltage generator of aperiodic impulses of current of artificial lightning with the peak-temporal parameters rated on an international standard IEC 62305-1-2010. Electrical Engineering & Electromechanics, 2015, no. 1, pp. 51-56. doi: 10.20998/2074-272X.2015.1.10.

Baranov M.I., Rudakov S.V. Electrothermal action of the pulse of the current of a short artificial-lightning stroke on test specimens of wires and cables of electric power objects. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 2018, vol. 91, no. 2, pp. 544-555. doi: 10.1007/s10891-018-1775-2.

Baranov M.I., Koliushko G.M., Kravchenko V.I. A switching aperiodic superhigh-voltage pulse generator for testing the electric strength of insulation of technical objects. Instruments and Experimental Technique, 2013, vol. 56, no. 6, pp. 653-658. doi: 10.1134/s0020441213050126.

Pekar’ I.R., Fertik S.M. The powerful high-voltage electric-discharge setting on 4 MV and 1 MJ. Lecture collection of interinstitute conference «Electrophysics apparatus and electric isolation». Moscow, Energiya Publ., 1970, pp. 22-26. (Rus).

Beier M., Bek V., Meller K., Tsaengl V. Tekhnika vysokikh napriazhenii: teoreticheskie i prakticheskie osnovy primeneniia [Technics of high voltages. Theoretical and practical application bases]. Moscow, Energoatomizdat Publ., 1989. 555 p. (Rus).

Baranov M.I. Izbrannye voprosy elektrofiziki: Monografija v 4-h tomah. Tom 1: Elektrofizika i vydajushhiesja fiziki mira [Selected topics electrophysics: Monographs in 4 vols. Vol.1: Electrophysics and outstanding physics of the world]. Kharkov, NTU «KhPI» Publ., 2008. 252 p. (Rus).

Baranov M.I., Bocharov V.A., Zyabko Yu.P. Complex high-voltage electrophysical equipment for testing lightning protection of technical objects via storm and switching micro and millisecond voltage impulses with up to 1 MV amplitude. Electrical engineering & electromechanics, 2006, no. 4, pp. 60-65. (Rus).

Baranov M.I., Koliushko G.M., Kravchenko V.I. Generation of standard switching aperiodic impulses of high and superhigh voltage for full-scale tests of electrical power objects. Electrical engineering & electromechanics, 2013, no. 2, pp. 52-56. (Rus).

SAE ARP 5414: 2013. Aircraft Lightning Zoning. SAE Aerospace. USA, 2013, pp. 1-33.

IEEE Std 80-2000 Guide for Safety in AC Substation Grounding. New York, IEEE, 2000. 200 p. doi: 10.1109/ieeestd.2000.91902.

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, no. 1, pp. 67-72. doi: 10.20998/2074-272X.2019.1.11.

Djura D.A., Selivanov V.N. Instruments to measure impulse response of grounding. Trudy Kolskogo nauchnogo tsentra RAN, 2013, no. 4, pp. 56-66. (Rus).

Glebov O.Yu., Koliushko G.M, Koliushko D.G., Plichko A.V., Ponudzhayeva O.G. Prystrii dlia diahnostyky stanu zazemliuvalnoho prystroiu enerhoobiektiv [Device for diagnostics of grounding system of energy objects]. Patent UA, no. 136575, 2019. (Ukr).

Pravila ulashtuvannya electroustanovok [Electrical installation regulations]. Kharkiv, Fort Publ., 2017. 760 p. (Ukr).

IEC 61024-1: 1990. Protection of structures against lightning. Part 1: General principles. Geneva, IEC Publ., 1990, 47 p.

Koliushko D.G., Rudenko S.S., Plichko A.V., Shcherbinin V.I. Modernization of the complex type IK-1U for measuring the impedance of the grounding device of a lightning arrester and supports of transmission lines. Electrical engineering & electromechanics, 2019, no. 3, pp. 55-58. doi: 10.20998/2074-272X.2019.3.09.

Buryakovskiy S.G., Lyubarskiy B.G., Masliy Ar.S., Masliy An.S. Calculation of hauling description of linear engine for a pointer translation. Information and control systems at railway transport, 2015, no. 1(110), pp. 83-87. (Rus).

Buriakovskyi S., Maslii A., Maslii A. Determining parameters of electric drive of a sleeper-type turnout based on electromagnet and linear inductor electric motor. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2016, vol. 4, no. 1(82), pp. 32-41. (Rus). doi: 10.15587/1729-4061.2016.75860.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Баранов М.И. Избранные вопросы электрофизики: Монография в 3 томах. Том 2, Кн. 2: Теория электрофизических эффектов и задач. − Харьков: Точка, 2010. − 407 с.
  2. Baranov M.I. An anthology of the distinguished achievements in science and technique. Part 42: Electronics: retrospective view, successes and prospects of its development. Electrical engineering & electromechanics, 2018, no. 1, pp. 3-16. doi: 10.20998/2074-272X.2018.1.01.
  3. Uman M.A. Natural and artificially-initiated lightning and lightning test standards. Proceedings of the IEEE, 1988, vol. 76, no. 12, pр. 1548-1565. doi: 10.1109/5.16349.
  4. Directive 2014/30/EU of the European parliament and of the Council of 26 February 2014 on the harmonisation of the laws of the Member States relating to electromagnetic compatibility. Official Journal of the European Union, 29.03.2014, L96, pp. 79-106.
  5. КТ-160D. Квалификационные требования. Условия эксплуатации и окружающей среды для бортового авиационного оборудования (Внешние воздействующие факторы – ВВФ). Требования, нормы и методы испытаний. – М.: АРМАК, 2004. − 324 c.
  6. DO-160G: 2011. Environmental conditions and test procedures for airborne equipment.USA, 2011. – 438 p.
  7. AECTP-500: 2016. NATO Standard Electromagnetic Environmental Effects Tests and Verification. Edition E Version 1, December 2016, NSO Publ. − 1125 p.
  8. AECTP-250: 2014. NATO Standard Electrical and Electromagnetic Environmental Conditions. Edition C Version 1, December 2014, NSO Publ. − 253 p.
  9. MIL-STD-461G: 2015. Requirements for the control of electromagnetic interference characteristics of subsystems and equipment.USA, 2015. − 280 p.
  10. MIL-STD-464C: 2010. Electromagnetic environmental effects. Requirements for systems.USA, 2010. − 165 p.
  11. Бортник И.М., Белогловский А.А., Верещагин И.П., Вершинин Ю.Н., Калинин А.В., Кучинский Г.С., Ларионов В.П., Монастырский А.Е., Орлов А.В., Темников А.Г., Пинталь Ю.С., Сергеев Ю.Г., Соколова М.В. Электрофизические основы техники высоких напряжений: Учебник для ВУЗов / Под общей ред. проф. И.П. Верещагина. − М.: Издательский дом МЭИ. – 2010. – 704 с.
  12. Межгосударственный стандарт ГОСТ 1516.2-97. «Электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжение 3 кВ и выше. Общие методы испытаний электрической прочности изоляции». − Минск: Изд-во стандартов, 1998. − 31 с.
  13. SAE ARP 5412: 2013. Aircraft Lightning Environment and Ralated Test Waveforms. SAE Aerospace. USA, 2013. − pp. 1-56.
  14. SAE ARP 5416: 2013. Aircraft Lightning Test Methods. SAE Aerospace. USA, 2013. − pp. 1-145.
  15. IEC 62305-1: 2010 «Protection against lightning. Part 1: General principles». Geneva, IEC Publ., 2010.
  16. Национальный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р МЭК 62305-1-2010. «Менеджмент риска. Защита от молнии. Часть 1: Общие принципы». − М.: Стандартинформ, 2011. − 46 с.
  17. Baranov M.I., Koliushko G.M., Kravchenko V.I., Nedzel’skii O.S., Dnyshchenko V.N. A Current Generator of the Artificial Lightning for Full-Scale Tests of Engineering Objects. Instruments and Experimental Technique, 2008, no. 3, pp. 401-405. doi: 10.1134/s0020441208030123.
  18. Baranov M.I., Buriakovskyi S.G., Hrytsenko A.S., Kostiuk V.A. Results of investigations of thermal resistibility of prototypes of aluminum alloy panels of fuel tank of airplane to direct action of normalized components of artificial lightning current. Electrical engineering & electromechanics, 2019, no. 6, pp. 29-38. doi: 10.20998/2074-272X.2019.6.04.
  19. Baranov M.I., Kniaziev V.V., Rudakov S.V. The coaxial shunt for measurement of current pulses of artificial lightning with the amplitude up to ±220 kA. Instruments and Experimental Technique, 2018, vol. 61, no. 4, pp. 501-505. doi: 10.1134/S0020441218030156
  20. Baranov M.I., Buriakovskyi S.G., Rudakov S.V. The tooling in Ukraine of model tests of objects of energy, aviation and space-rocket engineering on resistibility to action of pulsed current of artificial lightning. Electrical engineering & electromechanics, 2018, no. 4, pp. 45-53. doi: 10.20998/2074-272X.2018.4.08.
  21. Baranov M.I., Koliushko G.M., Kravchenko V.I., Rudakov S.V. A generator aperiodic current pulses of artificial lightning with a rationed temporal form of 10/350 μs with an amplitude of ±(100-200) kA. Instruments and Experimental Techniques, 2015, vol. 58, no. 6, pp. 745-750. doi: 10.1134/S0020441215060032.
  22. Baranov M.I., Koliushko G.M., Kravchenko V.I., Rudakov S.V. A powerful high-voltage generator of aperiodic impulses of current of artificial lightning with the peak-temporal parameters rated on an international standard IEC 62305-1-2010. Electrical Engineering & Electromechanics, 2015, no. 1, pp. 51-56. doi: 10.20998/2074-272X.2015.1.10.
  23. Baranov M.I., Rudakov S.V. Electrothermal action of the pulse of the current of a short artificial-lightning stroke on test specimens of wires and cables of electric power objects. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 2018, vol. 91, no. 2, pp. 544-555. doi: 10.1007/s10891-018-1775-2.
  24. Baranov M.I., Koliushko G.M., Kravchenko V.I. A switching aperiodic superhigh-voltage pulse generator for testing the electric strength of insulation of technical objects. Instruments and Experimental Technique, 2013, vol. 56, no. 6, pp. 653-658. doi: 10.1134/s0020441213050126.
  25. Пекарь И.Р., Фертик С.М. Мощная высоковольтная электроразрядная установка на 4 МВ и 1 МДж. Сб. докл. межвуз. конф.: «Электрофизическая аппаратура и электрическая изоляция». – М.: Энергия, 1970. – С. 22-26.
  26. М. Бейер, В. Бёк, К. Мёллер, В. Цаенгль. Техника высоких напряжений: теоретические и практические основы применения / Пер. с нем. И.П. Кужекина / Под ред. В.П. Ларионова. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 555 с.
  27. Баранов М.И. Избранные вопросы электрофизики: Монография в 4-х томах. Том 1: Электрофизика и выдающиеся физики мира. − Х.: НТУ «ХПИ», 2008. − 252 с.
  28. Баранов М.И., Бочаров В.А., Зябко Ю.П. Комплекс высоковольтного электрофизического оборудования для испытания средств молниезащиты технических объектов грозовыми и коммутационными импульсами напряжения микро- и миллисекундной длительности амплитудой до ±1 МВ. Електротехніка і електромеханіка, 2006, № 4, С. 60-65.
  29. Баранов М.И., Колиушко Г.М., Кравченко В.И. Получение стандартных коммутационных импульсов высокого и сверхвысокого напряжения для натурных испытаний электроэнергетических объектов. Електротехніка і електромеханіка, 2013, № 2, С. 52-56.
  30. SAE ARP 5414: 2013. Aircraft Lightning Zoning. SAE Aerospace. USA, 2013, pp. 1-33.
  31. IEEE Std 80-2000 Guide for Safety in AC Substation Grounding. New York, IEEE, 2000. 200 p. doi: 10.1109/ieeestd.2000.91902.
  32. Коліушко Д.Г., Руденко С.С. Аналіз методів контролю стану заземлювальних пристроїв діючих енергооб’єктів на сучасному етапі. Електротехніка і електромеханіка, 2019, № 1, С. 67-72. doi: 10.20998/2074-272X.2019.1.11.
  33. Джура Д.А., Селиванов В.Н. Приборы для измерения импульсного сопротивления заземляющих устройств. Труды Кольского научного центра РАН, 2013, № 4, С. 56-66.
  34. Глєбов О.Ю, Коліушко Г.М., Коліушко Д.Г., Плічко А.В., Понуждаєва О.Г. Патент України на корисну модель № 136575. Пристрій для діагностики стану заземлювального пристрою енергооб’єктів. – Бюл. № 16 від 27.08.2019 р.
  35. Правила улаштування електроустановок. – Видання офіційне. Міненерговугілля України. – Х.: Видавництво «Форт», 2017. – 760 с.
  36. IEC 61024-1: 1990. Protection of structures against lightning. Part 1: General principles. – Geneva, IEC Publ., 1990, 47 p.
  37. Коліушко Д.Г., Руденко С.С., Плічко А.В., Щербінін В.І. Модернізація комплексу типу ІК-1У для вимірювання опору заземлювального пристрою блискавковідводів та опор ЛЕП. Електротехніка і електромеханіка, 2019, № 3, С. 55-58. doi: 10.20998/2074-272X.2019.3.09.
  38. Буряковский С.Г., Любарский Б.Г., Маслий Ар.С., Маслий Ан.С. Расчет тяговой характеристики линейного двигателя для стрелочного перевода. Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті, 2015, №1(110), С. 83-87.
  39. Buriakovskyi S., Maslii A., Maslii A. Determining parameters of electric drive of a sleeper-type turnout based on electromagnet and linear inductor electric motor. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2016, vol. 4, no. 1(82), pp. 32-41. (Rus). doi: 10.15587/1729-4061.2016.75860.

 





Copyright (c) 2020 M. I. Baranov, S. G. Buriakovskyi, V. V. Kniaziev, S. S. Rudenko


This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2074–272X (Print)
ІSSN 2309–3404 (Online)