Σύστημα εναέριας επιτήρησης μονωτήρων δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας : πειραματική επαλήθευση αρχής λειτουργίας
Loading...
Date
2025-06-30
Authors
Χριστοφόρου, Άγγελος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στην ανάπτυξη και πειραματική επαλήθευση ενός συστήματος εναέριας επιτήρησης μονωτήρων των δικτύων μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, με στόχο την ανίχνευση του φαινομένου corona μέσω ακουστικής μεθόδου, με χρήση εναέριου μέσου (drone). Η αξιόπιστη παρακολούθηση των μονωτήρων αποτελεί κρίσιμο παράγοντα για τη διατήρηση της λειτουργικής ακεραιότητας και της ασφάλειας των Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΣΗΕ), καθώς η εμφάνιση corona μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικές φθορές, ενεργειακές απώλειες και ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές. Η εργασία ξεκινά με την ανάλυση της σημασίας των μονωτήρων και των μεθόδων επιτήρησής τους, δίνοντας έμφαση στα εναέρια μέσα και ιδιαίτερα στα drones, τα οποία προσφέρουν ευελιξία, οικονομία και μειωμένο ρίσκο για το προσωπικό. Στη συνέχεια, παρουσιάζεται η φυσική εξήγηση, ο μηχανισμός ανάπτυξης και οι επιπτώσεις του φαινομένου corona, καθώς και οι διαθέσιμες τεχνικές ανίχνευσης του. Η ακουστική μέθοδος αναδεικνύεται ως μια από τις πιο υποσχόμενες λύσεις, λόγω της απλότητας, του χαμηλού κόστους και της δυνατότητας ενσωμάτωσης σε ελαφριές και αυτόνομες πλατφόρμες. Ακολουθεί η σχεδίαση και υλοποίηση ενός συστήματος ανίχνευσης ήχου προσαρμοσμένου σε drone, με επιλογή κατάλληλου μικροφώνου, σχεδίαση κατάλληλου προενισχυτή και εφαρμογή τεχνικών μείωσης θορύβου. Παρά τις προκλήσεις που σχετίζονται με τον ανεπιθύμητο θόρυβο από τους έλικες η από το περιβάλλον, το σύστημα αποδείχθηκε λειτουργικό και ικανό να ανιχνεύσει το χαρακτηριστικό φάσμα συχνοτήτων που παράγεται από το φαινόμενο corona. Η πειραματική διαδικασία εκτελέστηκε μέσω σειράς ελεγχόμενων πειραμάτων με εφαρμογή υψηλής τάσης, έως 24 kV. Καταγράφηκαν με επιτυχία οι χαρακτηριστικές συχνότητες του φαινομένου corona στον ήχο (50, 100, 150 Hz), ενώ αξιολογήθηκε η απόδοση του συστήματος υπό διαφορετικές συνθήκες ύπαρξη θορύβου από τους έλικες του, τύπο μετάδοσης και τον προσανατολισμό του μικροφώνου. Έτσι, επιβεβαιώθηκε η αξιοπιστία του προτεινόμενου συστήματος. Μέσω φασματικής ανάλυσης των καταγεγραμμένων σημάτων, επιτεύχθηκε εντοπισμός του φαινομένου corona σε πραγματικές συνθήκες, επιβεβαιώνοντας ότι η μέθοδος είναι ικανή να χρησιμοποιηθεί για την προληπτική συντήρηση των γραμμών μεταφοράς. Η εργασία καταλήγει σε χρήσιμα συμπεράσματα σχετικά με τις δυνατότητες και τους περιορισμούς της ακουστικής ανίχνευσης corona σε εναέριες συνθήκες, ενώ παράλληλα προτείνει μελλοντικές βελτιώσεις, όπως η χρήση τοροειδών ελίκων για μείωση του θορύβου και υπολογιστικών μονάδων υψηλής επεξεργαστικής ισχύος (π.χ. Raspberry Pi, Jetson Nano) για αυτόματη επεξεργασία των δεδομένων. Τέλος, η διαδικασία υλοποίησης της πλατφόρμας προσέφερε πολύτιμες εμπειρίες στον πειραματισμό, την τεχνική σχεδίαση και την καινοτόμα προσέγγιση πραγματικών προβλημάτων στον τομέα της επιτήρησης των δικτύων μεταφοράς και γενικότερα των ΣΗΕ.
Description
Keywords
Εναέρια επιτήρηση, Φαινόμενο corona