Онлайн-мониторинг как инструмент перехода к диагностике изоляции по фактическому состоянию

Линейная изоляция воздушных линий электропередачи остается одним из наиболее уязвимых элементов ВЛ. На нее воздействует совокупность факторов: загрязнения промышленного и природного происхождения, влажность,температурные колебания, гололедные явления. При этом условия эксплуатации со временем изменяются: появляются новые источники загрязнений, развивается транспортная инфраструктура, фиксируются климатические изменения, включая увеличение числа переходов температуры через 0 °C.

Практика эксплуатации показывает, что проблемные участки носят локальный характер: порядка 15–17 % протяженности ВЛ формируют до 80 % трудозатрат эксплуатационного персонала. Это определяет необходимость более точной и адресной диагностики состояния изоляции.

Руководящими документами предусматривается проведение осмотра воздушных линий электропередачи с периодичностью один раз в шесть лет. В то же время на участках с повышеннымуровнем загрязнений и частыми отключениями эксплуатирующие организации, как правило, увеличивают частоту обходов, опираясь на собственный опыт и особенности эксплуатации конкретных ВЛ.

Традиционные методы контроля позволяют выявлять дефекты, однако носят периодический характер и не обеспечивают непрерывной наблюдаемости. В этих условиях развитие получили системы онлайн-мониторинга, позволяющие перейти к оценке состояния изоляции на основе фактических данных.

Онлайн-мониторинг как инструмент диагностики

В основе онлайн-мониторинга лежит контроль токов утечки по гирляндам изоляторов. Этот параметр отражает совокупное влияние загрязнения, увлажнения и внешних воздействий на изоляцию. Непрерывная регистрация токов утечки позволяет фиксировать не только текущее состояние, но и динамику его изменения. Это дает возможность выявлять опасные режимы эксплуатации до возникновения перекрытия и своевременно принимать меры.

Практика применения: подтвержденные эффекты

Выявление критических режимов (температура около 0 °C)
В ходе эксплуатации системы мониторинга на ВЛ 110 и 220 кВ были получены данные, позволившие выявить ранее неочевидную закономерность.

Установлено, что при температуре окружающего воздуха в диапазоне от –2,1 до +1,5 °C наблюдается резкий рост токов утечки до 4 раз по сравнению с другими температурными режимами. По характеру это поведение полностью повторяет режимы, наблюдаемые в летний период при росе (июль–август), когда также фиксируются отключения ВЛ. Таким образом, мониторинг позволил инструментально подтвердить причину части отказов, ранее относимых к «невыясненным».

Влияние осадков и эффект самоочищения
Наблюдения на ВЛ 220 кВ, проходящей вдоль автодороги с применением реагентов, показали характерную зависимость состояния изоляции от погодных условий. В летний период при регулярных осадках фиксировалось снижение токов утечки, что свидетельствует о частичном самоочищении изоляторов. Однако в засушливые периоды происходило накопление загрязнений.

Наиболее опасной оказалась ситуация начала осадков: загрязнения увлажняются, но еще не смываются. В этот момент фиксируется резкий рост токов утечки и увеличивается вероятность перекрытия. Этот эффект ранее учитывался лишь эмпирически, тогда как мониторинг позволил подтвердить его инструментально.

Управление обслуживанием: кейс промышленного объекта
Основной задачей Системы является не допущение самого факта перекрытия изоляции. Так на металлургическом Комбинате Система начала работу в октябре 2023 г. На участке ВЛ 110 кВ до внедрения Системы мониторинга наблюдались отключения по вине изоляции 2–3 раза в год, а срок службы изоляции не превышал 4 лет из-за интенсивных загрязнений.

После внедрения системы (с 2023 года) обслуживание стало проводиться по фактическому состоянию. Первое мероприятие — замена изоляции в 2024 году — привело к снижению токов утечки в 23 раза. В дальнейшем была выработана практическая схема обслуживания — два цикла обмыва и затем замена изоляции. (Рис. 1).

Рис. 2. Сравнительные испытания изоляции разного типа на ВЛ 220 кВ

Например:
• после обмыва (ноябрь 2025 г.) наблюдалось снижение токов утечки,
• к началу 2026 г. эффект был исчерпан,
• в марте 2026 г. принято решение о замене изоляции.

Таким образом, мониторинг состояния изоляции позволил перейти от регламентного обслуживания к управляемому, сократить аварийность и обосновать каждое вмешательство.

Сравнительная эксплуатация изоляторов
В рамках опытной эксплуатации на ВЛ 220 кВ в условиях комплексных загрязнений (реагенты, выбросы ГРЭС, высокая влажность) была организована сравнительная оценка различных типов изоляторов:
• стандартные стеклянные изоляторы,
• стеклянные изоляторы с увеличенной длиной пути утечки (ПС70Л, ПС120Л),
• стеклянные изоляторы с защитным полимерным покрытием (ПСВ120БГ).

По результатам первого года наблюдений установлено:
• изоляторы с покрытием имеют в 6 и более раз меньшие токи утечки по сравнению со стандартными;
• характер изменения токов утечки при этом сохраняется (одинаковая динамика);
• все новые типы изоляторов показывают лучшие результаты по сравнению с ранее установленными.

Таким образом, система мониторинга позволяет проводить инструментально подтвержденные сравнительные испытания непосредственно на действующих ВЛ. (Рис. 2)

Диагностическая ценность мониторинга
Практика применения показала, что онлайн-мониторинг существенно расширяет возможности диагностики.
Он позволяет:
• фиксировать динамику изменения состоянияизоляции,
• выявлять скрытые режимы эксплуатации,
• количественно оценивать уровень загрязнения,
• принимать решения на основе данных, а не предположений.

Фактически происходит переход от эпизодической диагностики к непрерывному контролю и анализу состояния изоляции.

Куда будет развиваться мониторинг изоляции
Развитие мониторинга состояния изоляции представляет собой сложную задачу, так как требует нахождения баланса между техническими возможностями и экономической целесообразностью. Сложные технические решения, как правило, сопровождаются высокой стоимостью, что может нивелировать экономический эффект от их внедрения.

В настоящее время можно выделить два ключевых направления дальнейшего развития:
• развитие систем прогнозирования состояния изоляции с учетом изменения внешних негативных условий эксплуатации;
• создание систем мониторинга для воздушных линий постоянного тока, что на сегодняшний день остается нерешенной задачей, в том числе и на международном уровне.

Оба направления являются технически сложными и требуют дальнейших исследований.

Применение системы онлайн-мониторинга позволяет перейти к новому уровню диагностики линейной изоляции, основанному на непрерывной наблюдаемости и анализе данных.

Практика эксплуатации подтверждает, что данный подход повышает надежность работы ВЛ, снижает эксплуатационные затраты и позволяет обоснованно выбирать технические решения. Таким образом, Система становится ключевым элементом перехода к управлению состоянием изоляции на основе фактических данных, что соответствует современным требованиям развития электросетевого комплекса.

Развитие онлайн-мониторинга соответствует ключевым направлениям развития электросетевого комплекса — цифровизация и переход к управлению активами на основе данных.

Система уже получила практическое признание:
• включена в Технический реестр ПАО «Россети» (2024 г.),
• отмечена на Международном форуме «Электрические сети России» (МФЭС-2025), где заняла 1 место в конкурсе перспективных разработок.

Об авторе
Андрей Александрович Кудрявцев
Советник генерального директора по техническим вопросам АО «ЮАИЗ»
Главный инженер ООО «Экспертный центр» (г. Екатеринбург)