Научная группа специализируется на исследовании теплофизических, физико-механических и электрофизических свойств материалов и систем изоляции электрических машин.
В лаборатории проводятся комплексные испытания компонентов и систем электрической изоляции, имитирующие технологические и эксплуатационные нагрузки. К ним относят воздействие электрических разрядов, высоких температур, циклов нагрева‑охлаждения, повышенных механических нагрузок, вибраций и др.
Кроме того, в рамках настоящего направления группа ведёт поисковые НИР по разработке компонентов и систем электрической изоляции с улучшенными электро- и теплофизическими характеристиками. В проводимых исследованиях группа опирается не только на сертифицированные и выработанные за многолетний период методики, но и на применение современного ПО для моделирования многофакторных воздействий и процессов.
Научная группа сотрудничает с ведущими производителями изоляционных материалов и представителями энергомашиностроительного комплекса Северо-Западного региона и РФ.
Основные направления исследований
Стратегическими целями научной группы являются разработка систем электрической изоляции класса H (180 ℃) мощных высоковольтных генераторов, а также новых вариантов систем коронозащиты обмоток мощных турбогенераторов с воздушным охлаждением.
Основные направления, рассматриваемые группой, следующие:
- Оценка ресурса электрической изоляции. Определение класса нагревостойкости. Проведение длительных испытаний. Моделирование воздействия факторов старения на компоненты и системы электрической изоляции.
- Разработка систем коронозащиты статорных обмоток вращающихся электрических машин. Экспериментальное исследование воздействия частичных разрядов на состояние электрической изоляции. Определение характеристик нелинейных полупроводящих покрытий системы коронозащиты в широком диапазоне температур и напряжений. Оптимизация состава и конструкции системы коронозащиты. Изучение характеристик процессов самовосстановления металлопленочных конденсаторов и прогнозирование деградации диэлектрических свойств конденсаторных конструкций
- Изучение физико-механических свойств материалов системы электрической изоляции и систем крепления обмоток мощных турбогенераторов. Определение механических характеристик изоляционных материалов в широком диапазоне нагрузок и температур. Моделирование технологических и эксплуатационных нагрузок на термореактивную изоляцию.
- Технология изготовления изоляции электрических машин. Определения влияния технологических параметров на теплофизические, физико-механические и электрофизические характеристики изоляции. Оценка дефектности и степени монолитности системы электрической изоляции.
ПРОЕКТЫ
Действующие проекты:
Исследование физико-механических характеристик высокотеплопроводной изоляции для обмотки статора высоковольтных генераторов.
Заказчик: ООО ХК «Элинар»
Год работ: 2024
Руководитель: Федотов Н. А.
Исследование электрофизических свойств материалов системы коронозащиты статорных обмоток турбогенераторов.
Заказчик: ПАО «Силовые Машины», Завод «Электросила»
Год работ: 2023 – 2024
Руководитель: Белько В.О.
Исследование физико-механических свойств диэлектрических материалов торцевых зон статоров турбогенераторов.
Заказчик: ПАО «Силовые Машины», Завод «Электросила»
Год работ: 2023 – 2024
Руководитель: Белько В.О.
Выполненные проекты:
Исследование физико-механических свойств материалов упругого уплотнения стержней статорной обмотки в пазах сердечника статоров турбогенераторов.
Год работ: 2020 – 2021
Заказчик: ПАО «Силовые Машины», Завод «Электросила»
Руководитель: Белько В.О.
Исследование физико-механических свойств материалов корпусной изоляции.
Год работ: 2018 – 2019
Заказчик: ПАО «Силовые Машины», Завод «Электросила»
Руководитель: Белько В.О.
Экспериментальная оценка надежности материалов высокотеплопроводной изоляции для мощных турбогенераторов с водородным и воздушным охлаждением.
Заказчик: ПАО «Силовые Машины», Завод «Электросила»
Год работ: 2013 – 2014
Руководитель: Шикова Т. М.
Повышение длительной электрической прочности и экспериментальная оценка допустимой рабочей напряженности высокотеплопроводной наномодифицированной системы изоляции статорной обмотки турбогенераторов с воздушным охлаждением мощностью до 450 МВт и с водородным охлаждением мощностью до 660МВт.
Заказчик: ПАО «Силовые Машины», Завод «Электросила»
Год работ: 2011 – 2012
Руководитель: Шикова Т. М.
Исследование материалов для высоконадежной изоляции катушек ротора гидрогенератора.
Заказчик: ООО ХК «Элинар»
Год работ: 2010
Руководитель: Шикова Т. М.
Состав научной группы
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ
Публикации в научных журналах
Моделирование теплофизических свойств электрической изоляции со стохастической геометрией расчетной области / Андреев А.М., Дубицкий С.Д., Муравьева Т.Н., Шикова Т.М. // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. 2016. № 4 (254). С. 89–97. Использование диэлектрометрии для контроля качества и выбора параметров процесса изготовления термореактивных материалов / Ваксер Н.М., Шикова Т.М. // Электротехника. 2009. № 3. С. 23-26.
Исследование кинетики отверждения термореактивной изоляции с помощью диэлектрометрии / Ваксер Н.М., Шикова Т.М., Безбородов А.А. // Известия Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена. 2009. № 79. С. 159–163. https://elibrary.ru/item.asp?id=16285345 Совершенствование системы изоляции крупных электрических машин из предварительно пропитанных материалов / Шикова Т.М. // Электротехника. 2007. № 3. С. 8-13. https://elibrary.ru/item.asp?id=13000556 Разработка методики идентификации дефектов изоляции статорной обмотки высоковольтных электрических машин / Андреев И. А., Безбородов А. А. // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. 2013. № 1. с. 99–105. https://elibrary.ru/item.asp?id=19030496 Измерение теплопроводности электроизоляционных материалов, используемых в высоковольтных электрических машинах / Безбородов А. А., Ковалёв А. Г., Полонский Ю. А. // Электротехника. 2009. № 3. С. 15–19. https://elibrary.ru/item.asp?id=12909683 DOI: 10.1109/ELMA.2019.8771490Shikova, Tatiana. "Adhesive strength in a high voltage mica insulation system." E3S Web of Conferences. Vol. 140. EDP Sciences, 2019.
Контроль материалов для изоляции обмоток высоковольтных электрических машин методом релаксации электретного потенциала / Борисова М.Э., Шикова Т.М. // В сборнике: Физика диэлектриков (Диэлектрики-2017). Материалы XIV Международной конференции. 2017. С. 149–151.
E. R. Mannanov, A. M. Kostelov, V. O. Belko, N. A. Fedotov and V. M. Govor, "Investigation of the Thermophysical Processes in Highly Thermally Conductive Composite Material with a Complex Structure," 2022 Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElConRus), Saint Petersburg, Russian Federation, 2022, pp. 1026-1029, doi: 10.1109/ElConRus54750.2022.9755505. : 10.1109/ElConRus54750.2022.9755505 DOI: 10.1109/Diagnostika49114.2020.9214657Study of characteristics of vibration sparking in hv rotating machine insulation / Belko V., Plotnikov A., Petrenya Y., Shikova T. // 2019 16th Conference on Electrical Machines, Drives and Power Systems, ELMA 2019 - Proceedings. 16. 2019. С. 8771490. DOI: 10.1109/EIConRus49466.2020.9039025
Technological factors of insulation systems for large rotating machines: influence on thermal and electrical properties / Bezborodov A., Shikova T. // Proceedings of the 2020 International Conference on Diagnostics in Electrical Engineering, Diagnostika 2020. 14. 2020. С. 9214657. DOI: 10.1109/ElConRus51938.2021.9396613
Technological stresses in the system of high-voltage mica insulation / Karakchiev P.V., Shikova T.M., Ivanov I.O. // Proceedings of the 2020 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, EIConRus 2020. 2020. С. 1031-1035. The effect of discharge activity on the performance of corona-protective semiconducting coatings of the stator bar insulation / Reznik A.S., Ivanov I.O., Shikova T.M., Andreev A.M., Mananov E.R. // Proceedings of the 2021 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, ElConRus 2021. 2021. С. 1228-1231. DOI: 10.1109/ElConRus51938.2021.9396546 DOI: 10.1109/ElConRus54750.2022.9755593
Assessment of the resistance of mica insulation to interlayer discharges / Bezborodov A.A., Shikova T.M., Feklistov E.G. // Proceedings of the 2021 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, ElConRus 2021. 2021. С. 1197-1201.
Конференционные статьи
Mechanical characteristics investigation of mica-containing insulation of high voltage rotating machines / Ivanov I.O., Reznik A.S., Feklistov E.G., Shikova T.M., Fedotov N.A., Petrenya Y.K. // Proceedings of the 2022 Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, ElConRus 2022. 2022. С. 1017-1021.