Согласно итогам III регионального конкурса на создание студенческих конструкторских бюро (СКБ) и студенческих научно-исследовательских лабораторий (СНИЛ), который прошел по традиции в опорном университете Омской области, первое место заняла команда СНИЛ «Диагностика и мониторинг состояния изоляции». Ею руководил старший преподаватель ОмГТУ Дмитрий ПОЛЯКОВ.
Обозреватель «КВ» Анастасия ИЛЬЧЕНКО встретилась с ним и попыталась разобраться в теме.
– Дмитрий Андреевич, расскажите о проекте, с которым вы выиграли конкурс на создание СНИЛ.
– Мы получили грант на создание студенческой лаборатории по теме «Статистическое исследование появления частичных разрядов в изоляции кабелей и трансформаторов». Это совместный проект, который реализуем с ОмГУПС. У них есть значительные наработки по трансформаторам, а у нас – по кабелям. Основная задача – создание новых диагностических инструментов для неразрушающего контроля состояния изоляции.
– Что представляют собой неразрушающие методы?
– Мы используем метод частичных разрядов. Он впервые был упомянут в 50-е годы 20 века, но особенно интенсивно прорабатывается в последние два десятилетия, поскольку сейчас мы подошли к достаточному уровню развития цифровой техники. Для регистрации частичных разрядов нужна высокая частота дискретизации, как правило, больше мегагерца, т.е. чаще миллиона раз в секунду. Измерили частичные разряды, определили их мощность или интенсивность и в зависимости от того, какое оборудование испытываем, можем сделать вывод, пригодно оно к эксплуатации или нет, есть ли в нем дефект.
– В чем новизна темы, почему она выиграла конкурс?
– Исследования частичных разрядов – тема известная, особенно хорошо она проработана за рубежом. Сейчас наиболее перспективным направлением является предсказание выхода кабелей из строя, т. е. прогнозирование. Основная задача нашей лаборатории – исследование процессов старения изоляции. Если мы будем знать, за счет каких механизмов оно происходит, и у нас будет математическая модель, то сможем прогнозировать, когда кабель нужно менять.
– Каким образом вы будете это осуществлять?
– Кабели будут искусственно состариваться, и на основании результатов исследований дорабатываться математические модели. Они, в свою очередь, будут реализованы в приборе, который можно устанавливать на кабели. Он сможет производить мониторинг в режиме он-лайн и показывать, что, скажем, через пять лет этот кабель нужно заменить. Или наоборот, паспортный срок службы кабеля — 30 лет – увеличился до 35, а это уже экономия для предприятия. Прибор представляет собой несколько микроконтроллерных датчиков, подключенных к кабелю и связанных между собой по радиоканалу.
– На какой стадии находится исследование?
– Есть математическая модель, проведены экспериментальные исследования по искусственному состариванию изоляции, создан экспериментальный образец устройства. В настоящее время нет ни одной модели, которая учитывала бы все механизмы старения изоляции. И наша задача – разработать ее.
– Когда, по вашим оценкам, она будет готова?
– Трудно спрогнозировать, сколько времени потребуется, потому что основных механизмов старения изоляции четыре и полностью не исследован ни один. Этот вопрос решается большим количеством ученых по всему миру. Каждый год мы свою модель улучшаем, добавляем в нее уточняющие коэффициенты, чтобы учитывать не только напряжение и температуру, как делают основные известные модели, но и другие механизмы.
– Давно вы начали работать над темой?
– Пять лет назад, когда поступил в аспирантуру. И буквально полтора месяца назад защитил по ней кандидатскую диссертацию.
– Поздравляю! Вы принимали участие в других конкурсах?
– Спасибо. Да, я участвовал в «У.М.Н.И.К.е» несколько лет назад, но тогда уровень проработки темы был недостаточным для победы. Сегодня мы подняли работу на новый уровень, и, думаю, в этом году у нас будут шансы. Кроме того, у моего научного руководителя – доктора технических наук, профессора, заведующего кафедрой «Теоретическая и общая электротехника» Константина Ивановича НИКИТИНА был грант по близкой теме.
– Расскажите о коллективе, с которым вы создаете научно-исследовательскую лабораторию.
– Это студенческая лаборатория, и я являюсь ее руководителем. В коллективе также Константин Иванович НИКИТИН. Мы с ним по многим вопросам советуемся, потому что у него большой опыт, в свое время он и на производстве работал. Со стороны ОмГУПСа – Антон Юрьевич КУЗЬМЕНКО, который защитил кандидатскую диссертацию в области диагностики электрооборудования. И, конечно, коллектив студентов – по пять из ОмГТУ и ОмГУПС. Науку, как правило, двигает молодежь. Студенты обязательно участвуют в экспериментах, пишут научные статьи, готовят расчеты. Они выступали на конкурсе с презентацией проекта. И неплохо — ответили на все вопросы. В итоге мы получили первое место.
– Каким образом проект будет коммерциализироваться?
– У нас был сделан оценочный расчет, т.е. какой экономический эффект получит предприятие от внедрения устройства, сколько денег нужно будет вложить. Первые оценки показывали, что стоимость прибора ожидается в районе 100 – 150 тысяч рублей на один кабель. Датчики постоянно в течение всего срока эксплуатации находятся на кабеле.
– Для каких же предприятий ваш прибор в принципе может быть рентабелен?
– Для огромного количества энергетических компаний, эксплуатирующих кабели напряжением 6 (10) кВ. Это и МРСК Сибири, и Омскэлектро, если говорить про наш регион. Речь о распределительных сетевых компаниях и крупных заводах. Прибор устанавливается на один кабель вне зависимости от его длины – 10 метров или 10 километров. И есть граница, до которой он нерентабелен и выше которой экономически выгоден. Понятно, что чем длиннее кабель, тем выше рентабельность, потому что каждый метр (на этот класс) сегодня в среднем стоит 400 рублей.
– И с какой цифры начинается рентабельность?
– Точную границу затрудняюсь назвать, но для кабелей больше километра точно будет рентабельно.
– Что прибор даст пользователю?
– Экономический эффект от прибора может быть достигнут за счет трех вещей. Первая – продление срока эксплуатации кабеля. На кабель воздействует температура, влажность. Если условия для него были относительно неагрессивны, то он может проработать дольше паспортного срока службы, если наоборот, то выйдет из строя раньше. Вторая – при ранней замене мы получаем меньше технологических нарушений, т.е. пробоев изоляции кабеля, каждый из которых может повлечь значительное повреждение оборудования. И третье – конструкция кабеля такова, что мы можем в процессе эксплуатации устройства проводить мониторинг сопротивления изоляции или тангенса угла диэлектрических потерь. По этим двум показателям можно определить, имеет ли кабель серьезный дефект. Сегодня с нами готовы сотрудничать различные предприятия, кабельный завод «Таткабель» из Казани будет бесплатно предоставлять нам образцы кабеля для исследований.
– Из проектов, которые не победили на конкурсе, какие, на ваш взгляд, были интересны?
– В любой теме есть интерес. Но побеждает всегда та, которая больше проработана. Все зависит от того, сколько времени и сил вложил в нее коллектив. Чтобы раскрыть тему, по-хорошему нужны годы.
– Чем увлекаетесь в свободное время?
– Как все – хожу в кино, гуляю. Мое хобби – это наука. Бытовую технику стараюсь ремонтировать самостоятельно. Не могу сказать, что это хобби, но зачем тратить деньги в сервисном центре, если можно самостоятельно починить утюг или телефон. Путешествуем с супругой. Были в Таиланде. Эту страну в течение 50 лет возглавлял один из лучших правителей за всю историю. Великий человек. Когда пару лет назад он умер, весь Таиланд горевал. Единственный в мире монарх, у которого были международные патенты. Он участвовал в создании линзы фотоаппарата «Кэнон»! Придумал топливо: Таиланд ездит в основном на собственном бензине, сделанном с использованием биоэтанола, выработанного из местного растения.
– Оно экологичнее или дешевле?
– И экологичнее, и дешевле, потому что растение очень распространенное. В России хватает нефти, поэтому никто ничего не придумывает, а у них ее нет, и стоял вопрос: либо покупать, либо создать свое.
Биография
Дмитрий ПОЛЯКОВ родился 11 февраля 1991 года в Омске. В 2008 году окончил гимназию № 140 и поступил в ОмГТУ, в энергетический институт на кафедру теоретической и общей электротехники. Окончил вуз в 2013 году и поступил в аспирантуру ОмГТУ. Защитил кандидатскую диссертацию в 2018 году. Работает на кафедре «Теоретическая и общая электротехника» старшим преподавателем.
Женат.