В настоящее время меры защиты изоляции от импульсных перенапряжений основаны на определенных положениях, приведенных в соответствующих руководящих указаниях и правилах устройства электроустановок (ПУЭ), не учитывающие местную специфику природно-климатических условий, производства и подход к эксплуатации электроустановок, в том числе УЭЦН.
В настоящее время в электротехнических комплексах нефтегазодобывающих предприятий (НГДП) Западной Сибири имеет место высокая аварийность (до 40% от общего числа аварийных отключений), вследствие воздействия на изоляцию электрооборудования импульсных перенапряжений [1, 2]. При этом основная часть электрооборудования, предназначенного для добычи нефти в Западной Сибири, эксплуатируется в районах с очень высоким удельным сопротивлением грунтов (10–104 Ом∙м и более) и интенсивностью грозовой деятельности от 40 до 60 часов в год.
Также отказы погружных электрических двигателей (ПЭД) и питающего их кабеля из-за снижения уровня и пробоя изоляции являются основной причиной останова погружной установки добычи нефти, что приводит к значительному ущербу.
Погружные электродвигатели являются одним из основных элементов установок электрических центробежных насосов в нефтедобывающей промышленности. Выход из строя ПЭД является одной из главных причин значительных непроизводственных потерь и снижения объема добычи нефти, что приводит к значительным финансовым издержкам. К основным неисправностям ПЭД относятся: межвитковые замыкания, повреждения подшипников, повреждение обмоток, дисбаланс ротора, износ и пробой изоляции, причем доля последних достигает 11%. На технический ресурс изоляции ПЭД существенным образом влияют число импульсов и величина энергии внутренних и внешних перенапряжений, приводящих к пробою изоляции [3].
Таким образом, актуальной является задача определения реакции на импульсные перенапряжения в системе электропитания установок электроцентробежных насосов (УЭЦН) добычи нефти и обоснование мероприятий по усовершенствованию их защиты от импульсных перенапряжений.