ІНТЕНСИФІКАЦІЯ ЧАСТКОВИХ РОЗРЯДІВ В ПОЛІМЕРНІЙ ІЗОЛЯЦІЇ СИЛОВИХ  КАБЕЛІВ ПІД ВПЛИВОМ ВИЩИХ ГАРМОНІК ТА ФОРМИ ГАЗОВИХ МІКРОВКЛЮЧЕНЬ

M.A. Щерба; Є.О. Троценко; О.Р. Проценко; М.С. Гуторова

doi:10.15407/techned2024.06.003

№ 6 (2024), Теоретична електротехніка та електрофізика

№ 6 (2024)

Теоретична електротехніка та електрофізика

ІНТЕНСИФІКАЦІЯ ЧАСТКОВИХ РОЗРЯДІВ В ПОЛІМЕРНІЙ ІЗОЛЯЦІЇ СИЛОВИХ КАБЕЛІВ ПІД ВПЛИВОМ ВИЩИХ ГАРМОНІК ТА ФОРМИ ГАЗОВИХ МІКРОВКЛЮЧЕНЬ

Опубліковано 2024-10-21

https://doi.org/10.15407/techned2024.06.003

M.A. Щерба⁺⁻
Є.О. Троценко⁺⁻
О.Р. Проценко⁺⁻
М.С. Гуторова⁺⁻

M.A. Щерба

Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут ім. І. Сікорського”, пр. Берестейський, 37, Київ, 03056, України

https://orcid.org/0000-0001-6616-4567

Є.О. Троценко

Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут ім. І. Сікорського”, пр. Берестейський, 37, Київ, 03056, України

https://orcid.org/0000-0001-9379-0061

О.Р. Проценко

Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут ім. І. Сікорського”, пр. Берестейський, 37, Київ, 03056, України

https://orcid.org/0000-0002-7719-3336

М.С. Гуторова

Інститут електродинаміки НАН України, пр. Берестейський, 56, Київ, 03057, Україна

https://orcid.org/0000-0003-4259-7530

ARTICLE_1_PDF

Ключові слова

power cable
polymer insulation
partial discharge
higher harmonics
mathematical modeling
electric field strength силовий кабель
полімерна ізоляція
частковий розряд
вищі гармоніки
математичне моделювання
напруженість електричного поля

Як цитувати

[1]

Щерба M., Троценко, Є., Проценко, О. і Гуторова, М. 2024. ІНТЕНСИФІКАЦІЯ ЧАСТКОВИХ РОЗРЯДІВ В ПОЛІМЕРНІЙ ІЗОЛЯЦІЇ СИЛОВИХ КАБЕЛІВ ПІД ВПЛИВОМ ВИЩИХ ГАРМОНІК ТА ФОРМИ ГАЗОВИХ МІКРОВКЛЮЧЕНЬ. ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА. 6 (Жов 2024), 003. DOI:https://doi.org/10.15407/techned2024.06.003.

Анотація

Описано фактори, які впливають на інтенсифікацію часткових розрядів в газових мікровключеннях в полімерній ізоляції силових кабелів. До таких факторів відносяться амплітуда, частота і форма напруги електроживлення, а також розмір, форма і розташування відносно електричного поля мікровключення. Шляхом математичного моделювання показана залежність напруженості електричного поля всередині мікровключення від його форми в контексті можливості досягнення напруженості пробою газу для ініціації часткового розряду. Експериментально продемонстровано, що збільшення пульсацій постійної випрямленої напруги збільшує в діелектрику кількість часткових розрядів в одиницю часу. Слід звернути увагу, що впливи вищих гармонічних складових напруги на ізоляцію силових кабелів є додатковими до впливів за синусоїдних режимів роботи, і поява гармонік під час випробування кабелів і розробки рекомендацій до режимів їхньої експлуатації на даний час не регламентується. Бібл. 12, рис. 3.

https://doi.org/10.15407/techned2024.06.003

ARTICLE_1_PDF

Посилання

Mazzanti G., Montanari G.C. Electrical aging and life models: the role of space charge. IEEE Trans. on Dielectrics and Electrical Insulation. 2005. Vol. 12. No 5. Pp. 876-890. DOI: https://doi.org/10.1109/TDEI.2005.1522183.

Fothergill J.C. Ageing, space charge and nanodielectrics: ten things we don't know about dielectrics. IEEE International Conference on Solid Dielectrics, Winchester, UK, 08-13 July 2007. DOI: https://doi.org/10.1109/ICSD.2007.4290739.

Choudhary M., Shafiq M., Kiitam I., Hussain A., Palu I., Taklaja P. A Review of Aging Models for Electrical Insulation in Power Cables. Energies. 2022. Vol. 15(9). 3408. DOI: https://doi.org/10.3390/en15093408.

Morita S., Fuse N., Takahashi T., Takahashi T., Zahra S., Hozumi N. Space charge measurement of 23-mm-thick XLPE cable at ambient and high temperatures. IEEE Trans. on Dielectrics and Electrical Insulation. 2022. Vol. 29(4). Pp. 1491-1497. DOI: https://doi.org/10.1109/TDEI.2022.3185579.

Fard M.A., Reid A.J., Hepburn D.M., Gallagher H. Influence of voltage harmonic phenomena on partial discharge behavior at HVDC. IEEE International Conference on Dielectrics, Montpellier, France, 03-07 July 2016. Pp. 548-551. DOI: https://doi.org/10.1109/ICD.2016.7547663.

Zhou C., Chen G. Influences of frequency on space charge formation in polyethylene under high voltage AC electric fields. IEEE Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena (CEIDP), Des Moines, IA, USA, 19-22 October 2016. Pp. 117-120. https://doi.org/10.1109/CEIDP.2014.6995880.

Pan C., Chen G., Tang J., Wu K. Numerical modeling of partial discharges in a solid dielectric-bounded cavity: A review. IEEE Trans. on Dielectrics and Electrical Insulation. 2019. Vol. 26(3). Pp. 981-1000. DOI: https://doi.org/10.1109/TDEI.2019.007945.

Shcherba M.A., Podoltsev O.D. Electric field and current density distribution near water inclusions of polymer insulation of high-voltage cables in view of its nonlinear properties. Tekhnichna Elektrodynamika. 2016. No 1. Pp. 11-19. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2016.01.011. (Rus)

Shcherba M.A., Roziskulov S.S., Vasilyeva O.V. Dependence of electric field disturbances in dielectrics on the dispersion of closely spaced water micro-inclusions. Tekhnichna Elektrodynamika. 2014. No 4. Pp. 17-19. (Rus)

Florkowski M. Influence of insulating material properties on partial discharges at dc voltage. Energies. 2020. Vol. 13(17). 4305. DOI: https://doi.org/10.3390/en13174305.

Trotsenko Y., Brzhezitsky V., Protsenko O. Partial Discharge as Threat to Insulation of High Voltage Direct Current Transmissions. IEEE 6th International Conference on Energy Smart Systems (ESS), Kyiv, Ukraine, 17-19 April 2019. Pp. 24-27. DOI: https://doi.org/10.1109/ESS.2019.8764201.

Trotsenko Y., Brzhezitsky V., Protsenko O., Chumack V., Haran Y. Effect of voltage harmonics on pulse repetition rate of partial discharges. Technology Audit and Production Reserves. 2018. No 2/1(40). Pp. 37-44. https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.126626.