Ключові слова
modern polymer insulation
water microinclusions
pulsating electromechanical pressure
stressed volume
degradation
power cable
self-carrying insulated wire
reliability напруженість електричного поля
сучасна полімерна ізоляція
водяні мікровключення
пульсуючий електромеханічний тиск
напружений об’єм
деградація
силовий кабель
СІП
надійність
Як цитувати
Анотація
Досліджено особливості електрофізичних процесів деградації зшитої поліетиленової (ЗПЕ) ізоляції силових кабелів і самоутримних ізольованих проводів (СІП) з урахуванням водяних мікровключень і віток триїнгів, виникаючих в ній під час виготовленні та експлуатації. Обґрунтовано, що поява несинусоїдних напруг і струмів у лініях електропередачі (ЛЕП), що використовують сучасні силові кабелі та СІП з твердою ЗПЕ ізоляцією, викликає підсилення електрофізичних чинників, спрямованих на збільшення пульсуючого електромеханічного тиску рідких струмопровідних мікровключень і віток триїнгів на поверхню твердої ЗПЕ ізоляції та зростання з часом їхніх розмірів вздовж напруженості наявного електричного поля (ЕП). У роботі визначено закономірності змінення з часом величини напруженого об’єму та максимального тиску в ЗПЕ ізоляції та додаткового впливу на такі закономірності вищих гармонічних складових електричних напруг і струмів за несинусоїдних процесах в такій ізоляції. Вказано, що такі електрофізичні впливи на полімерну ізоляцію призводять до збільшення інтенсивності як порогових, так і стохастичних механізмів руйнації мікроструктури ЗПЕ ізоляції силових кабелів і СІП та вимагають розробку додаткових регламентів щодо стандартних умов їхнього виготовлення та експлуатації. Бібл. 10, рис. 3.
Посилання
Montanari G.C., Fabiani D., Morshuis P., Dissado, L. Why residual life estimation and maintenance strategies for electrical insulation systems have to rely upon condition monitoring. IEEE Trans. on Dielectrics and Electrical In-sulation. 2016. Vol. 23(3), Pp. 1375-1385.
Zhou C., Chen, G. Influences of frequency on space charge formation in polyethylene under high voltage AC electric fields. IEEE Conf. on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena (CEIDP). 2016. Pp. 117-120.
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.
Suraci S.V., Fabiani D., Mazzocchetti L., Giorgini L. Degradation assessment of polyethylene-based material through electrical and chemical-physical analyses. Energies. 2020. Vol. 13(3), 650.
Sekii Y. Charge generation and electrical degradation of cross‐linked polyethylene. IEEE Trans. on Electrical and Electronic Engineering. 2019. Vol. 14(1), Pp. 4-15.
Su J., Du B., Li J., Li Z. Electrical tree degradation in high‐voltage cable insulation: progress and challenges. High Voltage. 2020. Vol. 5(4), Pp. 353-364.
Thomas A. J., Saha T. K. A new dielectric response model for water tree degraded XLPE insulation-part a: model devel-opment with small sample verification. IEEE Trans. on Dielectrics and Electrical Insulation. 2008. Vol. 15(4). Pp. 1131-1143.
Shcherba M.A. Multi-physical processes during electric field disturbance in solid dielectric near water micro-inclusions connected by conductive channels. IEEE Intern. Conf. on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS). 2016. Pp. 1-5.
Shcherba M.A. Modeling of water tree growth between micro-inclusions in XLPE cable isolation and its effect on electric field distribution. IEEE First Ukr. Conf. on Electrical and Computer Engineering (UKRCON). 2017. Pp. 417-420.
Shcherba M., Shcherba A., Peretyatko Y. Mathematical Modeling of Electric Current Distribution in Water Trees Branches in XLPE Power Cables Insulation. Proc. IEEE 7th International Conference on Energy Smart Systems. ESS 2020. Kyiv, Ukraine, 12-14 May 2020. Pp. 353–356.
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Авторське право (c) 2023 Array