Исследованы механические напряжения, связанные с действием электрической силы и нагревом в области простейшего триинга в полиэтиленовой изоляции, и роль механических напряжений в развитии триинговых структур. Объектом изучения является включение сферической формы с отдельным каналом триинга, вершина которого имеет различный радиус скругления. Для таких вариантов формы вершины триинга рассчитаны распределения электрического поля, объемной электрической силы, температуры и механических напряжений по Мизесу. Исследование проведено численным методом конечных элементов.

Описаны и реализованы различные подходы к моделированию частичного разряда в сферическом газовом включении полиэтиленовой изоляции. Показаны основные закономерности распределения напряженности электрического поля в процессе развития разряда. Выполнено компьютерное моделирование случая воздушного включения с поверхностным слоем, по которому течет ток. Получены зависимости плотности поверхностного тока от электропроводности и толщины поверхностного слоя включения. Численная реализация моделей проведена с помощью метода конечных элементов в программе Comsol.

Розглянуто ряд суттєвих особливостей СПЕ-кабелів, які впливають на тепловий режим як у робочому, так і в аварійному режимах в експлуатації, а саме: більші, ніж у традиційних маслом наповнених кабелів, значення площі перерізу жил і товщини ізоляції, що зумовлює суттєву залежність динаміки нагрівання від теплоємності жили і ізоляції для СПЕ-кабелів після включення; більша, ніж у традиційних маслом наповнених кабелів, допустима температура ізоляції (90 ℃); суттєва залежність теплопровідності і теплоємності поліетиленової ізоляції від температури; наявність елементів конструкції з високим питомим тепловим опором (до 50 ℃･ м/Вт), що суттєво змінює динаміку нагрівання СПЕ-кабелю, а отже його перевантажувальну здатність. Надано експериментальні дані щодо визначення різниці температури між елементами конструкції кабелів і навколишнім повітряним середовищем. Досліджено нагрівання кабелів зі зшитою поліетиленовою ізоляцією для трьох кабелів, розташованих в площині на різних відстанях один від одного. Встановлено, що температура ізоляції, прилеглої до жили, в режимі перевантаження зростає суттєво швидше, ніж температура ізоляції, прилеглої до екрану. Запропоновано використовувати адіабатний режим нагрівання кабелю струмом перевантаження, кратним номінальному, визначеному для окремого кабелю за гранично допустимої тривалої температури ізоляції, прилеглої до струмопровідної жили кабелю. Це забезпечує значне скорочення часу випробування за умов виробництва. Робота спрямована на створення методу визначення допустимого струму цих кабелів за конкретних умов експлуатації.

Приведены факторы и механизмы старения сшито-полиэтиленовой изоляции силовых кабелей, мультифизические процессы и явления, которые сопровождают деградацию и приводят к пробою изоляции. Представлены характерные дефекты изоляции, возникающие при производстве, проектировании, прокладке и эксплуатации кабелей. Проанализированы причины возникновения дефектов и повреждений изоляции. Показаны роль электрических режимов работы кабелей и преимущества использования неразрушающих методов их испытания для длительного срока службы изоляции.

Выполнены математическое моделирование и анализ распределения электрических поля, токов, сил и давлений в твердом диэлектрике (сшитой полиэтиленовой изоляции) при возникновении разноразмерных близко расположенных токопроводящих, в частности водных микровключений. Исследованы закономерности усиления поля, увеличения плотности токов и возникающих электромеханических сил и давлений, вызванных изменением поверхностных зарядов, на близко расположенных полюсах микровключений. Определены зависимости указанных величин от конфигурации микровключений, в частности, от их взаимных расстояний. Показано, что результирующие силы способствуют притягиванию мелких водных включений к крупным и создают условия для появления и развития водных триингов в твердой изоляции.