Предложена методика диэлектрического сканирования поперечной структуры многожильных кабелей для оценки их технического состояния по величине тангенса угла диэлектрических потерь свободного межфазного пространства (СМП). Дан пример применения методики для 27-жильного контрольного кабеля КПВГ-27-2,5. Обнаружено различие свойств СМП внутренних и внешних повивов, обусловленное влиянием оболочки - адсорбцией поверхностью изоляции жил компонентов оболочки, наблюдаемое также по изменению цвета изоляции жил.

Рассмотрены особенности математических моделей и методов расчета электроизоляционных конструкций с общих позиций теории электрических цепей. Представлены вычислительно-логические алгоритмы расчета и проанализированы режимы работы электрических конденсаторов, силовых кабелей и кабелей связи. Даны тепловые схемы замещения изоляции.

Выполнена оценка напряжения начала частичных разрядов (ЧР) в многожильных кабелях разной структуры. Для кабелей с плотной конструкцией напряжение определяется путем построения траекторий силовых линий в воздушных зазорах между изолированными жилами. В кабелях, для которых присущи большие объемы свободного пространства между жилами разных повивов, оценка напряжения начала ЧР выполняется по напряженности поля на поверхности изоляции жил.

Геометрические параметры и число воздушных включений в твердой изоляции определяются на основании решения уравнения Вольтерра только в случае монотонного изменения дифференциальных амплитудных спектров (ДАС) импульсов частичных разрядов. В противном случае определяются усредненные параметры воздушных включений. Оценка качества твердой изоляции осуществляется путем представления совокупности ДАС в двойном логарифмическом масштабе. Сравнение семейств ДАС выполняется по ширине полосы спектров частичных разрядов без математической обработки.

Предложено отмечать три параметра кривых восстанавливающегося напряжения для оценки состояния изоляции: амплитуду, момент максимума и постоянную времени саморазряда. Установлены критические уровни этих параметров для кабелей с бумажно-масляной изоляцией.

Получено аналитическое решение для плотности поверхностных зарядов на границе раздела контактирующих изолированных проводников кабелей с учетом поверхностного слоя примесей и воздушного зазора. Представлено распределение плотности зарядов с учетом изменения электростатического заряда и относительной диэлектрической проницаемости дефектного слоя. Показано, что учет изменения параметров поверхностного слоя в процессе старения полимерной изоляции приводит к существенному росту плотности поверхностных зарядов относительно исходного, несостаренного, состояния.

Приведены результаты измерений контактной разницы потенциалов неэкранированного и экранированного образцов кабелей с витыми парами без экранированной камеры, в экранированной не заземленной и заземленной камере. Проведение обследований в заземленной камере более эффективно в случае экранированных кабелей. Показано, что применение электростатического вольтметра с более высокой чувствительностью в сравнении с цифровым вольтметром приводит к регистрации как собственных внутренних индивидуальных шумов кабеля, так и внешних. Определены коэффициенты корреляции между результатами измерений контактной разности потенциалов силового кабеля электростатическим вольтметром и цифровым мультиметром.

Проанализировано электростатическое поле витой экранированной пары кабеля при разных видах испытательного напряжения: симметричное разнополярное, однополярное и несимметричное. Выбор напряжения влияет на местоположение наиболее вероятного места возникновения частичных разрядов, фазовые характеристики которых используются для технической диагностики изоляции.

Представлена методика определения индивидуальных характеристик фазной и поясной бумажно-пропитанной изоляции силовых кабелей среднего напряжения. Методика реализована на применении схемы замещения трехжильного кабеля в общей металлической оболочке и анализе результатов совокупных измерений абсорбционных характеристик. Система линейных алгебраических уравнений для определения характеристик фазной и поясной изоляции является хорошо обусловленной. Решение системы линейных алгебраических уравнений сводится к суммированию результатов совокупных измерений с весовыми коэффициентами 6/14 и 1/14. Приведены результаты определения абсорбционных характеристик фазной и поясной изоляции силового кабеля на напряжение 6 кВ.

Выполнены измерения в диапазоне частот 50 кГц - 20 МГц тангенса угла диэлектрических потерь образцов силового и радиочастотного коаксиального кабелей в исходном состоянии и после увлажнения в условиях 100 % влажности. После старения установлено появление дополнительных релаксационных максимумов для сплошной термореактивной и термопластичной полиэтиленовой изоляции, что обусловлено группированием свободной воды в кластеры соответствующей формы и фрактальной размерности. Для кабелей со вспененной термопластичной полиэтиленовой изоляцией в не состаренном состоянии присуще проявление релаксационных потерь за счет наличия воды в газообразных включениях. Установлена положительная корреляция между шириною полосы релаксационных максимумов и скоростью уменьшения сопротивления изоляции от приложенного высокого постоянного напряжения.

Показано, что при анализе процессов появления свободной влаги в полимерной изоляции силовых кабелей целесообразно применять высокочастотную релаксационную спектроскопию. Приведены расчетные и экспериментальные частотные зависимости тангенса угла диэлектрических потерь от степени увлажнения изоляции кабелей. Выявлено, что при длительном ее увлажнении пики релаксационных потерь смещаются в область более высоких частот и возникают дополнительные максимумы, соответствующие рассеянию энергии на новых элементах изоляции. Диапазон изменения частоты релаксационных потерь зависит от концентрации свободной влаги в изоляции и ее электрофизических и морфологических свойств.

На основании численного моделирования выполнен анализ влияния эксцентриситета между токопроводящей жилой и изоляцией, эллиптичности изоляции и включений сферической формы на распределение напряженности электростатического поля в силовом кабеле коаксиальной конструкции со сшитой полиэтиленовой изоляцией. Показано, что активный характер и высокие значения эффективной проводимости полупроводящих экранов не влияют на распределение поля между жилой и изоляцией. Наличие в толще изоляции водных включений сферической формы приводит к усилению электрического поля в пять и более раз в зависимости от диэлектрической проницаемости. Водные триинги, как локальные сосредоточенные неоднородности в структуре полиэтиленовой изоляции, приводят к изменению формы зондирующего прямоугольного сигнала, распространяющегося в силовой кабельной линии, что дает возможность в эксплуатации диагностировать их с помощью импульсной рефлектометрии.

Індекс рубрикатора НБУВ: З232.32

Рубрики:

Кабелі

Шифр НБУВ: Ж23986 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: О232-061/069

Рубрики:

Електрорухомий склад залізниць

Шифр НБУВ: Ж23986 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Представлено схему замещения обмоток статора при соединении "звездой" асинхронного тягового двигателя. На основании результатов моделирования частотных зависимостей емкости и тангенса угла диэлектрических потерь установлено наличие двух резонансных частот в диапазоне 1 и 10 кГц. Показано, что измерения тангенса угла диэлектрических потерь изоляционной системы на частоте 10 кГц чувствительны к уровню диэлектрических потерь в корпусной термореактивной электрической изоляции. Результаты математического моделирования согласуются с измерениями совокупных диэлектрических характеристик корпусной композитной электроизоляционной системы трех фаз.

Разработана методика определения оптимальной толщины полиэтиленовой сшитой и оксидной изоляции для обеспечения наименьшего теплового сопротивления теплопередаче защищенных и неизолированных проводов. Обоснована применимость разработанной методики для оптимизации толщины изоляции защищенных проводов напряжением 20 кВ. Показана возможность повышения пропускной способности по току защищенных проводов на 20 % по сравнению с неизолированными проводами за счет оптимизации толщины их изоляции. Установлено, что внутренний перепад температуры в сшитой полиэтиленовой изоляции на порядок меньше в сравнении с оксидной изоляции при одинаковых значениях тангенса угла диэлектрических потерь.

Исследовано влияние коэффициента облучения ускоренными электронами с энергией 0,5 МэВ на механические и электрические характеристики кабельной высоконаполненной антипиреннами изоляции из не распространяющей горение безгалогенной композиции на основе сополимера етиленвинилацетата. Установлена сильная корреляционная связь между относительным удлинением при разрыве и прочностью при растяжении, между сопротивлением изоляции и пробивным напряжением. Показано, что при оптимальном значении коэффициента облучения в диапазоне от 7 до 5 сопротивление изоляции возрастает более чем в два раза, а пробивное напряжение на постоянном токе - в 1,3 раза. Относительное удлинение при разрыве остается в пределах допустимых значений.

Представлены результаты распределения электрического поля в высоковольтной композитной изоляции на основе предложенной математической модели накопления поверхностного заряда на границе раздела подложка - барьер. В установившемся режиме напряженность электрического поля в диэлектрическом барьере может превышать среднее значение на 50 % в зависимости от электрофизических характеристик и толщины компонентов. Показано, что в области малых времен переходного процесса на характер распределения электрического поля влияют как относительная диэлектрическая проницаемость, так и толщина диэлектрического барьера. Экспериментальная проверка выполнена для пяти типоразмеров стеклослюдобумажной ленты по 5-ть макетов в каждой. Установлено, что композитная изоляция с повышенным содержанием слюдинитового барьера и стеклотканью меньшей толщины имеет на (8 - 16) % более высокие значения длительной электрической прочности.

Представлена Т-образная схема замещения асинхронного фазового двигателя с глухим соединением в "звезду" фаз обмотки статора. Приведены расчетные и экспериментальные частотные зависимости добротности цепи "фаза-фаза" в зависимости от тангенса угла диэлектрических потерь корпусной изоляции. Установлено, что на резонансной частоте в режиме измерения индуктивности характеристики электроизоляционной системы значимо отличаются в сравнении с режимом измерения емкости корпусной системы электрической машины.

Обоснована методика расчета режима охлаждения силовых кабелей в переходном тепловом режиме. Представлена тепловая схема замещения изолированной токопроводящей жилы. С помощью методов дискретных резистивных схем замещения и узловых потенциалов получено распределение температуры в толще экструдированной полиэтиленовой изоляции в разные моменты времени в зависимости от температуры охлаждающей воды. Показано, что длительность переходного процесса, соответствующая достижению одинаковой температуры по всей толщине изоляции, можно рассматривать в качестве критерия при определении технологических параметров охлаждения.