Особенности кабельной изоляции из сшитого полиэтилена и методы её испытаний
Аннотация
Особенности кабельной изоляции из сшитого полиэтилена и методы ее испытаний
Магистерская диссертация состоит из 136 страниц, 56 рисунков, 14 таблиц, 44 источников, 14 приложений.
В данной работе на основании изучения специальной литературы и знаний, полученных в институте, а также во время профессиональной деятельности на рабочем месте, рассматриваются особенности изоляции из сшитого полиэтилена в кабельных линиях.
Актуальность темы определяется тем, что в задаче электроснабжения городов, организаций и предприятий важную роль играет надежность кабельных линий, зависящая не только от качества технологий их производства, но и от условий эксплуатации.
Целью диссертационной работы являются разработка способов определения остаточного ресурса изоляции кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена, при работе их в различных условиях, которые связаны с многообразием эксплуатационных факторов, а также изучение вопросов, связанных с высоковольтными испытаниями изоляции таких кабельных линий, их ремонтом и прокладкой.
Новизна работы - рассмотрен пример, который говорит о возможности использования математической модели в устройстве мониторинга остаточного ресурса кабельной изоляции. Однако физическая реализация такого устройства является самостоятельной задачей, выходящей за рамки магистерской диссертации.
Личный вклад – в программе Simulink была описана модель, влияние температуры и напряжения на долговечность кабельной изоляции, были построены графики и произведены результаты расчета, которые в дальнейшем можно применить на практике, но можно сказать, что эту модель можно еще доработать, введя термодинамическую модель исследуемого участка кабеля - тогда график температуры не будет точно повторять график греющих потерь, а будет учитывать процесс нагревания кабеля током.
В соответствии с действующими в России ГОСТами и руководящими документами изоляция высоковольтного оборудования и кабелей должна периодически подвергаться испытаниям повышенным постоянным напряжением, но для кабеля из сшитого полиэтилена такой подход недопустим. Дело в том, что при испытании постоянным током в изоляции кабеля накапливается статический заряд, что в итоге приводит к разрушению изоляции и выходу кабеля из строя. Самым распространённым методом испытания кабелей из СПЭ является испытание переменным током с повышенным напряжением (испытание переменным током промышленной частоты 50 Гц) или испытание повышенным напряжением сверхнизкой частоты 0,1 Гц (такие испытания не влияют на состояние материала изоляции и кабель не теряет своих свойств).
Однако из практики эксплуатации высоковольтных кабельных линий известно, что положительные результаты испытаний повышенным напряжением вовсе не гарантируют безаварийную последующую работу электрооборудования. Так, например, после успешных испытаний повышенным напряжением кабельных линий нередко происходит выход их из строя в ближайшее время. Известно, что причина этого – в интенсивном разрушении изоляции частичными разрядами в проблемных местах, что приводит к сокращению срока службы кабельных линий.
Большинству повреждений изоляции кабельных линий, возникающих из-за наличия скрытых дефектов производства, монтажа, или в процессе старения, всегда предшествует период развития дефекта. Длительность этого периода времени зависит от многих причин – типа изоляции, вида дефекта, времени и условий эксплуатации кабеля и т.д. Реально, это время предаварийного развития дефекта варьируется от нескольких суток до нескольких месяцев и даже лет.
Магистерская диссертация состоит из 136 страниц, 56 рисунков, 14 таблиц, 44 источников, 14 приложений.
В данной работе на основании изучения специальной литературы и знаний, полученных в институте, а также во время профессиональной деятельности на рабочем месте, рассматриваются особенности изоляции из сшитого полиэтилена в кабельных линиях.
Актуальность темы определяется тем, что в задаче электроснабжения городов, организаций и предприятий важную роль играет надежность кабельных линий, зависящая не только от качества технологий их производства, но и от условий эксплуатации.
Целью диссертационной работы являются разработка способов определения остаточного ресурса изоляции кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена, при работе их в различных условиях, которые связаны с многообразием эксплуатационных факторов, а также изучение вопросов, связанных с высоковольтными испытаниями изоляции таких кабельных линий, их ремонтом и прокладкой.
Новизна работы - рассмотрен пример, который говорит о возможности использования математической модели в устройстве мониторинга остаточного ресурса кабельной изоляции. Однако физическая реализация такого устройства является самостоятельной задачей, выходящей за рамки магистерской диссертации.
Личный вклад – в программе Simulink была описана модель, влияние температуры и напряжения на долговечность кабельной изоляции, были построены графики и произведены результаты расчета, которые в дальнейшем можно применить на практике, но можно сказать, что эту модель можно еще доработать, введя термодинамическую модель исследуемого участка кабеля - тогда график температуры не будет точно повторять график греющих потерь, а будет учитывать процесс нагревания кабеля током.
В соответствии с действующими в России ГОСТами и руководящими документами изоляция высоковольтного оборудования и кабелей должна периодически подвергаться испытаниям повышенным постоянным напряжением, но для кабеля из сшитого полиэтилена такой подход недопустим. Дело в том, что при испытании постоянным током в изоляции кабеля накапливается статический заряд, что в итоге приводит к разрушению изоляции и выходу кабеля из строя. Самым распространённым методом испытания кабелей из СПЭ является испытание переменным током с повышенным напряжением (испытание переменным током промышленной частоты 50 Гц) или испытание повышенным напряжением сверхнизкой частоты 0,1 Гц (такие испытания не влияют на состояние материала изоляции и кабель не теряет своих свойств).
Однако из практики эксплуатации высоковольтных кабельных линий известно, что положительные результаты испытаний повышенным напряжением вовсе не гарантируют безаварийную последующую работу электрооборудования. Так, например, после успешных испытаний повышенным напряжением кабельных линий нередко происходит выход их из строя в ближайшее время. Известно, что причина этого – в интенсивном разрушении изоляции частичными разрядами в проблемных местах, что приводит к сокращению срока службы кабельных линий.
Большинству повреждений изоляции кабельных линий, возникающих из-за наличия скрытых дефектов производства, монтажа, или в процессе старения, всегда предшествует период развития дефекта. Длительность этого периода времени зависит от многих причин – типа изоляции, вида дефекта, времени и условий эксплуатации кабеля и т.д. Реально, это время предаварийного развития дефекта варьируется от нескольких суток до нескольких месяцев и даже лет.