CC BY
15Т Е Х Н И Ч Е С К И Е
НАУКИ
И.П. Корнилов
ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ИЗОЛЯЦИИ СИЛОВОГО КАБЕЛЯ ИСХОДЯ ИЗ ТАНГЕНСА УГЛА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ
НА РАЗНЫХ ЧАСТОТАХ
В Российской Федерации основа городских электрических сетей состоит из кабельных линий среднего напряжения 6(10) кВ. Сейчас активно внедряются в эксплуатацию кабели из сшитого полиэтилена, но все же основную долю занимают кабели с бумажной пропитанной изоляцией. Согласно ГОСТ 18410-73 срок службы кабелей не менее 30 лет, однако, срок эксплуатации введенных в работу кабелей, как правило, близок или уже превысил установленный. Физический износ кабельных сетей на уровне 70-80% [1]. Исходя из этого возникает необходимость в разработке и исследовании мероприятий по повышению эффективности их эксплуатации. В настоящее время, большинство электросетевых компаний в России применяют систему планово-профилактических испытаний, которая заключается в испытании кабелей повышенным напряжением постоянного тока. Данный способ относится к разрушающим методам диагностики и не гарантирует безаварийную работу кабеля, даже в случае успешного испытания и во многих случаях приводит сокращению срока эксплуатации кабеля.
Ключевые слова: силовой кабель, энергетика, изоляция.
Попадание воды в изоляцию приводит к ухудшению электрофизических свойств диэлектрика. С ростом влажности, зачастую растут и потери, при чем весьма значительно. Наличие воды в жидких диэлектриках (кабельная пропитка) выражается в резком понижении напряжения пробоя [2]. Поэтому, в данном исследовании предлагается в качестве оценки остаточного ресурса кабеля использовать содержание влажности, которое существенно влияет на пробивное напряжение изоляции. Влияние влажности на напряжение пробоя показано на рис. 1 [3].
© И.П. Корнилов, 2022.
3 23 1
а 22
и
21 20 I*)
lfj
о
- *•%
Ф Среднее напряжение пр = Е = ■■ Те нденнмкhchhii
- ! \
*
\ i 4
*
■ ■ i i .
2 3 4 5 Содержание всцы(%)
Рис. 1. Зависимость среднего напряжения пробоя от содержания воды
Рис. 2(а-е). Кривая tanS при разном содержании влажности
В настоящее время отсутствуют неразрушающие методы, позволяющие оценить влагосодержание кабеля. Самый точный метод определения влагосодержания будет заключаться в отборе пропиточного материала из кабеля (например, из кабельной воронки) и на нем проведение ряда диагностики, для оценки увлажненности.
Установлено, что величина тангенса угла диэлектрических потерь (tan5) чувствительна к содержанию влажности в изоляции [4]. Поэтому можно сделать предположение о возможности использования величины тангсенса для контроля влажности изоляции. Для этого необходимо выявить зависимость между tan5 и содержанием влажности, что и является целью исследования.
На рисунке 2(а-е) представлена кривая tan5 с разным содержанием влаги при одинаковой степени старения [5]. Согласно литературным данным [6,7] содержание влажности оказывает большое влияние на tan5 в высокочастотном диапазоне (10-1000 Гц).
На данный момент проводятся испытания 12 образцов силовых кабелей 6(10) кВ для выявления зависимости между tan5 и содержанием влажности. Результаты исследования можно будет использовать для оценки состояния изоляции силового кабеля исходя из тангенса угла диэлектрических потерь.
Библиографический список:
1.Б.Г. Набока, А.В. Беспрозванных Критерии по тангенсу угла диэлектрических потерь для оценки технического состояния силовых кабелей с бумажно-пропитанной изоляцией в эксплуатации // ISSN 2079-3944. Вюник НТУ "ХПГ. 2010. № 55
2.Коробейников, С.М. Диэлектрические материалы: учеб. пособие / Изд-во НГТУ, 2000
3.Potao Sun, Wenxia Sima, Ming Yang and Jingyu Wu "Influence of Thermal Aging on the Breakdown Characteristics of Transformer Oil Impregnated Paper" // IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation ■ December 2016
4.Кулаковский, В.Б. Что такое tgS, от чего он зависит и как его измеряют / В.Б. Кулаковский. - Текст: непосредственный // Энергетик. - Москва. - 1958. - № 1. - С. 31-32.
5.Guoqiang Xia, Guangning Wu, Bo Gao, Haojie Yin and Feibao Yang "A New Method for Evaluating Moisture Content and Aging Degree of Transformer Oil-Paper Insulation Based on Frequency Domain Spectroscopy"// Energies 2017, 10, 1195; doi:10.3390/en10081195
6.Liao, R.; Hao, J.; Chen, G.; Yang, L. Quantitative analysis of ageing condition of oil-paper insulation by frequency domain spectroscopy. IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2012, 19, 821-830
7.Sokolov, V.; Koch, M. Moisture equilibrium and moisture migration within transformer insulation systems. Cigre Brochure 2008, 349, 1-52
КОРНИЛОВ ИЛЬЯ ПАВЛОВИЧ - магистрант, Севастопольский государственный университет, Россия.
