Щерба, А. А.2013-10-172013-10-172011Оптимізація нової технології промислового виготовлення кабелів з твердою полімерною ізоляцією для удосконалення енергетичних мереж надвисоких напруг : звіт про НДР (заключ.) / НТУУ "КПІ" ; кер. роб. А. А. Щерба. - К., 2011. - 223 л. + CD-ROM. - Д/б №2349-п0110U000269https://ela.kpi.ua/handle/123456789/4618Звіт про НДР: 223 стор, 74 рис., 5 табл., 276 літературних джерел. Об’єкт дослідження: нова технологія виготовлення наномодифікованої полімерної ізоляції для кабелів надвисоких напруг (до 330 кВ). Мета роботи: визначення електрофізичних механізмів додаткового збурення електричного поля сукупністю мікродефектів некритичних розмірів в полімерній ізоляції кабелів надвисоких напруг і розробка рекомендацій щодо підвищення надійності та пропускної спроможності таких кабелів для забезпечення науково-технологічної підтримки промислового випуску вітчизняних конкурентоспроможних кабелів на напруги до 330 кВ. Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити важливу науково-прикладну проблему – розробити нову наукову концепцію та математичні моделі для аналізу сукупного впливу різних дефектів в полімерній ізоляції надвисоковольтних кабелів на локальні підсилення електричного поля та визначити критерії для оцінки її якості з додатковим урахуванням критичних напружених об’ємів і сукупностей близько розташованих мікродефектів, розміри яких можуть бути меншими від критичних. Важливо було також розробити методи і рекомендації щодо оптимізації технологій виготовлення наномодифікованої тришарової полімерної ізоляції у вулканізаційній камері похилого типу для науково-технологічної підтримки освоєння вперше в СНД промислового випуску вітчизняних надвисоковольтних кабелів з експлуатаційними характеристиками світового рівня. Наукова новизна. Згідно з розробленою концепцією при аналізі сукупного впливу різних мікродефектів на підсилення електричного поля в ізоляції кабелів необхідно додатково ураховувати: а) розмірні співвідношення дефектів, які визначають їх форму й орієнтацію відносно поля; б) характерні розміри областей ізоляції із близько розташованими мікродефектами та в) співвідношення між їх розмірами і взаємними відстанями. А при оцінці якості ізоляції треба ураховувати: детерміновані механізми її деградації в об’ємах (в яких напруженість поля є більшою від критичної) і стохастичні механізми її деградації в напружених об’ємах (в яких напруженість поля є більшою від допустимої для даної ізоляції, але меншою від критичної). Розроблено нові методи і рекомендації для оптимізації технологій нанесення на жилу кабелів тришарової ізоляції з її вулканізацією у похилій камері, для чого були розроблені: а) математична модель рухомої вільно провисаючої жили з ізоляцією у похилій вулканізаційній камері для визначення оптимальних параметрів камери та електроприводів; б) Simulink-модель для визначення стратегії усунення поперечних і поздовжніх коливань жили з урахуванням перехідних електричних і механічних процесів в системі частотно-регульованих електроприводів та в) система поточного регулювання товщини й ексцентриситету кожного шару ізоляції та температури в кожній зоні термообробки ізоляції. Показано, що водяні мікродендрити на поверхні провідного мікровключення, підсилюють електричне поле в ізоляції сильніше, ніж дендрити таких же розмірів і форми, які не контактують з провідним включенням. Якщо довжина нерозгалуженого дендриту на поверхні сферичного й еліпсоїдального провідного включення вздовж поля буде більшою від розмірів включення, то ступінь підсилення поля більше визначають розміри дендрита, якщо навпаки, то визначальними стають розміри включення. Виявлено, що в локальній області ізоляції біля провідного вістря на полярні молекули води діють електричні сили, спрямовані в область підсилення поля, які сприяють руху молекул води в зону указаної локальної області ізоляції. В силу електрокінетичного механізму руху молекул на вістрі триїнгів виникає зона з підвищеною вологістю, що може приводити до швидкого проростання триїнгів всередині ізоляції в зону сильних електричних полів, викликаючи прискорене старіння поліетиленової ізоляції кабелю на надвисокі напруги. Тому наномодифікацію полімерної ізоляції доцільно здійснювати у середовищі сухого азоту при високих значеннях температури і тиску, а в конструкціях кабелів використовувати спеціальні матеріали для радіального та поздовжнього блокування доступу зовнішньої вологи. Отримані при виконанні даної НДР наукові, технологічні і практичні результати використані при розробці керівного матеріалу "Руководство по выбору, прокладке, монтажу, испытаниям и эксплуатации кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 220 кВ и 330 кВ. РД К28-004:2010". – Харьков, 2011. – 42 с. [1]. Фундаментальні та прикладні результати використано в Інституті електродинаміки НАН України (м. Київ) як вихідні дані при розробці математичних моделей для досліджень електричних і теплових процесів в трифазних кабельних лініях надвисоких напруг з урахуванням їх конструкцій, високочастотних перехідних процесів та умов експлуатації. Нові методи, математичні моделі та рекомендації щодо недопустимості критичних напружених областей в полімерній ізоляції надвисоковольтних кабелів та оптимізації технологій виготовлення наномодифікованої тришарової полімерної ізоляції у вулканізаційній камері похилого типу використано при освоєнні промислового випуску на заводі "Південка-бель" (м. Харків) сучасних кабелів на напруги до 330 кВ з характеристиками світового рівня. Пропускну електричну потужність в таких кабелях підвищено – в 1,33 рази а стійкість до струмів коротких замикань – в 1,5–2 рази, за рахунок виключення в кабелях екологічно небезпечних рідких компонентів підвищено і екологічність кабельних ліній електропередачі.ukЗвіт захищений авторським правом. Переглянути його можливо з цього джерела з будь-якою метою, але копіювання та розповсюдження в будь-якому форматі забороняється без письмового дозволу.кабелінадвисока напругатехнологіяполімерна ізоляціядеградаціяоптимізаціясукупність мікровключеньхарактерні співвідношеннянапружений об'ємTechnical Report223 л.621.3.01: 537.212.001