УДК 621.315.2 : 004.94

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ДЕФЕКТОВ СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ С ИЗОЛЯЦИЕЙ ИЗ СШИТОГО ПОЛИЭТИЛЕНА

Путем компьютерного моделирования исследованы электрическое поле, электрические силы и электромеханические напряжения в полиэтиленовой изоляции силовых кабелей с типичными дефектами на макроуровне – надрезом с наружной стороны кабеля и трещиной в изоляции вблизи жилы кабеля. Показаны концентрация и высокие значения этих величин, а также превышение предела прочности и возможность разрушения изоляции в зонах заостренных концов рассматриваемых дефектов и, как следствие, необходимость соблюдения дездефектности кабелей и их изоляции в процессе прокладки и эксплуатации. С практической точки зрения работа представляет интерес в связи с широким внедрением и достаточно продолжительной эксплуатацией силовых кабелей со сшито-полиэтиленовой изоляцией в Украине и за рубежом. Библ. 15, рис. 4.
Ключевые слова: полиэтиленовая изоляция, дефекты на макроуровне, электромеханические напряжения, эквивалентное напряжение, трехмерное компьютерное моделирование.

ДОСЛІДЖЕННЯ ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ДЕФЕКТІВ СИЛОВИХ КАБЕЛІВ З ІЗОЛЯЦІЄЮ ЗІ ЗШИТОГО ПОЛІЕТИЛЕНА

Шляхом комп'ютерного моделювання досліджено електричне поле, електричні сили та електромеханічні напруги в поліетиленовій ізоляції силових кабелів з характерними дефектами на макрорівні – надрізом із зовнішнього боку кабеля та тріщиною в ізоляції поблизу жили кабеля. Показано концентрацію і високі значення цих величин, а також перевищення межі міцності та можливість руйнування ізоляції в зонах загострених кінців розглянутих дефектів і, як наслідок, необхідність дотримання дездефектності кабелів та їх ізоляції в процесі прокладання та експлуатації. З практичної точки зору робота виявляє інтерес у зв'язку з широким впровадженням і досить тривалою експлуатацією в Україні та за кордоном силових кабелів зі зшито-поліетиленовою ізоляцією. Бібл. 15, рис. 4.
Ключові слова: поліетиленова ізоляція, дефекти на макрорівні, електромеханічні напруги, еквівалентна напруга, тривимірне комп'ютерне моделювання.

THE STUDY OF OPERATING DEFECTS IN XLPE INSULATED POWER CABLES

The electric field, electric force and electromechanical stress in the polyethylene insulation of power cables with typical defects at macro-level (with deep gash from the outer side of cable and crack in the insulation near the cable conductor) are studied by computer modeling. As shown, the concentration and maximum values of electric intensity, electric force and equivalent tensile stress as well as the exceeding of ultimate strength take place on the pointed end of the defects. Therefore the exclusion of defects in cable insulation is needed in the course of installation and operation of power cables. The results of the work are of practical importance in view of wide application and long-term service of XLPE (cross-linked polyethylene) insulated power cables in Ukraine and all over the world. References 15, figures 4.
Key words: polyethylene insulation, macro-sized defects, electromechanical stress, equivalent tensile stress, three-dimensional computer modeling.