УДК 621.315.2 : 004.94

ВЛИЯНИЕ МИКРОДЕФЕКТОВ В ПОЛИЭТИЛЕНОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ В НЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

Путем дву- и трехмерного компьютерного моделирования исследовано электрическое поле в полиэтиленовой изоляции с характерными микроразмерными включениями – упрощенными ветвями водного триинга, а также органическими и неорганическими, одиночными и множественными загрязнениями. Показано усиление электрического поля вблизи инородных включений и влияние их друг на друга. Для одиночных включений численным путем и по аналитической формуле рассчитан коэффициент усиления поля. Выявлено, что характер распределения поля в изоляции зависит от электрических свойств, формы и взаимного расположения микровключений. Результаты работы позволяют расширить знания о причинах деструкции полиэтиленового материала, широко используемого в качестве материала изоляции современных высоковольтных кабелей. Библ. 15, рис. 5, табл. 2.
Ключевые слова: полиэтиленовая изоляция, водный триинг, инородные микровключения, электрическое поле, компьютерное моделирование.

ВПЛИВ МІКРОДЕФЕКТІВ У ПОЛІЕТИЛЕНОВІЙ ІЗОЛЯЦІЇ СИЛОВИХ КАБЕЛІВ НА РОЗПОДІЛ В НІЙ ЕЛЕКТРИЧНОГО ПОЛЯ

Шляхом дво- та тривимірного комп'ютерного моделювання досліджується електричне поле в поліетиленовій ізоляції з характерними мікророзмірними включеннями – спрощеними гілками водного триїнга, а також органічними, неорганічними, одиночними та численними забрудненнями. Показано посилення електричного поля поблизу сторонніх включень і їх вплив один на одне. Для одиночних включень за чисельними розрахунками та аналітичною формулою розраховано коефіцієнт посилення поля. Виявлено, що характер розподілу поля в ізоляції залежить від електричних властивостей, форми та взаємного розташування мікровключень. Результати роботи дають змогу розширити знання про причини деструкції поліетиленового матеріалу, що широко використовується для виготовлення ізоляції сучасних високовольтних кабелів. Бібл. 15, рис. 5, табл. 2.
Ключові слова: поліетиленова ізоляція, водний триїнг, сторонні мікровключення, електричне поле, комп'ютерне моделювання.

THE INFLUENCE OF MICRO-SIZED DEFECTS IN POLYETHYLENE INSULATION OF POWER CABLES ON ELECTRIC FIELD DISTRIBUTION

The electric field distribution in the polyethylene insulation with typical micro-sized inclusions (such as simplified water tree branches, organic and inorganic, single and numerous contaminants) is studied by two- and three-dimensional computer modeling. The local field enhancement near the inclusions and their effect on each other are shown. The field enhancement factor is determined for various single contaminants both by numerical computation and by analytical expression. As revealed, the field distribution in the insulation depends on the electrical properties, shape and relative position of micro-inclusions. The results of the work should help to extend the knowing about the causes of polyethylene destruction as applied to insulation of up-to-date high-voltage power cables. References 15, figures 5, tables 2.
Key words: polyethylene insulation, water treeing, micro-inclusions, contaminants, electric field, computer modeling.