Сильні електричні поля в конденсаторних конструкціях та удосконалення високовольтних силових конденсаторів

Одержано математичну модель із визначення ресурсу від досліджуваних чинників за допомогою рекурентних формул дрібного факторного експерименту із перевіркою статистичної значущості за критеріями Фішера і Стьюдента

(21)

Максимальний ресурс мають секції з 20% вмістом плівки. Підтверджується хід залежності терміну служби від Е, і вмістом плівки від 0 до 40% за теорією "напруженого об'єму". Невідповідність спостережуваного і розрахункового термінів служби при відсотковому вмісті плівки понад 60% обумовлено технологічними труднощами просочування між січними шарами плівки.

Ресурсні випробування секцій із паперо-лавсановою ізоляцією з 50% вмістом плівки при частоті проходження імпульсів 3 Гц, декременті коливань 1,38, частоті розрядного струму 100 кГц підтвердили загальну тенденцію ослаблення терміну служби в залежності від товщини діелектрика із збільшенням напруженості поля (за винятком діапазону товщини діелектрика 40-70 мкм), а також відповідність діапазону експериментальних значень показників степеня у формулі "життя" (1) теоретичним при зміні товщини діелектрика від 32 до 104 мкм, напруженості електричного поля від 140 до 210 кВ/мм. За результатами експерименту при терміні служби понад 2104 імпульсів є перспективним застосування паперових конденсаторів, а при терміні служби, меншому за 104 імпульсів - папероплівкових. Гранична запасена питома енергія досліджуваної ізоляції складає до 500,0 Дж/дм 3 при терміні служби 1048104 імпульсів і ємності секцій 813 нФ, причому більше значення терміну служби відповідає меншим товщинам діелектрика. При випробуваннях виявлено, що термін служби секцій може й збільшуватися із зміною товщини діелектрика від 40 до 70 мкм, що обумовлено різною кількістю шарів діелектрика.

Експериментально досліджено вплив кількості шарів на термін служби секцій імпульсних конденсаторів. Випробування проведено на паперових секціях із товщиною діелектрика 40 мкм при кількості шарів паперу, що змінюється від 4 до 6, і на паперо-лавсанових із товщиною діелектрика 70 мкм з 52% вмістом плівки при кількості шарів діелектрика 6-11. Випробувальна напруженість поля склала відповідно 165 кВ/мм і 185 кВ/мм. За допомогою порівняльного аналізу результатів визначено коефіцієнт як коригувальний співмножник у формулі для терміну служби, від кількості шарів діелектрика k при незмінній загальній товщині ізоляції між обкладками

М=М 0(k)/(k0), (22)

де М 0 - термін служби, що відповідає кількості шарів k0.

Проведено ресурсні випробування імпульсних конденсаторів із папером різної цупкості в режимі: частота проходження імпульсів 2,7 Гц, робочий градієнт 135 кВ/мм, декремент коливань 1,38, частота розрядного струму 100 кГц.. При збільшенні цупкості паперу в 1,3 разу термін служби зростає до 5 разів. Експериментальні дані терміну служби в залежності від цупкості паперу відповідають розрахунковим з урахуванням формули (22). Кращий показник за терміном служби мають секції з комбінованим складом ізоляції, в яких папір підвищеної цупкості розташований біля обкладки, що заряджається при заряді негативно. Товщина обкладок склала 11 мкм. Ємність зразків склала 9-12 нФ.

Розроблено методику і програму статистичної обробки результатів ресурсних випробувань за чотирма законами розподілу терміну служби: нормальним, логарифмічно нормальним, Вейбула і експоненціальним і вибором кращого або за методом найменших квадратів або за мінімальними значеннями модулів відхилень теоретичної кривої розподілу від експериментальної. Програму використано для обробки деяких експериментальних результатів, здобутих у роботі. У більшості випадків кращим законом розподілу є логарифмічно нормальний. За результатами статистичної обробки експериментальних даних випробуваних секцій проводиться оцінка служби конденсаторів, що містять велику кількість секцій, за допомогою закону перетворення масштабу, коли враховується розмір "напруженого об`єму" в напрямку довжини контуру границі обкладок. Вихідними даними для прогнозу є теоретичний закон розподілу термінів служби, середній термін служби і середньоквадратичне відхилення (для нормального і логарифмічно нормального законів розподілу), параметри експоненціального і Вейбула законів розподілу.

Виконано оцінку терміну служби імпульсних конденсаторів із папером підвищеної цупкості 1,3 г/см ³, просочених касторовим маслом, і з ємністю у 103 разів більшою за ємність випробуваних зразків, за законом перетворення масштабу. Прогноз підтверджено результатами ресурсних випробувань конденсаторів ємністю 13 мкФ із діелектриком зі 7 листів паперу підвищеної цупкості товщиною листа 10 мкм, товщиною обкладки 8 мкм. Випробування проведено в режимі: робочий градієнт 114 кВ/мм, частота розрядного струму 20 кГц, декремент коливань 1,5, частота проходження імпульсів 0,13 Гц. Одночасно проведено перевірку способів виготовлення секцій, плоско-мотаних або пластинчастих із паперовою ізоляцією підвищеної цупкості з просоченням касторовим маслом, яка не виявила переваг якогось із них при ресурсних випробуваннях дослідних конденсаторів великої ємності, що дозволяє застосовувати рекомендації, отримані для плоскопресованих секцій для розрахунку плоско-мотаних і навпаки. Проте проведені випробування виявили суттєвий вплив тиску запресовування секцій на термін служби.

З метою перевірки впливу тиску запресовування проведено ресурсні випробування секцій імпульсних конденсаторів із паперо-касторовою і паперо-масляною ізоляцією при зміні тиску від 1 до 200 атм. Термін служби паперо-касторової ізоляції зменшується на 2 порядки при збільшенні тиску запресовування від 1 до 200 атм, а паперо-масляних - навпаки збільшується до 1,5 разу.

Збільшення терміну служби паперо-касторових секцій зі зменшенням тиску при запресовуванні пов`язано з появою на обкладках конденсаторів шару продуктів полімеризації касторового масла. Проте зменшення тиску запресовування спричиняє збільшення товщини діелектрика і зменшення ємності. Існує оптимальний тиск при запресовувані, що дорівнює 510 атм, при якому термін служби за однакової питомої запасеної енергії буде максимальним. Структура випробуваних секцій - 6 шарів паперу КОН 2 при товщині листа 15 мкм, .товщина обкладки 40 мкм. Випробувальні градієнти склали 111 кВ/мм для паперо-касторових секцій і 89 кВ/мм для паперо-масляних, частота проходження імпульсів 0,03 Гц, декремент коливань 1,38, частота розрядного струму 100 кГц.

Проведені ресурсні випробування показали, що окрім чинників, які впливають на розподіл поля при виборі робочої напруженості і оцінці терміну служби, необхідно враховувати конструктивні й технологічні особливості, такі як кількість шарів діелектрика і тиск при запресовуванні секцій, що суттєво впливають на термін служби.

Випробувано секції конденсаторів з паперовим і паперо-плівковим діелектриком, просочених касторовим маслом, при товщині обкладки 6,14 і 26 мкм, випробувальних значеннях робочої напруженості від 150 до 173 кВ/мм, у залежності від товщини обкладки, які підтвердили теоретичні результати зменшення терміну служби при збільшенні товщини обкладки. При дії підвищених робочих градієнтів виявлено збільшення терміну служби зі збільшенням товщини діелектрика в інтервалі 46-66 мкм, що свідчить про переважання ефекту кількості шарів над чинником збільшення товщини діелектрика в умовах дії процесів руйнування ізоляції біля тупих кромок краю обкладок. Для середніх значень робочих напруженостей поля (120 кВ/мм) при випробуванні паперо-касторових секцій із кількістю шарів діелектрика КОН 2-6, що змінюється від 4 до 8, товщиною обкладок 11, 27, 40 мкм спостерігається як зменшення, так і збільшення терміну служби в залежності від товщини обкладки і діелектрика, ступеня запресовування секцій.

Підтвердження ресурсними випробуваннями основних висновків теорії "напруженого об'єму" дозволило теоретично обгрунтувати ефект стрибкоподібної зміни показника степеня у формулі "життя" (1) при зміні робочих градієнтів. На прикладі типової промислової конструкції секції з товщиною діелектрика d=80 мкм, товщиною фольги h=8 мкм, кількістю шарів діелектрика, що дорівнює 10, виконано розрахунок поля біля гострого кута за формулою (9) і біля тупого кута за формулою (13). Із збільшенням кута напруженість поля поблизу краю обкладки Еr монотонно зменшується для всіх r/d, а із збільшенням кута Еr монотонно зменшується лише при r/d<0,005, а при r/d>0,005 має максимум, що залежить від r/d і . Значення напруженості поля біля гострого кута у 2,03,5 рази більше, ніж біля тупого краю обкладки на однакових відстанях від краю обкладки. Це означає, що процеси руйнування ізоляції поблизу тупого кута обкладки розпочнуться не раніше, ніж при збільшенні робочої напруженості електричного поля у 2 і більше разів після початку процесів руйнування ізоляції біля гострих кромок обкладок. Для характерних відстаней r/d=0,010,05 максимум Еr відповідає кутам збігу граней краю обкладки, які дорівнюють =0,7-0,85, де в в першу чергу розпочнуться процеси руйнування при підвищеній робочій напрузі. Це означає, що показник степеня n при зміні механізму руйнування змінюється стрибкоподібно від 46 до 1116. При цьому з урахуванням шунтування одного шару паперу в однорідному полі стрибкоподібними вмиканнями значення напруженості поля під обкладками і біля краю обкладки стають близькими за величиною, що призводить до появи процесів руйнування ізоляції під обкладками, які розвиваються паралельно, що й спостерігається на практиці.

Одним із слабких компонентів конструкцій силових електричних конденсаторів є просочувальні речовини. Просочувальні рідини знаходяться у прямому контакті з кромкою краю електродів, а їх електрична міцність, як правило, менша за електричну міцність твердих матеріалів. Згідно з розглянутим у попередніх розділах з точки зору розподілу поля кращим варіантом є використання полярних рідин із високим значенням діелектричної проникності. Проте вони мають підвищений тангенс кута діелектричних втрат (або провідність), і застосування їх у кожному конкретному випадку необхідно пов`язувати з формою робочої напруги.

Експериментально досліджено вплив сумішей відомих рідин на ресурс імпульсних конденсаторів з метою використання кращих властивостей кожної з них. Досліджено вплив суміші касторового і трансформаторного масел у трьох варіантах: заливання заздалегідь виготовленої суміші у співвідношенні 1:1, заливання пакета касторовим і зовні трансформаторним маслами, заливання пакета трансформаторним маслом і зовні касторовим. Застосування суміші масел у співвідношенні 1:1 дає кращі показники з ресурсу. Проте секції, просочуванні цією сумішшю мають меншу запасену енергію, ніж у конденсаторів із просоченням касторовим маслом. Менші значення терміну служби здобуто при просоченні секцій лише трансформаторним маслом або додатково зовні касторовим маслом. Позитивного ефекту досягнуто при заливанні пакета секцій касторовим маслом, а зовні трансформаторним. Застосування такого способу просочування дає виграш з ресурсу в 1,3 разу. Структура випробуваних секцій: 6 листів конденсаторного паперу КОН 2-15, товщина обкладки 40 мкм. Випробувальна напруженість електричного поля складає 125 кВ/мм, частота проходження імпульсів 2,7 Гц, декремент коливань 1,38, частота розрядного струму 100 кГц.

Досліджено ряд полярних речовин на основі діоктилфталату (виготовлення якого налагоджено в Україні на відміну від касторового масла) і здобуто позитивні результати їх застосування в імпульсних конденсаторах.

Проведено аналіз електричного поля і прискорені ресурсні випробування секцій конденсаторів змінної напруги з паперо-поліпропіленовою ізоляцією, просоченою мінеральним (трансформаторним) маслом. З урахуванням результатів теорії "напруженого об'єму" обгрунтовано робочий градієнт (2225) кВ/мм для створення конденсаторів, що компенсують втрати в електромережах промчастоти.

Теоретично обгрунтовано залежність напруженостей початкових і критичних ЧР від товщини діелектрика. Експериментальна залежність Е*d-0,5 обумовлена характером розподілу поля біля гострого краю обкладки з кутом збігу граней 30-60. Експериментальну залежність Е**d-0,58 обумовлено характером розподілу поля біля краю обкладки з урахуванням появи біля гострої кромки ділянки поверхні границі розділу діелектриків унаслідок потужних ЧР із тим самим потенціалом, що й обкладка.

У п'ятому роздiлi розглядаються практичнi результати проведених дослiджень i використання конструктивних рiшень, що сприяють зменшенню впливу сильного електричного поля.

Розроблено i виготовлено дослiдними партiями iмпульснi високовольтні конденсатори, в яких застосовано здобуті результати. У більшості конструкцій конденсаторів витримано оптимальне відношення товщини фольги до товщини діелектрика, в деяких конструкціях збiльшене число шарiв дiелектрика при невеликiй загальнiй товщинi (КIМ-77, КIМ-89), посилене запресовування центральної частини секцiй (КІМ-22, КIМ-70, КІМ-102-104), комбiнований паперо-плiвковий дiелектрик з (45-55)% вмістом поліетелентерафталатної плівки, (КІМ-58, КІМ-60, КІМ-100, КІМ-101), серiя конденсаторiв для компенсацiї реактивної потужностi з паперо-поліпропіленовою ізоляцією, просоченою трансформаторним маслом (КМР 5, КМРІ1, КМРІ2, КМР 1-10,5). Конденсатори КМРІ є ємнісними подільниками напруги і забезпечують високу стабільність вимірювань у широкому інтервалі зміни температур.

Спосiб комбiнованого просочування рiдин застосовано на практицi для ремонту дослідної партії конденсаторiв 1978-1980 рр. випуску з полярним просочуванням хлордифенiлами дав позитивний результат, причому досягнуто подвiйного ефекту - зменшення екологiчної небезпеки і збільшення термiну служби за суттєвої економiї коштiв на купiвлю нових конденсаторiв. Конструктивні оригінальні рішення, пов'язані з поліпшенням розподілу поля в головній ізоляції, зменшення індуктивності як самого конденсатора, так і у складі пристрою реалізовані в конструкціях конденсаторів КІМ-22, КІМ-32, КІМ-34, КІМ-35, КІМ-46, КІМ-53. Описано конструкцію і розрахунок робочого градієнта для імпульсних конденсаторів КІМС 2 і КІМС 3 з великим терміном служби (1011 імпульсів) з частотою проходження імпульсів наносекундної тривалості до 400 Гц.

Технічні характеристики деяких типів розроблених конденсаторів наведено в таблиці.

Проведено аналіз щодо питомої запасеної енергії кращих конструкцій зарубіжних та вітчизняних аналогів конденсаторів у металевих корпусах. Пік питомої потужності відповідає напругам (1015) кВ і при зменшенні чи збільшенні номінальної напруги питома енергія зменшується.

Виявлена закономірність обумовлена характером розподілу поля в зонах найбільшої неоднорідності поля і нелінійним ростом об`єму головної ізоляції при збільшені номінальної напруги. Проведено оптимізацію ємнісного блоку штучної формувальної лінії з урахуванням виявленої закономірності і доведено, що кращі питомі характеристики формуючих ліній на напругу (15100) кВ досягаються при роботі на неузгоджене навантаження.

Розроблено методику оптимізації вагомогабаритних характеристик лінії, що формує прямокутний імпульс напруги з малою нерівномірністю вершини шляхом зміни значень величин індуктивностей у ланках лінії за лінійним законом, яка грунтується на чисельних методах Рунге-Кутта визначення форми імпульсу на навантаженні, при виконанні умов заданих нерівномірності вершини і тривалості імпульсу.

Характеристики імпульсних конденсаторів

Розроблені і виготовлені в період 1980-1998 рр. імпульсні високовольтні конденсатори застосовуються в НДПКІ "Молнія" в генераторах імпульсів великих напруг та струмів, дослідних технологічних установках для електромагнітної обробки харчових продуктів, утилізації відходів залізобетону; для випробування і визначення місця пошкодження високовольтних силових кабелів у складі випробувальних пересувних лабораторій підприємств Міненерго ("Харківенергоналадка", Хмельницькенерго, НВФ "Енергосервіс"- Донецьк, Крименерго); для електрогідравлічного пресу (ХАІ, Харків, НДТІ-НДІ, м. Казанлик, Болгарія); у складі джерел живлення для дроблення каменів внутрішніх органів людини, у схемах імпульсного живлення дослідно-промислових електрофільтрів, призначених для очищення відходів газів промислових підприємств і електростанцій від оксидів сірки, азоту і газоподібних органічних сполук (КБ "Горизонт", Москва); імпульсних установках для проведення наукових і прикладних досліджень, джерел живлення: СО 2-лазерів (ЦКБ ОУП, м. Москва), клістрону (УФТІ), модуляторів високовольтних імпульсів (НДІРФ, Москва), генераторів імпульсних напруг (ХДУ, Харків, НДІ "Градієнт", Ростов-на-Дону, НДІ земного магнетизму, Красноярськ).

Розроблені силові конденсатори змінної напруги експлуатуються на підприємствах Крименерго, Львівенерго, Київські кабельні мережі, Рівнеенерго у складі високовольтного силового електрообладнання

Основні результати роботи

Викладено науково обгрунтовані технічні і технологічні рішення в галузі техніки сильних електричних і магнітних полів, які забезпечують розв`язання значної прикладної проблеми електроенергетики створення і удосконалення силових електричних конденсаторів із різним терміном служби та інших елементів електрофізичних установок, що полягають у такому:

Запропоновано й обгрунтовано феноменологічну теорію руйнування ізоляції конденсаторних конструкцій, засновану на концепції зворотної залежності терміну служби від величини "напруженого об'єму", яка включає виявлення типових моделей електродів, визначення аналітичних залежностей "напружених об`ємів" від різних чинників за результатами розрахунку електричного поля і прогнозуванням терміну служби з урахуванням моделі механізмів руйнування ізоляції при різних рівнях робочої напруженості електричного поля.

Здобуто розрахунковим способом і експериментально підтверджено узагальнюючі залежності терміну служби силових конденсаторів від напруженості електричного поля і чинників, що визначають його розподіл у зонах неоднорідності (товщини обкладок і діелектрика, форми краю обкладки, значень діелектричних проникностей, електричної міцності застосовуваних діелектриків), що дає можливість прогнозувати тривалу електричну міцність конденсаторних конструкцій у сукупності дії зазначених чинників.

Запропоновано і обгрунтовано модель механізму руйнування конденсаторної ізоляції, за якою при робочих напруженостях електричного поля, менших за напруженість Е** критичних ЧР термін служби визначається процесами руйнування ізоляції переважно біля гострих кромок електродів, а при напруженостях поля, більших за Е**, домінуючий вплив на процеси руйнування справляють кромки обкладок з великими кутами збігу граней. Величина показника степеня n визначається аналітично і знаходиться в межах 412 при робочих напруженостях поля, менших за Е**, і дорівнює 616 і більше при робочих напруженостях поля, більших за Е**. Розрахункова залежність терміну служби від товщини діелектрика і обкладок має вигляд Мd-mh-, де m і у першому випадку дорівнюють відповідно (23) і (-0,2-0,8), у другому випадку - відповідно (0,41,5) і (0,41,6). Теоретично доведено зменшення терміну служби від товщини обкладки і послаблення впливу товщини діелектрика при підвищених робочих напруженостях поля. Виявлено стрибкоподібну зміну показника степеня n у формулі "життя" при зміні робочих градієнтів.

Показано роль "напруженого об`єму" і теоретично обгрунтовано термін служби кабельної ізоляції в залежності від робочої напруженості поля в степені (-4,5-13), причому, на відміну від конденсаторних конструкцій, більші за абсолютною величиною показники степеня відповідають меншим робочим градієнтам. Установлено характерні величини напруженостей електричного поля, що визначають розміри "напруженого об`єму".

Удосконалено методики розрахунку розподілу електричного поля для імпульсних конденсаторів з підвищеною частотою проходження імпульсів (0,1 Гц і більше), що грунтується на визначенні напруженості для поля біля краю обкладки шляхом розрахунку еквівалентної схеми заміщення діелектрика методом частотних характеристик для серії усталених відносно повільних зарядних імпульсів напруги і уточненням розподілу поля в момент порівняно швидких розрядних імпульсів напруги чисельними методами розрахунку поля. Дано рекомендації щодо форми зарядної напруги і показано доцільність зарядження конденсатора напругою косокутної форми і для деяких випадків підвищення частоти проходження імпульсів.

На основі концепції "напруженого об`єму" розроблено методики оптимізації різних пристроїв техніки сильних електричних та магнітних полів і дано практичні рекомендації щодо вибору оптимальних співвідношень товщини обкладки до товщини діелектрика для конденсатора, співвідношення радіусів коаксіального кабелю. Обгрунтовано вибір співвідношення довжин проміжків у високовольтному трьохелектродному комутаторі.

Розроблено методики розрахунку й оптимізації конденсаторних конструкцій з екрануючими обкладками, що полягають у виборі їх числа і розташування шляхом аналізу розподілу електричного поля в характерних зонах неоднорідності і застосування критерію оцінок за концепцією "напруженого об`єму". Запропоновано конструкції конденсаторів та інших елементів електрофізичного обладнання з поліпшенням розподілу поля на краях обкладок за рахунок екранів.

Розроблено методики розрахунку і оптимізації високовольтних одинарних формувальних ліній, що дають можливість визначити мінімальну вагу ємнісного блоку при роботі на неузгоджене навантаження і параметри ланок, які забезпечують отримання прямокутної форми імпульсу з малою нерівномірністю вершини.

Виконано серії дослідів і експериментально визначено граничні робочі градієнти паперо-плівкової і паперової ізоляції імпульсних конденсаторів, просочених касторовим маслом, у широкому діапазоні товщини діелектрика (32104) мкм і показано, що при терміні служби меншому за 104 імпульсів заряд-розряд, доцільно застосовувати паперо-лавсановий діелектрик, а при терміні служби понад 2104 імпульсів заряд-розряд - паперовий. Здобуто математичну модель визначення терміну служби секцій імпульсних конденсаторів у залежності від декремента коливань, напруженості поля, відсоткового вмісту плівки для товщини діелектрика (100 мкм).

Досліджено термін служби паперо-касторових імпульсних конденсаторів у залежності від тиску запресовування секцій і визначено, що він може змінюватися на два порядки при збільшенні тиску запресовування від 1 до 200 атм. При збільшенні сталості питомої енергії найбільший термін служби матимуть конденсатори, виготовлені при тиску запресовування 510 атм. При цьому термін служби практично не залежить від способу виготовлення секцій (плоскомотані або плоско-пластинчасті). Термін служби паперо-масляних імпульсних конденсаторів, навпаки, дещо підвищується із збільшенням тиску запресовування.

Експериментально визначено, що кількість шарів діелектрика є суттєвим чинником, який впливає на термін служби. Із збільшенням кількості шарів від 4 до 12 при постійній загальній товщині діелектрика термін службі збільшується у 5-6 разів. До чинників, що сприяють збільшенню терміну служби імпульсних конденсаторів, слід віднести збільшення цупкості паперу, в тому числі також розташування паперу з більшою цупкістю біля обкладки, яка заряджається при зарядженні від`ємно.

Досліджено й рекомендовано до використання суміші і просочувальні речовини на основі касторового масла та діоктилфталатів. Запропоновано спосіб заміни в`язкої просочувальної рідини у вільному об`ємі конденсатора на неполярну малов`язку діелектричну рідину (наприклад, трансформаторне масло), що дає змогу подовжити термін експлуатації конденсаторів, які перебувають в експлуатації.

На підставі проведених досліджень обгрунтовано вибір конструктивних і запропоновано низку оригінальних рішень унікальних високовольтних імпульсних конденсаторів, розроблених і виготовлених у НДПКІ "Молнія" ХДПУ. Діапазон робочих напруг розроблених імпульсних конденсаторів складає від 5 до 2500 кВ, ємність від 10 нФ до 159 мкФ, мінімальна власна індуктивність конденсаторів досягає 10 нГн. Максимальна питома запасена енергія становить 130 Дж/дм 3 при терміні служби 105 імпульсів заряд-розряд. Обгрунтовано вибір робочих градієнтів і розроблено високовольтні конденсатори змінної напруги з паперо-плівковим діелектриком, просоченим трансформаторним маслом.

Розроблені конденсатори використовуються: у випробувальних лабораторіях підприємств Міненерго для випробувань ізоляції високовольтного устаткування; для науково-дослідних цілей як джерела живлення СО 2-лазерів, клістрону; моделювання електромагнітних імпульсів природного і штучного походження; у складі дослідно-промислового обладнання для обробки рідких харчових продуктів; літотриптеру для дроблення каменів у нирках, електрогідравлічного преса; для зміщування потенціалу нейтралі при однофазних замиканнях у мережі ліній електропередач; у конструкціях високовольтних нерезонуючих трансформаторів напруги промчастоти; в установках для компенсації реактивної потужності.

Матеріали дисертації використовуються у навчальному процесі ХДПУ для спеціальності "Техніка і електрофізика високих напруг" у дисциплінах "Розрахунок і конструювання електричної ізоляції", "Розрахунок і проектування ємнісних нагромаджувачів енергії".

Список основних публікацій

1. Рудаков В.В. Выбор рабочей напряженности электрического поля масляных бумажно-полипропиленовых конденсаторов.//Вестник ХГПУ. Сер. Электроэнергетика и преобразовательная техника.-1999.-Вып.37.-С.76-80.

2. Рудаков В.В. Эффект скачкообразного изменения показателя степени в формуле "жизни" электрических конденсаторов. // Вестник ХГПУ. -1998. -вып.25. -С.17-21.

3. Рудаков В.В. Распределение электрического поля у края обкладки с комбинированным диэлектриком. // Вестник ХГПУ. -1998. -вып.25. -С.12-16.

4. Рудаков В.В. Определение положения инициирующего электрода высоковольтного коммутатора. // Вестник ХГПУ. -1998. -вып.14. -с.106-111.

5. Рудаков В.В., Бондина Н.Н., Альбова И.М., Козлов Ю.Г. Статистическая обработка результатов ресурсных испытаний электрической изоляции конденсаторов. // Техническая электродинамика. -1998. -Спецвыпуск. -С.106-112. Автор розробив методику статистичної обробки результатів ресурсних іспитів та алгоритм її реалізації на ЕОМ, поставив та брав участь у проведені експериментів, провів аналіз результатів.

6. Рудаков В.В. Механизм разрушения конденсаторной изоляции. // Техническая электродинамика. - 1998. -№6.-С.10-15.

7. Рудаков В.В. Срок службы кабельной изоляции как функция "напряженного объема". // Техническая электродинамика. -1998. -№5.-С.8-10.

8. Рудаков В.В. Определение формы границы раздела диэлектриков у края обкладки конденсатора. // Вестник ХГПУ. Сер. Экология. Математика. Электроэнергетика. -1997. -вып.8. -С.144-148.

9. Рудаков В.В. Оптимизация конструкции конденсатора. // Техническая электродинамика. -1996. -№5.-С.6-9.

10. Рудаков В.В. Срок службы конденсаторной изоляции. // Техническая электродинамика. -1994. -№4. -С.3-6.

11. Рудаков В.В., Воскобойник Е.В. Оптимизация конструкции многозазорного коммутатора. // Вестник ХПИ. Сер. Электроэнергетика и автоматизация энергоустановок. -1992. -№286, вып.17. -С.54-56. Автор поставив задачу, розробив методику вирішення, провів аналіз результатів.

12. Рудаков В.В., Корнев С.Ю., Удовиков И.И. Расчет и оптимизация конструкции конденсаторного типа с экранирующими обкладками. // Изв. ВУЗов. Сер. Электромеханика. -1991. -№8. -С.89-91. Автор запропонував ідею та методику розрахунку з урахуванням критерію оптимізації.

13. Рудаков В.В., Круглов О.С. Ассимптотика распределения электрического поля у края конденсаторной обкладки со скошенным торцом. // Теоретическая электротехника. -Львов: Світ. -1991. -вып.50.-С.38-42. Автор поставив задачу, розробив методику рішення, провів аналіз результатів.

14. Рудаков В.В., Кузнецов С.А. Особенности расчета электростатических полей многопроводных линий у границы раздела диэлектрических сред//Теоретическая электротехника. -Львов: Світ.-1990.-вып.49.-С.126-131. Автор розробив методику розрахунку поля та оцінки похибки при обчисленнях.

15. Рудаков В.В., Беспалов В.Д., Удовиков И.И. Исследование бумажно-пленочного диэлектрика секций высоковольтных импульсных конденсаторов. // Изв. ВУЗов. Сер. Энергетика. -1990. -№11. -С.58-61. Автор запропонував ідею експерименту, методику планування та обробки результатів, розрахував математичну модель

16. Рудаков В.В. О выборе емкостного блока высоковольтной одинарной формирующей линии. // Изв. ВУЗов Сер. Энергетика. -1988. -№10. -С.53-56.

17. Рудаков В.В., Бондина Н.Н., Дунай В.А, Расчет высоковольтных одинарных линий, формирующих импульсы напряжения с квазипостоянной вершиной. // Вестник ХПИ. Сер. Электроэнергетика и автоматизация электроустановок. -1988. -№251, вып.15. -С.43-45. Автор розробив методику розрахунку та оптимізації, провів аналіз результатів.

18. Рудаков В.В. Эффективность экранирования конденсаторной обкладки. // Электричество. -1985. -№1. -С.71-73.

19. Рудаков В.В., Корнев С.Ю. Электрическое поле полосковой линии, расположенной вблизи диэлектрической стенки// Вестник ХПИ. Сер. Электроэнергетика и автоматизация электроустановок.-1987.-№243, вып.14.-С.63-65. Автор розробив методику розрахунку та провів аналіз результатів.

20. Патент №15310А Украина. Высоковольтный импульсный конденсатор. / В.В. Рудаков, И.М. Альбова (Украина). -4с. с ил. Опубл. 30.06.97. Бюл. №3. Автор запропонував спосіб температурної компенсації за рахунок часткового змінення конфігурації корпусу.

21. Патент №20010 А Украина. Высоковольтный конденсатор. / В.В. Рудаков, В.П. Кравченко (Украина). -4с. с ил. Опубл. 25.12.97. Бюл. №6. Автор виказав та обгрунтував ідею пресування центральної частини секцій.

22. А.с. №873391 СССР, МКИ Н 03 К 3/53. Генератор импульсов высокого напряжения. / В.В. Рудаков, В.В. Конотоп, В.И. Золотых(СССР). -№2843203/18-21. Заявлено 13.11.79. Опубл. 15.10.81. Бюл. №38.-3с. Автор виказав та обгрунтував рішення по найкращому розподілу електричного поля в ізоляції.

23. А.с. №1061181 СССР, МКИ Н 01 G 4/22. Способ изготовления бумажных конденсаторов. / В.В. Рудаков, И.М. Альбова, В.Д. Беспалов (СССР). -№3401957/18-21. Заявлено 24.02.82. Опубл: 15.12.83. Бюл. №46.-3с. Автор запропонував розділити просочування рідинами у певній послідовності, брав участь у проведені експерименту, провів обробку та аналіз результатів.

24. А.с. №1069013 СССР, МКИ Н 01 G 1/14. Высоковольтный ввод конденсаторного типа. / В.В. Рудаков, Е.Д. Ашихмина (СССР). -№3366779/18-21. Заявлено 11.12.81. Опубл. 23.01.84. Бюл. №3.-3с. Автор запропонував введення додаткових обкладок та методику їх розрахунку.

25. А.с. №1322383 СССР, МКИ Н 01 G 1/02. Высоковольтный малоиндуктивный конденсатор. / В.В. Рудаков, Л.М. Соболева (СССР). -№3957942/24-21. Заявлено 01.10.85. Опубл. 07.07.87. Бюл. №25.-3с. Автор запропонував спосіб виконання конденсатора з обмеженим розподілом високого потенціалу.

26. А.с. №1325580 СССР, МКИ Н 01 В 17/28. Высоковольтный конденсаторный ввод. / В.В. Рудаков, В.А. Дунай, В.В. Конотоп, Л.М. Соболева (СССР). -№3778116/31-07. Заявлено 31.07.84. Опубл. 23.07.87. Бюл.№27.-3с. Автор обгрунтував відкрити края обкладок шляхом створення бар'єрної ізоляції.

27. А.с. №1821832 СССР, МКИ Н 01 G 1/14. Высоковольтный малоиндуктивный конденсатор. / В.В. Рудаков, Л.М. Соболева (СССР). -№4888563/21. Заявлено 06.12.90. Опубл 15.06.93. Бюл. №22.-5с. Автор запропонував використання робочої ізоляції у якості межсекційної та спосіб з'єднання виводів.

28. Рудаков В.В., Альбова И.М., Беспалов В.Д., Дунай В.А., Конотоп В.В., Кравченко В.П., Пинтер Р.М., Соболева Л.М. Импульсные конденсаторы для установок предельных параметров. // Тезисы докладов 4-го Научно-технического Совета АН СССР "Емкостные накопители энергии в электрофизических установках предельных параметров". -Харьков: ХПИ.-1981. -С.26-28. Автор наводить технічні дані та особливості розроблених з його участю конденсаторів.

29. Рудаков В.В., Бойко Н.И., Конотоп В.В., Кириенко А.И. Влияние конфигурации электрического поля в изоляции импульсных конденсаторов на срок службы и допустимые рабочие напряженности. // Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического семинара "Вопросы старения изоляции высоковольтного оборудования". -Тбилиси, Л.: ВНИИГ. - 1983.- С.56-57. Автор обгрунтував проблему та шлях її вирішення

30. Рудаков В.В., Альбова И.М. Ресурс секций конденсаторов с бумагой различной плотности. // Тезисы докладов 5-го Всесоюзного совещания "Повышение качества и улучшение технико-экономических показателей силовых конденсаторов и комплектных конденсаторных установок". - Серпухов, М.:Информэлектро.-1983.-С.24-25. Автор запропонував ідею експерименту, обгрунтував методику досліджень і виконав аналіз результатів.

31. Рудаков В.В., Конотоп В.В. Распределение электрического поля у края обкладки конденсатора, работающего в режиме ЭГ установки. / Новое в теории и практике электрогидравлического эффекта. К.: Наукова думка. -1983. -С.68-72. Автор розробив методику розрахунку електричного поля, провів аналіз результатів

32. Рудаков В.В., Бондина Н.Н., Удовиков И.И. Расчет поля у края обкладки высоковольтного конденсатора с трехслойным диэлектриком. // Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического семинара "Методы расчета электромагнитных переходных процессов и электрических полей в сетях высокого напряжения". -Том 2.-Каунас: КПИ. -1985.-С.58-59. Автор поставив задачу, розробив методику розрахунків та виконав аналіз результатів.

33. Рудаков В.В., Альбова И.М., Конотоп В.В., Пинтер Р.М., Соболева Л.М., Удовиков И.И. Высоковольтные импульсные конденсаторы разработки ХПИ. // Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического совещания "Состояние и перспективы развития электрической изоляции". -Свердловск, Л.: ВНИИГ. -1987. -С.30-31. Автор наводить технічні дані та особливості розроблених з його участю конденсаторів.

34. Рудаков В.В., Альбова И.М., Овчинников В.Г., Авилов В.О., Батюк В.П. Новая диэлектрическая жидкость для высоковольтных конденсаторов ДОФ-В. // Тезисы докладов 6-го Всесоюзного научно-технического совещания "Повышение качества и улучшение технико-экономических показателей силовых конденсаторов и комплектных конденсаторных установок". -Серпухов.-1991. -С.20-21. Автор запропонував вимоги та експериментально дослідив електрофізичні параметри.

35. Рудаков В.В., Альбова И.М., Корнев С.Ю., Кравченко В.П., Круглов О.С., Пинтер Р.М., Соболева Л.М., Удовиков И.И. Высоковольтные импульсные конденсаторы для малоиндуктивных генераторов импульсов напряжения. // Материалы всес. науч.-техн. конф. "Вопросы обеспечения стойкости радиоэлектронных средств к воздействию электромагнитных излучений естественного и искусственного происхождения". -Часть 2.-Харьков, М.:НТЗ "Информтехника",1991. -С.105-106. Автор наводить технічні дані та особливості розроблених з його участю конденсаторів.

36. Rudakov V.V., Albova I.M., Gorelov V.S. The term of service life of high voltage pulsed capacitors depending on the embedding degree. // Proc. 9-th Intern. Symp. H.V.E. -GRAZ (Austria). -1995. -sub.1. -p.1904 (14). Автор виказав ідею експерименту та методику оптимізації, провів аналіз результатів

37. Рудаков В.В., Бойко Н.И. Проблема чистых помещений в силовом конден-саторостроении. // Доклады международной конференции АСИНКОМ. -Киев, М.:Полиграфучасток ГП "ВНИИФТТРИ". -1996. -С.74-79. Автор обгрунтував необхідність вирішення проблеми, обгрунтував вплив струмопровідних включень.

38. Rudakov V.V. Service live of pulsed capacitors operated under increased gradients of electrical field. // Proc. 10-th Intern. Symp. H.V.E. -Montreal, Quebec (Canada). -1997. -v.2.- Rep. №3497.

39. Рудаков В.В., Свидло А.В. Расчет распределения потенциала у края обкладки конденсатора в установившемся импульсном режиме. // Тезисы докладов Международной научно-технической конференции по физике твердых диэлектриков "Диэлектрики-97". -Санкт-Петербург: СПбГТУ. -1997. -С.175-176. Автор розробив методику розрахунку розподілу електричного поля та обгрунтував результати розрахунків

Размещено на Allbest.ru