Електротехнологічний комплекс для виробництва високовольтних та надвисоковольтних кабелів з полімерною ізоляцією

Размещено на http://www.allbest.ru

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ЕЛЕКТРОДИНАМІКИ

Золотарьов Володимир Михайлович

УДК 621.3.078:621.3.013

ЕЛЕКТРОТЕХНОЛОГІЧНИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА ВИСОКОВОЛЬТНИХ ТА НАДВИСОКОВОЛЬТНИХ КАБЕЛІВ З ПОЛІМЕРНОЮ ІЗОЛЯЦІЄЮ

Спеціальність 05.09.03 електротехнічні комплекси та системи

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора технічних наук

Київ ? 2010

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі теоретичної електротехніки Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України та заводі "Південкабель" (м. Харків) Міністерства промислової політики України.

Науковий консультант доктор технічних наук, професор, член-кореспондент НАН України Щерба Анатолій Андрійович, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, завідувач кафедри теоретичної електротехніки.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор

Бржезицький Володимир Олександрович,

Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, завідувач кафедри техніки та електрофізики високих напруг;

доктор технічних наук, професор

Вовченко Олександр Іванович,

Інститут імпульсних процесів і технологій Національної академії наук України (м. Миколаїв), директор інституту;

доктор технічних наук, професор

Васецький Юрій Макарович,

Інститут електродинаміки Національної академії наук України (м. Київ), провідний науковий співробітник відділу теоретичної електротехніки.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту електродинаміки НАН України за вищевказаною адресою.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Ю.М. Гориславець

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Світовою тенденцією підвищення надійності та безпеки потужних систем електропостачання є використання в них силових кабелів зі зшитою поліетиленовою (ЗПЕ) ізоляцією, здатних до більших струмових навантажень і пропускної потужності при менших ємнісних струмах та діелектричних втратах, ніж у кабелів з паперово-масляною ізоляцією. Можливість прокладання нових кабелів без додаткового підігрівання при низьких температурах і відсутність в них екологічно шкідливих рідких компонентів спрощують технологію будівництва та ремонту кабельних ліній електропередачі (ЛЕП) з довільними рівнями й кутами нахилу, особливо в районах щільних забудов, комунікацій, водяних та інших перешкод.

Перші електротехнологічні комплекси для виробництва кабелів зі ЗПЕ ізоляцією на середні напруги (до 35 кВ) були створені наприкінці ХХ століття в США, ЄС, Японії, а згодом і в Україні. Практика експлуатації показала високу надійність таких кабелів, а їх пошкоджуваність виявилася в 2,5-8 раз меншою, ніж у кабелів з паперово-масляною ізоляцією. Високі техніко-економічні показники нових кабелів і зростаючі вимоги до підвищення надійності й екологічності потужних систем електропостачання визначили необхідність створення комплексів для виробництва кабелів зі ЗПЕ ізоляцією на високі й надвисокі напруги (110 кВ і вище). Але наукові основи для розробки таких комплексів були відсутні як в Україні, так і у всіх країнах СНД. кабель ізоляція полімерний електричний надвисоковольтний

Дослідження таких відомих вітчизняних і зарубіжних вчених, як А.Ф. Іоффе, В.Я. Ушакова, А.А. Воробйова, Г.С. Кучинського, А.К. Шидловського, А.А. Щерби, О.Д. Подольцева, Б.Г. Набоки, В.О. Бржезицького, А.Г. Гуріна, Г.В. Безпрозваних, В.В. Рудакова, М.М. Резинкіної, Є.С. Колечицького, І.Б. Пєшкова, М.Ю. Шувалова, Г.І. Мєщанова, Є.Т. Ларіної, Й. Леппанена, А. Campus, J.O. Bostrom, A. Smedberg, A. Mendelsohn, G. Matey, S. Asai, H. Suzuki, M. Walker та інших, показали, що тверда полімерна ізоляція, зокрема ЗПЕ ізоляція може інтенсивно деградувати в сильних електричних полях (ЕП), особливо за наявності вологи. Було обґрунтовано, що поява мікродефектів в ЗПЕ ізоляції викликає збурення ЕП в її локальних мікрооб'ємах, а зростання напруженості поля призводить до експоненційного зменшення її ресурсу. На основі таких результатів було розроблено критерії щодо допустимих розмірів окремих поверхневих та об'ємних мікродефектів в ЗПЕ ізоляції, які ввійшли в стандарти СНД, ЄС і США та використовуються як критерії оптимізації процесів електротехнологічних комплексів при виробництві кабелів на низькі та середні напруги.

У той же час дослідження в дисертації показали, що використання зазначених критеріїв є недостатнім для оцінки якості елементів високовольтних (до 110 кВ) та надвисоковольтних кабелів (на напруги 220 кВ і більше), призначених для передачі потужностей у сотні-тисячі мегавольтампер, а при значному підвищенні напруги й струму не можна використовувати закони розмірних аналогій. Так, при значному зростанні напруги неможливо пропорційно збільшувати товщину ізоляції кабелів, оскільки її об'єм буде збільшуватись у квадратичній залежності, а електрична міцність так само буде зменшуватись. За значного зростання струму багатодротову жилу кабелів доцільно виготовляти з ізольованими сегментами, що призводить не тільки до ускладнення її виготовлення, але й до збільшення макро- та мікронерівностей на поверхні жили, яке є недопустимим за значного підвищення напруги.

Тому при створенні електротехнологічних комплексів для виробництва високовольтних і надвисоковольтних кабелів зі ЗПЕ ізоляцією виникла необхідність використання нової концепції підвищення її експлуатаційних показників. Треба було розробити нову концепцію системного аналізу збурень електричного поля з урахуванням сукупної дії окремих мікродефектів ЗПЕ ізоляції та взаємних зв'язків між властивостями окремих елементів (ізоляції, напівпровідних шарів, струмопровідних жили та екрану), які виготовляються різними системами комплексу.

Виникла необхідність у розробці нових математичних і фізичних моделей для визначення умов реалізації режимів виготовлення ізоляції та інших елементів високовольтних і надвисоковольтних кабелів. Важливо було вирішити й задачу випробовувань таких кабелів підвищеною напругою. Складність вирішення цієї задачі визначається, з одного боку, необхідністю розробки потужної надвисоковольтної електротехнічної системи, а з іншого - необхідністю визначення і реалізації режимів випробувань, за яких в ЗПЕ ізоляції не виникали б електрофізичні процеси її деградації, а при часткових і повних пробоях ізоляції не виникали б потужні руйнівні режими коротких замикань у системі випробувань кабелів та мережі електроживлення.

З названих причин розробка наукових основ і створення електротехнологічних комплексів для виробництва високовольтних і надвисоковольтних кабелів зі ЗПЕ ізоляцією є важливою науково-прикладною проблемою, а тема дисертації, яка спрямована на її вирішення, є актуальною.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Актуальність дисертаційних досліджень підтверджується тим, що вони здійснювалися у відповідності з планами НДР НТУУ "КПІ" МОН України № 2021-п "Підвищення надійності, пропускної електричної потужності та екологічності силових кабелів на напругу до 110 кВ і освоєння нової технології їх промислового виготовлення та діагностики" (№ДР 0107U004127, 2007-09 рр.) і №2349-п "Оптимізація нової технології промислового виготовлення кабелів з твердою полімерною ізоляцією для удосконалення енергетичних мереж надвисоких напруг" (№ДР 011U000269); НДР "Розробка науково-технічних основ діагностики ресурсу електричних кабелів з підвищеними показниками пожежної безпеки для атомної енергетики, висотних і підземних споруд" (Постанова Бюро Президії НАН України № 97 від 25.02.2008 р., №ДР 0107U007081); НДР "Створення випробувального комплексу для забезпечення промислового випуску сучасних кабелів надвисоких напруг з полімерною структурно модифікованою ізоляцією" (Постанова Бюро Президії НАН України №290 від 28.04.2009 р., №ДР 0109U005339) та НДР ЗАТ "Завод "Південкабель", які виконувались відповідно до законів України ("Про стандартизацію", "Про стандарти, технічні регламенти та процедури оцінки відповідності" і "Про підтвердження відповідності") № 2406-14 від 17.05.2001 р., Указу Президента України "Про програму інтеграції України до Європейського Союзу" № 1072/2000 від 14.09.2000 р. та пункту 3 Плану роботи з адаптації законодавства України до законодавства ЄС, затвердженого постановою Кабінету Міністрів України "Про затвердження плану дій щодо реалізації пріоритетних положень Програми інтеграції до Європейського Союзу у 2001 році" № 345 від 10.04.2001 р., тематичного плану Мінпромполітики України за договорами №92702/37 від 01.03.06 р. "Ведення, актуалізація та розроблення нормативних документів Мінпромполітики (електротехнічна промисловість)", №92885/37 від 27.02.07 р. "Ведення, актуалізація та розроблення нормативних документів Мінпромполітики (електротехнічна промисловість)", №92926/37 від 23.04.08 р. "Розроблення гармонізованих національних стандартів (електротехнічна промисловість)", №93037/37 від 24.03.09 р. "Розроблення національних стандартів на заміну міждержавних стандартів (електротехнічна промисловість)” і №976 від 30.09.09 р. "Гармонізація національних стандартів з міжнародними та європейськими".

У цих НДР автор дисертації був виконавцем окремих розділів, присвячених розробці наукових підходів і критеріїв для підвищення експлуатаційних показників ЗПЕ ізоляції, створенню електротехнічних систем з похилою лінією екструзійного її нанесення на струмопровідну жилу кабелів надвисоких напруг, розробці резонансних систем їх випробовування та керівних нормативних документів для виробництва й прокладання кабельних систем високих і надвисоких напруг.

Мета і задачі наукових досліджень. Метою дисертації є розробка наукових основ створення електротехнологічного комплексу для виробництва високовольтних і надвисоковольтних кабелів зі зшитою полімерною ізоляцією, включаючи створення нової концепції аналізу електричного поля, збуреного сукупністю дефектів в елементах кабелю, та розробку нових методів виготовлення цих елементів з урахуванням взаємних зв'язків між їх параметрами.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі задачі:

1. На основі аналізу режимів електротехнологічних комплексів з виробництва кабелів зі ЗПЕ ізоляцією на середні напруги та узагальнення існуючих методів підвищення напруги та струмового навантаження обґрунтувати необхідність розробки нових методів виготовлення високовольтних і надвисоковольтних кабелів з урахуванням взаємних зв'язків між параметрами їх елементів.

2. Розробити нову концепцію аналізу електричного поля в надвисоковольтних кабелях з урахуванням його локальних збурень сукупністю дефектів ЗПЕ ізоляції та впливу властивостей напівпровідних шарів на такі збурення.

3. Визначити взаємні зв'язки між параметрами елементів кабелю (ізоляції, напівпровідних шарів, струмопровідних жили і екрана), які виготовляються різними системами комплексу.

4. Розробити критерії оцінки якості елементів ізольованої струмопровідної жили для високовольтних і надвисоковольтних кабелів, визначити умови забезпечення таких критеріїв і розробити принципи побудови установок для екструзійного нанесення на жилу полімерної ізоляції та її подальшого зшивання.

5. Розвинути метод індукційного нагрівання та пластичної деформації алюмінієвих зливків для виготовлення з них катанки з підвищеною якістю поверхні, необхідною в струмопровідних жилах високовольтних і надвисоковольтних кабелів.

6. Удосконалити системи нанесення захисних елементів та оболонок високовольтних і надвисоковольтних кабелів для покращення водоблокування та діагностики локальних зон підвищеної температури.

7. Розробити принципи побудови енергоефективних електротехнічних систем для випробування кабелів підвищеною змінною напругою, аналізу рівня часткових розрядів та обмеження струмів коротких замикань при часткових і повних пробоях ЗПЕ ізоляції кабелів.

8. На основі виконаних досліджень створити електротехнологічний комплекс для виробництва високовольтних і надвисоковольтних кабелів зі ЗПЕ ізоляцією.

9. Розробити керівні та нормативні документи використання високовольтних і надвисоковольтних кабелів зі ЗПЕ ізоляцією в системах електропередачі.

Об'єкт дослідження - електротехнологічні комплекси для виробництва високовольтних і надвисоковольтних кабелів зі ЗПЕ ізоляцією, включаючи системи для їх випробування підвищеною змінною напругою та аналізу рівня часткових розрядів.

Предмет дослідження - електромагнітні та електротеплові процеси в установках електротехнологічного комплексу для виробництва високовольтних і надвисоковольтних кабелів зі ЗПЕ ізоляцією та аналіз електричного поля в такій ізоляції, збуреного сукупністю різних дефектів елементів кабелів.

Методи дослідження. Аналіз електромагнітних процесів провадився з використанням методів математичного і фізичного моделювання, аналітичних методів теорії електромагнітного поля й електричних кіл, чисельного методу кінцевих елементів, реалізованого в пакеті прикладних програм Comsol Multiphysics та чисельних методів, реалізованих в пакеті прикладних програм Matlab/Simulink. Процеси деградації ЗПЕ ізоляції досліджувались з використанням статистичних методів аналізу диференціальних амплітудних спектрів часткових розрядів.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в наступному.

1. Вперше визначено взаємні зв'язки між параметрами елементів кабелів (ЗПЕ ізоляції, напівпровідних шарів і струмопровідних жили й екрану), які виготовляються різними установками комплексу, та закономірності сукупного впливу різних дефектів на збурення електричного поля в ізоляції надвисоковольтних кабелів.

2. Розроблено нову концепцію аналізу електричного поля, в якій ураховуються:

- змінення максимальної напруженості поля та напруженого об'єму, в якому напруженість поля в локальних зонах ізоляції перевищує припустиме значення;

- збурення електричного поля поодинокими дефектами ізоляції та сукупністю поверхневих й об'ємних близько розташованих дефектів, розміри яких можуть бути меншими від критичних, але більшими від відстаней між дефектами;

- параметри і властивості напівпровідних полімерних шарів;

- особливості конструкції провідних і водоблокуючих елементів кабелів.

3. Вперше обґрунтовано, що поверхневі дефекти збурюють електричне поле в ЗПЕ ізоляції сильніше, ніж аналогічні об'ємні дефекти, та що підвищити стійкість кабелів до струмових навантажень та високих зовнішніх температур можливо за рахунок використання методу збільшення електропровідності напівпровідних шарів при температурах вище 110 ⁰С.

4. Розроблено нові критерії оцінки якості ізоляції та принципи побудови установок для екструзійного її нанесення на металеву жилу й вулканізації, які ґрунтуються на:

- розробці математичної моделі для визначення конфігурації вулканізаційної установки похилого типу та силових характеристик електроприводів для регулювання швидкості руху жили з екструзійно нанесеною на неї полімерною ізоляцією при заданих питомій масі цієї жили й нестабільності напруги живлення;

- допущенні про аналогічність лінійного руху похилої вільно провисаючої металевої жили зі здатною до зшивання полімерною ізоляцією, яка нанесена екструзійним способом, й ланцюгової лінії з рівномірно розподіленою масою;

- індукційному підігріванні жили до заданої температури, екструзійному нанесенні на жилу здатної до зшивання тришарової ізоляції, швидкому її охолодженні до твердого стану, регулюванні та стабілізації лінійного й обертового руху жили у вулканізаційній установці;

- автоматичному регулюванні швидкості руху жили (при зміні напруги електроживлення та параметрів ізольованої жили й електромеханічної системи) у відповідності з її положенням відносно осі похилої вулканізаційної камери;

- поточному регулюванні товщини кожного шару ізоляції, швидкості обертання жили відносно осі та температури в кожній зоні термообробки ізоляції.

5. Розвинуто методи виготовлення струмопровідних жил великого перетину з підвищеною якістю їхньої поверхні й поздовжнього водоблокування, зокрема:

- розроблено метод індукційно-кондукційної градієнтної термообробки й пресування алюмінієвих зливків для виробництва катанки з високою якістю поверхні;

- створено математичну модель для оцінки зусиль при волочінні алюмінієвої катанки з урахуванням її обтиснення, деформації й нагартовки на одному переході;

- розроблено метод введення водонабухаючої напівпровідної полімерної стрічки в багатодротову жилу з реалізацією в ній коефіцієнта ущільнення k ? 0,9.

6. Удосконалено метод температурної діагностики ізоляції й напівпровідних шарів кабелів високих та надвисоких напруг за рахунок введення волоконно-оптичних термодатчиків в їх багатодротові екрани.

7. Вперше розроблено принципи побудови енергоефективних систем для випробування надвисоковольтних кабелів підвищеною напругою та вимірювання рівня часткових розрядів у ЗПЕ ізоляції всієї довжини кабелю з обмеженням струмів короткого замикання при виникненні пробоїв ізоляції кабелів або реакторів і несинусоїдних спотворень напруги електроживлення.

Практичне значення одержаних результатів роботи полягає у наступному.

1. Розроблено методику розрахунку напруженостей електричного поля та напружених об'ємів у локальних об'ємах ізоляції з урахуванням сукупного впливу властивостей, параметрів та мікродефектів елементів високовольтних і надвисоковольтних кабелів (ЗПЕ ізоляції, напівпровідних полімерних шарів, струмопровідних жили і екрану), які виготовляються різними системами комплексу.

2. Визначено умови високої якості ЗПЕ ізоляції для надвисоковольтних кабелів, згідно з якими в ізоляції повинні бути відсутні не тільки поодинокі поверхневі та об'ємні дефекти, що мають розміри більші від критичних, але й значні розмірі локальних об'ємів ізоляції з близько розташованим мікровключеннями, розміри кожного з яких можуть бути меншими від критичних.

Створено і впроваджено у виробництво нову конструкцію кабелів надвисоких напруг, у якій реалізовано новий спосіб збільшення електропровідності напівпровідних шарів при температурах вище 110 ⁰С та підвищення стійкості кабелю до збільшених струмових навантажень та високих зовнішніх температур.

3. Розроблено методику розрахунку конфігурації та параметрів системи екструзійного нанесення на металеву жилу ЗПЕ ізоляції з подальшою її вулканізацією в установках похилого типу. Виходячи з необхідної пропускної потужності й напруги кабелів, а також продуктивності таких установок методика дає змогу визначити основні її характеристики, у тому числі параметри вільно провисаючої жили з нанесеною на неї ізоляцією, необхідні силові характеристики електроприводів для її руху.

Створено методику аналізу пускових, перехідних і аварійних режимів у вулканізаційних установках похилого типу (зокрема, при зміні напруги електроживлення та параметрів ізольованої жили й електромеханічної системи) з використанням Simulink-моделі регулювання руху жили в похилій лінії.

4. Практично усунено поперечний зсув екструзійно нанесеної на жилу тришарової ізоляції при русі вільно провисаючої ізольованої жили у вулканізаційній установці похилого типу. Це забезпечується за рахунок охолодження ізоляції до твердого стану після її екструзії, стабілізації температури жили її індукційним нагріванням і підкручення жили зі швидкістю - 1 обертання на 30-60 м її довжини.

Усунено також поздовжній зсув екструзійно нанесеної на жилу ізоляції (тобто усунено утворення напливів) за рахунок швидкого її охолодження до твердого стану після екструзії та високої стійкості електромеханічної системи регулювання руху жили при значних "провалах" (більше 20%) напруги електроживлення.

5. Створено нову електротехнологічну установку термічної обробки та пресування алюмінієвих зливків, у якій впроваджено індукційно-кондукційний метод нагрівання зливків до температури ? 440 ⁰C з температурним градієнтом ? 15 ⁰C/м у напрямку отвору матриці пресування, необхідним для виробництва катанки з високоякісною поверхнею.

6. Розроблено нову конструкцію високовольтного кабелю, в якій реалізовано новий спосіб температурної діагностики ЗПЕ ізоляції й напівпровідних шарів під час випробувань й експлуатації кабелів за рахунок введення в його екран двох поздовжніх волоконно-оптичних термодатчиків.

Розроблено і впроваджено у виробництво технологічні й технічні рішення, які забезпечили виготовлення високовольтних пожежобезпечних кабелів.

7. Створено енергоефективну електротехнічну систему резонансного типу, в якій реалізовано добротність Q=20-40, що забезпечує випробування кабелів підвищеною змінною напругою до 500 кВ при пропусканні через них потужності до 20 МВА.

Система має вхідну потужність не більше 500 кВА та струм короткого замикання при пробої ізоляції кабелю не більше 1 А. У системі реалізовано вимірювання рівня часткових розрядів з похибкою < 2 пКл при високій стійкості системи до пробоїв ізоляції в кабелі та до несинусоїдних спотворень напруги електроживлення.

8. Результати дисертації використано при розробці нормативних видань:

- Міністерства промполітики України "Методика визначення показників довговічності кабелів і проводів з поліетиленовою ізоляцією (оболонкою)", СОУ-Н МПП 29.060.10-071:2006;

- Національного стандарту України "Ізольовані проводи та кабелі. Вимоги пожежної безпеки та методи випробування", ДСТУ 4809:2007;

- Нормативного документа Міністерства палива й енергетики України "Норми випробування силових кабельних ліній напругою до 500 кВ", СОУ-Н ЇЇ 20.304:2009.

9. Вперше в СНД створено і на ЗАТ "Завод "Південкабель" (м. Харків) впроваджено електротехнологічний комплекс для промислового виробництва надійних й екологічних кабелів зі ЗПЕ ізоляцією на високі напруги (до 110 кВ) у 2006 р. та комплекс для виробництва кабелів на надвисокі напруги (до 330 кВ) - у 2009 р.

Загальний економічний ефект від промислового випуску в 2007-2010 рр. таких кабелів на ЗАТ "Завод "Південкабель" склав понад 50 млн. грн. Випуск конкурентноздатної наукоємної електротехнічної продукції дозволив розширити сегмент експортних поставок України. У національній валюті обсяг експорту в інші країни зазначених кабелів зі ЗПЕ ізоляцією за вказаний період склав понад 65 млн. грн.

Особистий внесок здобувача. Основні наукові положення й результати, які виносяться на захист, належать авторові особисто. Роботи [3, 4, 34] написані здобувачем самостійно. У наукових працях, опублікованих у співавторстві, здобувачеві належать: у [1, 11-15] - розробка концепції аналізу закономірностей збурення електричного поля поверхневими і об'ємними мікродефектами в ізоляції високовольтних і надвисоковольтних кабелів; у [2, 5,16, 29, 31] - визначення взаємних зв'язків між параметрами елементів кабелів та обґрунтування допустимих діапазонів змінення таких параметрів при виготовленні кабелів; у [6, 9, 30, 35] - обґрунтування сукупного впливу поверхневих і об'ємних мікродефектів в ізоляції на надійність надвисоковольтних кабелів; у [7, 8] - розробка принципів побудови похилої лінії нанесення полімерної ізоляції на жилу кабелів на напруги до 330 кВ та умов руху жили з ізоляцією в цій лінії; у [17, 19] - метод індукційно-кондукційної градієнтної термообробки й пресування алюмінієвих зливків для виробництва катанки з високою якістю поверхні; у [18, 22] - розробка фізичної моделі та визначення параметрів сегментованих жил кабелів; у [20, 21] - методика визначення силових параметрів при волочінні струмопровідних жил; у [23, 32, 33] - обґрунтування методів діагностики кабелів; у [24-26] - розробка принципів побудови систем резонансного типу випробовування кабелів надвисоких напруг; у [27, 28] - розробка методики дослідження перехідних та хвильових процесів із урахуванням транспозиції екранів.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи і результати досліджень доповідались і обговорювались на Міжнародних науково-технічних конференціях: "Проблеми сучасної електротехніки" (м. Київ, 2006, 2008 рр.), "Силова електроніка та енергоефективність" (м. Алушта, 2006, 2008, 2009, 2010 рр.), "Электротехнические материалы и компоненты" (м. Москва, 2004 р.), "Физические и компьютерные технологии" (м. Харків, 2004, 2006 рр.), "Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации" (м. Курськ, 2005 р.), "Композиционные материалы в промышленности" (м. Ялта, 2005), "Імпульсні процеси в механіці суцільних середовищ" (м. Миколаїв, 2007, 2009 рр.); "Фізика імпульсних розрядів в конденсованих середовищах" (м. Миколаїв, 2009 р.) та Міжнародному симпозіумі "ЭЛМАШ-2006 "Перспективы и тенденции развития электротехнического оборудования" (м. Москва, 2006 р.).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 67 наукових праць, у тому числі 1 монографія, 3 науково-методичних видання, 36 статей у фахових наукових виданнях, 11 патентів України, 7 статей у наукових періодичних виданнях, 9 тез доповідей на міжнародних науково-технічних конференціях та симпозіумі.

Структура та обсяг дисертаційної роботи. Дисертація складається зі вступу, шести розділів, висновків, двох додатків та списку використаних джерел з 246 найменувань. Загальний обсяг роботи становить 394 сторінки, у тому числі 302 сторінки основного тексту, 123 рисунки, 9 таблиць.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність роботи, сформульовано мету та задачі наукових досліджень, наведено дані про зв'язок роботи з науковими програмами, викладено наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, наведено дані про їх апробацію, публікацію та впровадження.

У першому розділі проведено аналіз сучасних науково-технічних підходів до виготовлення силових кабелів, розглянуто стан досліджень, спрямованих на вирішення різних аспектів проблеми створення електротехнологічних комплексів для промислового виробництва високовольтних і надвисоковольтних кабелів з підвищеними надійністю, безпекою й екологічністю для використання в потужних системах електропередачі.

Проведено аналіз науково-технічної літератури та світових досягнень, який підтверджує світову тенденцію підвищення надійності та безпеки потужних систем електропостачання за рахунок використання силових кабелів зі ЗПЕ ізоляцією. Такі кабелі здатні до значно більших струмових навантажень і пропускної потужності при менших ємнісних струмах та діелектричних втратах, ніж у кабелів з паперово-масляною ізоляцією. Порівняння експлуатаційних характеристик кабелів на середні напруги зі ЗПЕ ізоляцією та з паперово-масляною ізоляцією наведено в табл. 1.

Таблиця 1

Показники кабелів на середні напруги (до 35 кВ) зі ЗПЕ ізоляцією та з паперово-масляною ізоляцією

Основні експлуатаційні показники кабелів	Зі ЗПЕ ізоляцією	З паперово-масляною ізоляцією
Тривало допустима температура жили	90 0С	70 0С
Температура при перевантаженнях (протягом 8 год. за 1 добу)	140 0С	90 0С
Максимальна температура жили для струмів КЗ	250	160 0С
Густина струму КЗ для мідної жили (протягом 1 с)	143 А/мм2	101 А/мм2
Діелектрична проникність ізоляції, е	2,2-2,4	3,7-4,0
Коефіцієнт діелектричних втрат, tgд	10-4 - 10-3	10-2
Допустимий перепад висот на трасі	Необмежений	? 15 м
Температура при прокладанні, не нижче	-20 0С	0 0С
Кількість ушкоджень на 100 км кабелю	< 1,5	> 17
Енергоємність виробництва	30-50 %	100 %
Вартість кабельної лінії	30-40 %	100 %
Трудомісткість монтажу та ремонту кабельної лінії	Низька	Висока

У табл. 1 видно, що крім суттєво електротехнічних показників кабелі зі ЗПЕ ізоляцією мають вищі технологічні, екологічні та експлуатаційні показники, зокрема, технологія їх виробництва є простішою і в них відсутні екологічно шкідливі рідкі компоненти, що дає змогу прокладати їх з довільними рівнями й кутами нахилу трас та без додаткового підігрівання при низьких температурах (до -20⁰С). Це спрощує технологію будівництва та ремонту кабельних ліній електропередачі (ЛЕП) особливо в районах щільних забудов, комунікацій, водяних та інших перешкод.

Аналіз світових публікацій показав, що у 80-90-х роках ХХ століття в США, ЄС, Японії розпочалась інтенсивна розробка електротехнологічних комплексів для виробництва кабелів зі ЗПЕ ізоляцією на середні напруги (до 35 кВ). Згодом аналогічна розробка була завершена в Україні на заводі "Південкабель" (м. Харків), на якому в 2003 р. було розпочато промислове виробництво зазначеної електротехнічної продукції. Практика експлуатації підтвердила її високу надійність та екологічність, а її пошкоджуваність виявилася в 2,5-8 раз меншою, ніж у кабелів з паперово-масляною ізоляцією. Високі техніко-економічні показники нових кабелів і зростаючі вимоги до підвищення надійності, безпеки й екологічності потужних систем електропостачання визначили необхідність розробки й створення комплексів для виробництва високовольтних ( ? 110 кВ) та надвисоковольтних ( ? 220 кВ) кабелів зі ЗПЕ ізоляцією.

У той же час публікації численних вітчизняних та зарубіжних вчених показали, що ЗПЕ ізоляція інтенсивно деградує в сильних ЕП особливо за наявності вологи, і цю деградацію треба ураховувати при підвищенні напруги експлуатації кабелів. Відомо, що збільшення напруженості ЕП в полімерній ізоляції кабелів викликає експоненційне зменшення його ресурсу. Оскільки при напрузі U між жилою та екраном кабелю напруженість незбуреного електричного поля E₀ в ізоляції кабелів

(1)

(де r_ж , R - радіуси жили й ізоляції, а Д = (R - r_ж ) - її товщина), то теоретично зі збільшенням напруги U величину напруженості поля E₀ можна зменшувати пропорційним збільшенням радіуса жили r_ж й товщини ізоляції Д. Але численні дослідження показали, що при значному зростанні напруги неможливо пропорційно збільшувати товщину ізоляції кабелів, оскільки її об'єм буде збільшуватись у квадратичній залежності, а електрична міцність так само буде зменшуватись, тому необхідно підвищувати електричну міцність ізоляції.

Дослідження властивостей поліетиленової ізоляції вітчизняними та закордонними вченими показали, що при ідеальній однорідності структури вона б мала витримувати напруженість ЕП 500-800 кВ/мм, у той же час у ЗПЕ ізоляції кабелів на середні напруги середня напруженість ЕП складає лише 2-5 кВ/мм, але ізоляція так само у деяких випадках сильно деградує. Згідно численних досліджень така деградація пов'язана з наявністю в ізоляції мікродефектів з недопустимо великими розмірами, які викликають збурення поля і зростання його напруженості в ізоляції. Були розроблені критерії щодо допустимих розмірів окремих поверхневих та об'ємних мікродефектів у ЗПЕ ізоляції, які наведені у табл. 2 і ввійшли в стандарти СНД, ЄС і США та використовуються як критерії оптимізації процесів електротехнологічних комплексів при виробництві кабелів на низькі та середні напруги.

Таблиця 2

Допустимі розміри дефектів в ЗПЕ ізоляції кабелів середньої напруги

Тип дефекту	ТУ 16.К71-335-2004	Стандарт США ANSI/ICEA S-94-649-2004	CELENEC HD 620 S1: 1996
Виступ на поверхні напівпровідного екрану	? 80 мкм	? 76 мкм	? 100 мкм
Порожнина в ізоляції	? 200 мкм	? 76 мкм	? 180 мкм
Включення в ізоляції	? 200 мкм	? 127 мкм	? 180 мкм

По аналогії були розроблені рекомендації щодо розмірів дефектів в ізоляції для високовольтних (до 110 кВ) кабелів зі ЗПЕ ізоляцією, які приведено в табл. 3.

Таблиця 3

Допустимі розміри дефектів в ЗПЕ ізоляції високовольтних кабелів

(? 110 кВ)

Тип дефекту	ТУ 16.К71-335-2006 (110 кВ)	Стандарт США ANSI/ICEA S-94-649-2004	CELENEC HD 620 S1: 1996
Виступ на поверхні напівпровідного екрану	? 60 мкм	? 60 мкм	? 125 мкм
Порожнина в ізоляції	? 60 мкм	? 51 мкм	? 75 мкм
Включення в ізоляції	? 80 мкм	? 127 мкм	? 150 мкм

Размещено на http://www.allbest.ru

Аналіз співвідношень між розмірами поверхневих та об'ємних дефектів у ЗПЕ ізоляції, приведених у табл. 2 і 3, показав, що рекомендації відносно допустимих розмірів дефектів у табл. 3, не можуть бути критеріями якості ізоляції для кабелів на напруги до 110 кВ. Це було підтверджено у даній дисертації при дослідженні сукупного впливу поодиноких і близько розташованих дефектів, які виникають в різних елементах кабелю, на збурення ЕП в його ізоляції. На рис. 1 зображена сукупність дефектів в ЗПЕ ізоляції кабелів, серед яких: 1, 2, 3, 4, 5 і 6 - електричний дендрит, вм'ятина, виступ, мікрошорсткість, водяний триїнг і порожнина (яка виникла в результаті розшарування основної ізоляції й напівпровідного шару) - це дефекти на поверхні основної ізоляції; а 7, 8, 9 і 10 - порожнина, стороннє включення, водний триїнг типу "бант" і сукупність близько розташованих мікровключень - це мікродефекти в об'ємі ЗПЕ ізоляції.

Було обґрунтовано, що при підвищенні напруги на жилі кабелів їх експлуатаційні характеристики все більше залежать від взаємних зв'язків між параметрами та властивостями окремих елементів кабелів, які виготовляються різними установками електротехнологічного комплексу. Зокрема електрична міцність та надійність ЗПЕ ізоляції високовольтних і надвисоковольтних кабелів залежить від сукупного збурення ЕП мікродефектами таких їх елементів, як ЗПЕ ізоляція, струмопровідні жили, струмопровідний екран та напівпровідні оболонки, які згладжують ЕП в ізоляції. Тому однією з наукових задач даної дисертації була розробка нової концепції аналізу збурень ЕП сукупністю поодиноких і близько розташованих поверхневих та об'ємних мікродефектів в ЗПЕ ізоляції та розробка критеріїв для підвищення експлуатаційних показників такої ізоляції. Зважаючи на складність і в багатьох випадках недопустимість використання методів фізичного моделювання критичних збурень ЕП та руйнівних процесів у високовольтній ізоляції, при розробці нової концепції використовувались методи чисельного математичного моделювання неоднорідного ЕП в ізоляції кабелів.

Показано, що практичне вирішення вищезазначеної задачі пов'язано зі створенням електротехнологічної системи для екструзійного нанесення на металеву жилу тришарової здатної до зшивання полімерної ізоляції (двох напівпровідних полімерних шарів та одного шару основної ізоляції між ними). Необхідність підвищення товщини кожного шару такої ізоляції суттєво ускладнює вирішення задачі щодо недопустимості їхніх поперечних та поздовжніх зсувів відносно жили. Виникнення перехідних процесів при поточному регулюванні електротехнологічних режимів таких систем та при зміненні напруги електроживлення вимагало вирішення складних наукових задач моделювання установки екструзійного нанесення на жилу тришарової ізоляції з лінією її вулканізації та моделювання електромеханічної системи для регулювання руху ізольованої жили в похилій вулканізаційній лінії.

Високовольтні та надвисоковольтні кабелі призначені для надійної та безпечної передачі потужностей в сотні-тисячі кіловольтампер. Передача таких потужностей незважаючи на надвисоку напругу вимагає суттєвого збільшення струмів навантаження і відповідно використання струмопровідних жил великого перерізу. При перерізі жили понад 1000 мм² її доцільно виготовляти по типу жили "Міллікен" з ізольованими багатодротовими сегментами, що призводить не тільки до ускладнення виготовлення такої жили, але й до збільшення макро- та мікронерівностей на її поверхні, що є недопустимим за значного підвищення напруги в ЗПЕ ізоляції кабелів. Тому однією з важливих наукових задач, які вирішувались в дисертації, була розробка нових методів та установок для виготовлення струмопровідних жил великого перерізу з високою якістю їхніх поверхонь. Показано, що вирішення такої задачі було неможливим без створення установок індукційно-кондукційного градієнтного нагрівання алюмінієвих зливків для виготовлення з них катанки з підвищеною якістю поверхні. Було обґрунтовано, що для аналізу процесів градієнтної електротермічної обробки та пластичної деформації алюмінієвих зливків доцільно використовувати як методи чисельного математичного так і фізичного моделювання.

Зважаючи на необхідність виробництва високовольтних і надвисоковольтних кабелів різного призначення (з підвищеною електротермічною, механічною та електрохімічною стійкістю, пожежобезпечних та вогнетривких), в роботі значна увага була приділена удосконаленню систем нанесення на ізольовані жили захисних полімерних та металево-полімерних оболонок.

Показано, що при виробництві електротехнічної продукції на високі та надвисокі напруги складною науковою задачею є випробовування її ізоляції підвищеною напругою. При виготовленні високовольтних і надвисоковольтних кабелів зі ЗПЕ ізоляцією складність вирішення такої задачі визначається, з одного боку, необхідністю розробки потужної надвисоковольтної електротехнічної системи, а з іншого - необхідністю визначення і реалізації режимів випробувань, за яких в ЗПЕ ізоляції не виникали б процеси її незворотної деградації. Необхідно також вирішити задачу стійкості випробувальної системи до часткових і повних пробоїв ізоляції кабелів за рахунок обмеження струмів коротких замикань у самій системі та мережі електроживлення.

На основі аналізу розвитку принципів побудови електротехнічних комплексів для виробництва кабелів зі ЗПЕ ізоляцією та наукових досліджень щодо підвищення експлуатаційних навантажень таких кабелів було обґрунтовано, що в складі комплексів для виробництва високовольтних і надвисоковольтних кабелів доцільно виділити чотири структурні частини (див. рис. 2): систему виготовлення жил необхідного перерізу, систему нанесення на жилу тришарової полімерної ізоляції та її вулканізації в лінії похилого типу, систему нанесення захисних оболонок і систему випробування кабелів підвищеною напругою та вимірювання рівня часткових розрядів.

Размещено на http://www.allbest.ru

Вищезазначені наукові задачі у сукупності складають проблему розробки наукових основ створення електротехнологічних комплексів для виробництва високовольтних і надвисоковольтних кабелів зі зшитою полімерною ізоляцією, включаючи створення нової концепції аналізу електричного поля, збуреного сукупністю мікродефектів в елементах кабелю, та розробку нових методів виготовлення цих елементів з урахуванням взаємних зв'язків між їх параметрами.

Обґрунтовано, що для промислового впровадження наукових результатів необхідно розробити і впровадити на державному рівні нормативні видання типу: національних стандартів, методик визначення показників довговічності кабелів зі ЗПЕ ізоляцією, норм випробовування високовольтних і надвисоковольтних кабельних ліній з такими кабелями, керівних технічних матеріалів з будівництва, випробовування й експлуатації високовольтних кабельних ліній електропередачі.

Другий розділ присвячено розробці нової концепції аналізу електричного поля в ЗПЕ ізоляції високовольтних і надвисоковольтних кабелів. Було обґрунтовано, що крім детермінованих електрофізичних механізмів деградації ЗПЕ ізоляції, аналіз яких проводять на основі розрахунку змінення максимальної напруженості ЕП в ізоляції біля мікродефектів, доцільно ураховувати також статистичні механізми її деградації на основі сукупного впливу поверхневих і об'ємних мікродефектів на збільшення величини напруженого об'єму в ізоляції, в якому напруженість поля Е перевищує критичне значення, тобто Е ? Е_кр. Показано, що можливо таке збільшення розмірів поодиноких провідних включень в ізоляції, при яких максимальна напруженість ЕП в ізоляції може не змінюватись, а величина напруженого об'єму збільшується в десятки разів. Звичайно, при такому збільшенні напруженого об'єму ізоляції ймовірність виникнення в ній електрофізичних руйнівних процесів суттєво збільшується, а її надійність зменшується.

Показана необхідність урахування збурення ЕП як поодинокими поверхневими і об'ємними мікродефектами в ізоляції, так і сукупністю близько розташованих дефектів, розміри яких можуть бути набагато меншими від критичних значень, але більшими від відстаней між ними. В роботі ураховується також неоднорідність поля в ізоляції в зв'язку з циліндричною конструкцією елементів кабелів та ефективність напівпровідних полімерних шарів, які використовують для згладжування локальних збурень ЕП в ізоляції від нерівностей на поверхні струмопровідної жили.

Для розрахунку зовнішнього гармонійного ЕП в ЗПЕ ізоляції кабелів з різними дефектами, в роботі використовувалась чисельна математична модель, розроблена на основі методу кінцевих елементів, реалізованому в пакеті прикладних програм Comsol Multiphysics. Приймалось припущення, що зовнішнє ЕП в кабелях створюється гармонічною напругою промислової частоти, а ЗПЕ ізоляція є лінійним та ізотропним середовищем. Тому при вирішенні диференційних рівнянь Максвелла використовувались основні вектори поля у комплексному вигляді.

При зміненні ЕП з частотою 50 Гц, розміри розрахункової області є набагато меншими, ніж довжина хвилі електромагнітного поля. Тому можна вважати, що електромагнітні процеси змінюються повільно і при розрахунку поля справедливе квазіелектростатичне наближення. При виникненні змінного поля в діелектричному середовищі, що поляризується, головною складовою повного струму є струм зміщення, який виникає в результаті зсуву зв'язаних зарядів під впливом сил зовнішнього поля. Зважаючи на можливість наявності в ЗПЕ ізоляції кабелів провідних (у більшості випадків водяних) мікровключень, в роботі враховувались також струми провідності, які у провідних включеннях можуть бути порівняними до струмів зміщення в ізоляції.

Оскільки зовнішнє ЕП в ізоляції є набагато сильнішим, ніж ЕП, індуковане змінним магнітним полем, тому останнє не враховувалось, що розривало взаємний зв'язок між електричним і магнітним полями. Тому розрахунок зовнішнього ЕП в ізоляції з гетерогенними мікровключеннями було зведено до вирішення квазіелектростатичної задачі, яка визначалась рівняннями

divrot = div = 0, (2) rot = 0 (3)

= г + iщ, (4)

де та - відповідно вектори напруженості електричного та магнітного поля у комплексній формі, - вектор електричного зміщення, - вектор густини повного струму, г - питома електропровідність середовища, щ - кутова частота,

В якості рівняння стану використовувалось наступне:

(5)

де - комплексна діелектрична проникність, дійсна частина якої враховує ємнісні струми в ізоляції, а уявна частина - діелектричні втрати.

Враховуючи (5), рівняння (4) можна записати у вигляді

= (г + iще₀), (6)

де для поліетилену г₁=10^-14См/м і =2,4, а для води _ г₂=10^-2См/м і =80).

Відповідно до рівняння (3), ЕП є безвихровим (потенційним), що дозволяє ввести для такого поля скалярний потенціал зі співвідношення

= - grad (7)

З рівнянь (2), (6) і (7) одержуємо розрахункове рівняння для розподілу щодо потенціалу:

div[ - (г + iще₀)grad] = 0 (8)

Напружений об'єм, тобто об'єм, у якому модуль вектора напруженість ЕП Е перевищує певну критичну величину Е_кр, визначався за формулою

, (9)

де V - розрахунковий об'єм ізоляції, S - поверхня цього об'єму у осьовому перерізі, r - змінний радіус у циліндричній системі координат. Приймалося, що при Е_кр ? Е ? Е_mах функція f(Е)=1, а при Е_кр > Е _ f(Е) = 0.

Враховуючи, що в роботі аналізувався розподіл ЕП, яке збурюється тільки осє- симетричними мікровключеннями, то розроблялася двомірна осєсиметрична розрахункова модель. Усередині кожної розрахункової комірки середовище вважалося однорідним, ізотропним й лінійним. Але приймалося, що на границі розділу двох середовищ параметри можуть змінюватися стрибком при переході від однієї комірки до іншої відповідно до граничних умов. Умови на границі провідник-діелектрик визначалися для тангенціальних і нормальних складових напруженостей електричного поля першого й другого середовищ, тобто для _1ф, _2ф, _1n, _2n і відповідно для потенціалів ц₁ й ц₂ і їхніх похідних ?_1/?n й ?_2/?n по напрямку нормалі до поверхні.

З рівнянь (2) (3) і (6) для напруженостей _1ф, _2ф, _1n, _2n ураховувалося, що

_1ф = _2ф, (10)

(г₁ + iще₀₁) _1n = (г₂ + iще₀₂) _2n. (11)

Відповідно для потенціалів ц₁ і ц₂ та їхніх похідних ?ц_1/?n і ?ц_2/?n справедливо

₁ = ₂, (12)

(г₁ + iще₀₁) ?_1/?n = (г₂ + iще_{0 2}) ?_2/?n. (13)

Використання методу кінцевих елементів полягало в чисельному інтегруванні головного рівняння (8) у розрахунковій області, на яку накладалась кінцева елементарна сітка. Середовище в середині кожної комірки вважалося однорідним, але його властивості могли змінюватись стрибком у відповідності з граничними умовами при переході з однієї комірки в іншу.

Максимальна напруженість ЕП розраховувалася у відносних одиницях Е_mах/E₀ = k, де E₀ - значення напруженості ЕП в розрахунковому об'ємі однорідної ізоляції, а k - коефіцієнт неоднорідності збуреного поля в цьому ж об'ємі. Оскільки при розрахунках ЕП в ЗПЕ ізоляції кабелів необхідно було ураховувати можливість близького розташування мікровключень різної форми, розмірів та електрофізичних параметрів, то розрахунковому об'єму надавали найгірші властивості всієї ізоляції.

Размещено на http://www.allbest.ru

Розрахункова область для дослідження ЕП, збуреного в неоднорідній ЗПЕ ізоляції кабелів, вибиралась у вигляді паралелепіпеду (див. рис. 3), на одній із граней якого знаходились один або декілька мікровиступів. Вважалось, що у розрахунковому об'ємі існують найгірші сукупності різних мікровключень з точки зору збурень ними ЕП в ізоляції. Розглядались мікровключення, заповнені водою та повітрям. Приймалось, що потенціал на нижній границі паралелепіпеду =0, потенціал на верхній границі ₁= Е₀ h₀, на бокових границях n•E=0. Складні задачі вирішувалися в два-три етапи зі зменшенням розмірів розрахункової області.

При моделюванні мікровиступи розглядались у вигляді напівсфери еліпсоїда та конуса зі округленою вершиною. На рис. 4 представлено збільшення коефіцієнту неоднорідності ЕП k= Е_mах/E₀ та напружених об'ємів V_но в ЗПЕ ізоляції в залежності від висоти провідних еліпсоїдних мікровиступів.

Із рис. 4 видно, що напруженість ЕП в ізоляції зростає прямо пропорційно збільшенню висоти еліпсоїдного мікровиступа на поверхні струмопровідної жили, в той же час величина напруженого об'єму зростає інтенсивніше. Так, при збільшенні висоти такого мікровиступа в 3 рази (від 25 до 75 мкм), напруженість ЕП зростає в 2,8 рази , а напружений об'єм - в 4 рази.

Дослідження показали, що при наявності на поверхні струмопровідної жили мікровиступа конічної форми радіусом близько 20 мкм і висотою 40 мкм, максимальна напруженість ЕП в ЗПЕ ізоляції зростає в 33 рази. При виникненні на поверхні жили двох таких мікровиступів на відстані ?10 мкм, напруженість ЕП в ізоляції зростає в ?37,5 раз, а при дотиканні основ таких мікровиступі - до ?38,3 раз, що відповідає наявним аналітичним дослідженням збуренням ЕП в ізоляції голчатими конічними мікровиступами на струмопровідній жилі.

Размещено на http://www.allbest.ru

На рис. 5 показано збурення ЕП в ЗПЕ ізоляції при наявності біля еліпсоїдного мікровиступа на поверхні струмопровідної жили близько розташованого сферичного провідного мікровключення. Видно, що при аналогічних розмірах еліпсоїдного мікровиступа на поверхні струмопровідної жили, напруженість ЕП на рис. 5 зростає більш інтенсивно, ніж на рис. 4. По іншому змінюється на рис. 5 величина напруженого об'єму в ЗПЕ ізоляції - зі зменшенням відстані між поверхневим та об'ємним мікровключеннями вона спочатку збільшується, потім зменшується і знову збільшується до значень, яких не було на рис. 4.

Размещено на http://www.allbest.ru

Дослідження збурення ЕП мікровиступами на поверхні жили дозволяє оцінити параметри напівпровідних полімерних шарів, якими зменшують такі локальні збурення ЕП та їх градієнти в ЗПЕ ізоляції. Показано, що для усунення збурень ЕП в ізоляції кабелів високих та надвисоких напруг напівпровідними полімерними шарами, вони повинні мати значення електропровідності г>0,1 См/м. При такій електропровідності в кабелях на 110 кВ достатньо використовувати полімерні шари товщиною Дl₁ > 1 мм, а в кабелях на 330 кВ - товщиною Дl₂ > 3 мм.

Виявлено, що при нагріванні напівпровідних полімерних шарів до температур Т>110 ⁰C, їх питома електропровідність може швидко зменшуватись на декілька порядків, як показано пунктирною залежністю г(Т) на рис. 6. Більшість закордонних матеріалів для напівпровідних шарів високовольтних і надвисоковольтних кабелів має саме таку залежність.

...