АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ В КАБЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ С ИЗОЛЯЦИЕЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Ключевые слова:
Электроэнергетическое оборудование, полимерные изоляционные материалы, диэлектрическая проницаемость, распределение напряженности электрического поля, неразрушающие методы диагностики; анализАннотация
Статья посвящена расчету напряженности электромагнитного поля (ЭМП) в изоляци-
онном материале силового кабеля (СК). Исследовано магнитное поле одиночного образца кабеля
марки АПвПу-10 1х240/70. Приведены теоретические сведения для расчета напряженности
электростатического осесимметричного поля на основе решения интегральных уравнений
Фредгольма в кусочно-однородной линейной полимерной изоляции с включениями. Построены
модели для расчета и анализа распределения напряженности неоднородных электрических
полей в диэлектрической среде с включениями разной площади и с разными электрофизическими
параметрами (заполнением). При прохождении ЭМП через различные материалы, заполняющие
включение наблюдается поглощение энергии волн этими веществами. На основе проведенного
моделирования с применением программы Comsol выполнен анализ ЭМП на границе раздела
диэлектрических сред между сферическим микровключением и основной изоляцией. Показано,
что в твердых диэлектриках, проводниках поглощение ЭМП значительно. Если волна встреча-
ет какой-либо проводник, то большая часть ее энергии поглощается им. Наличие в изоляции
неоднородностей (дефектов) на границах раздела изоляция – неоднородность вызывает скачки
напряженности электрического поля 1/2, 2/3. Проведено моделирование и анализ распределе-
ния напряженности электрического поля в области дефекта и установлено, что с увеличением
Sдеф амплитуда всплеска магнитной индукции (В) на первой границе дефекта возрастает.
На второй границе наоборот. С увеличением Sдеф. глубина провала индукции (В) увеличивается.
Однако при сохранении общей картины величины провалов при различных типах заполнения
включения различны: – наибольший градиент наблюдается при заполнении водой, наименьшие
при заполнении углерод плюс сшитый полиэтилен (С+СПЭ). Таким образом это может яв-
ляться диагностическим параметром качества изоляции СК. Результаты работы представ-
ляют интерес при решении комплекса задач, связанных с различными аспектами электромаг-
нитной совместимости, и надежности функционирования электроэнергетических систем.
