Способи формування систем рівнянь при визначенні параметрів діелектричної абсорбції ізоляції трижильних силових кабелів із застосуванням сукупних вимірювань
PDF

Ключові слова

діагностика ізоляції
діелектричні втрати
атомні станції
вимірювання імпедансу
метод найменших квадратів

Як цитувати

Костюков, І. О., М. Д. Фощій, і Є. В. Сизов. «Способи формування систем рівнянь при визначенні параметрів діелектричної абсорбції ізоляції трижильних силових кабелів із застосуванням сукупних вимірювань». Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Енергетика: надійність та енергоефективність, вип. 1(10), Липень 2025, с. 75-80, doi:10.20998/EREE.2025.1(10).333372.

Анотація

Стаття присвячена огляду способів формування систем рівнянь при визначенні часткових ємностей та індивідуальних значень тангенса кута діелектричних втрат шарів ізоляції трижильних силових кабелів з паперовою імпрегнованою ізоляцією в спільній металевій оболонці. Наведено способи з’єднання металевих елементів конструкції силового кабелю при вимірюванні сукупних значень ємності та тангенса кута діелектричних втрат, що використовуються при формуванні систем рівнянь. Проведено аналітичний огляд найбільш поширених методів контролю, що використовуються при оцінюванні ступеню старіння паперової ізоляції трижильних силових кабелів. Наведено порівняльний аналіз основних особливостей методів визначення індивідуальних значень електричної ємності та тангенса кута діелектричних втрат із застосуванням прямих та сукупних вимірювань. Показано, що із врахуванням необхідності проведення контролю в широкому частотному діапазоні, зменшується ефективність застосування існуючих способів усунення впливу паразитних ємностей на результати вимірювань. При застосуванні автокомпенсаційних перетворювачів імпедансу в напругу таке зменшення пов’язано із зниженням коефіцієнта підсилення операційного підсилювача а у випадку застосування вимірювачів імітансу з трьома клемами з виникненням резонансних явищ в об’єкті контролю внаслідок збільшення його паразитної індуктивності через застосування додаткової клеми вимірювача імітансу. Запропоновано спосіб оцінювання індивідуальних значень тангенса кута діелектричних втрат із застосуванням сукупних вимірювань, що полягає у вимірюванні провідності ізоляційних проміжків, що, після попереднього визначення часткових ємностей ізоляції, дозволяє визначити її тангенс кута діелектричних втрат шляхом застосування відповідного виразу для неідеального конденсатора з діелектричними втратами.

https://doi.org/10.20998/EREE.2025.1(10).333372
PDF

Посилання

V. P. Karpushenko, L. A. Shchebeniuk, Yu. O. Antonets, and O. A. Naumenko, Sylovi kabeli nyzkoi ta serednoi napruhy. Konstruiuvannia, tekhnolohiia, yakist [Low and medium voltage power cables. Design, technology, quality]. Kharkiv: Rehion-inform, 2020. (in Ukrainian)

B. H. Naboka, A. V. Bezprozvannych, E. S. Moskvytyn, M. V. Butko, S. M. Butko, and A. A. Holovan, “Diagnostics of power system cable lines on dielectric dissipation factor and impregnated-paper insulation self-discharge time constant”, Electrical Engineering & Electromechanics, no. 2, pp. 65–70, 2011. (in Russian)

G. Bezprozvannych and Ye. Moskvitin, “Aging management of cables of nuclear power plants”, Energy Saving. Power Engineering. Energy Audit, no. 11-12(177-178), pp. 21–33, Mar. 2023, doi: https://doi.org/10.20998/2313-8890.2022.11.02 (in Ukrainian)

A. V. Besprozvannыkh, “Fizicheskaia interpretatsiia krivykh vosstanavlivaiushchegosia napriazheniia na osnove skhem zameshcheniia neodnorodnogo dielektrika [Physical interpretation of recovery voltage curves based on equivalent circuits of non-uniform dielectrics]”, Tekhnichna Elektrodynamika, no. 6, pp. 23–27, 2009. (in Russian)

G. V. Bezprozvannych, Y. S. Moskvitin, I. O. Kostiukov, and O. M. Grechko, “Dielectric parameters of phase and belt paper impregnated insulation of power cables”, Electrical Engineering & Electromechanics, no. 2, pp. 69–78, Mar. 2025, doi: https://doi.org/10.20998/2074-272x.2025.2.09

G. V. Bezprozvannych and Y. S. Moskvitin, “Physical processes of aging and assessment of the technical condition of power cables with paper-impregnated insulation”, in 2023 IEEE 4th KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), Kharkiv, Ukraine, Oct. 2–6, 2023. IEEE, 2023, doi: https://doi.org/10.1109/khpiweek61412.2023.10312975

E. S. Moskvitin, “Kontrol protsessov stareniia silovykh kabelei s bumazhno-propitannoi izoliatsiei po izmereniiam dielektricheskikh kharakteristik izoliatsionnykh promezhutkov [Control of ageing processes in power cables with paper-impregnated insulation based on measurements of the dielectric characteristics of insulation gaps]”, Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Energy: Reliability and Energy Efficiency, no. 3, pp. 95–106, 2011. (in Russian)

I. Kostiukov, “Dielectric dissipation factor in three-core power cables”, Measuring Equipment and Metrology, vol. 82, no. 2, pp. 50–56, 2021, doi: https://doi.org/10.23939/istcmtm2021.02.050

G. V. Bezprozvannych, E. S. Moskvitin, and A. G. Kyessayev, “The absorption characteristics of the phase and zone paper-impregnated insulation of power cable at direct voltage”, Electrical Engineering & Electromechanics, no. 5, pp. 63–68, Nov. 2015, doi: https://doi.org/10.20998/2074-272x.2015.5.09 (in Russian)

I. Kostiukov, “Particular properties of estimation of partial capacitances of insulation of three core power cables by applying aggregate measurements”, Ukrainian Metrological Journal, no. 1, pp. 15–20, Mar. 2021, doi: https://doi.org/10.24027/2306-7039.1.2021.228201 (in Ukrainian)

A. V. Bezprozvannych, S. V. Rudakov, and E. S. Moskvitin, Predostrashchenie Cherezvychainykh Situatsii Putem Kontrolia Sostoianiia Izoliatsii Mnogozhilnykh Kabelei Po Parametram Chastichnykh Emkostei I Tangensu Ugla Dielektricheskikh Poter [Prevention of Emergencies by Monitoring the Insulation Condition of Multi-Core Cables Based on Partial Capacitance and Dielectric Loss Tangent Parameters]. Kharkiv: NUTsZU, KP «Miska druk.», 2013. (in Rusian)

A. V. Bezprozvannych and B. H. Naboka, Matematicheskie Modeli I Metody Rascheta Elektroizoliatsionnykh Konstruktsii [Mathematical Models and Methods for Calculating Electrical Insulation Structures]. Kharkiv: NTU «KhPI», 2013. (in Russian)

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Авторське право (c) 2025 Іван Олександрович Костюков, Марія Дмитрівна Фощій, Євгеній Вікторович Сизов