Разработка испытательной установки для диагностики состояния кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена

Abstract

Актуальность. Моральный и физический износ кабельных линий напряжения 6-10 кВ в нашей стране составляет от 40 до 80 %. При этом до 63 % всех аварий электрооборудования приходится на неисправности кабельных линий. В последнее время стали активно использоваться кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена, для диагностики которых требуются особые подходы. Поэтому вопросы разработки высоковольтных испытательных установок для диагностики состояния изоляции электрооборудования являются достаточно актуальными. Авторами предложена оригинальная конструкция высоковольтной испытательной установки, позволяющая генерировать как постоянное напряжение, так и переменные напряжения промышленной и сверхнизкой частот. Особенностью устройства является использование в нем многофункционального интегрированного электромагнитного компонента, сочетающего в себе функции как катушки индуктивности, так и конденсатора. Использование данного компонента позволяет уменьшить габариты и массу испытательной установки. Цель: разработать конструкцию высоковольтной испытательной установки и провести исследование ее характеристик; построить математическую модель и получить графики зависимостей. Объекты: кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена, высоковольтные испытательные установки. Методы: теория электрических цепей, математическое моделирование, программа для математических и инженерных вычислений Mathcad, MATLAB Simulink. Результаты. Предложена оригинальная конструкция высоковольтной испытательной установки, позволяющей генерировать как постоянное напряжение, так и переменные напряжения промышленной и сверхнизкой частот. Произведено моделирование установки. Предложена методика расчета высоковольтных испытательных установок

Relevance. The moral and physical deterioration of cable lines voltage of 6-10 kV in our country ranges from 40 to 80 %. At the same time, up to 63 % of all accidents in electrical equipment are due to cable line failures. Recently, cables with cross-linked polyethylene insulation have been actively used, for the diagnosis of which special approaches are required. Therefore, the issues of developing high-voltage test facilities for diagnosing the state of insulation of electrical equipment are quite relevant. The authors proposed an original design of a highvoltage test facility that allows generating both direct voltage and alternating voltages of industrial and ultra-low frequencies. A feature of the device is the use of a multifunctional integrated electromagnetic component in it, which combines the functions of both an inductor and a capacitor. The use of this component allows reducing the dimensions and weight of the test facility. The main aims of the research are to develop a design of a high-voltage test facility and to study its characteristics; build a mathematical model and get dependency graphs. Objects: cables with XLPE insulation, high voltage test facilities. Methods: theory of electrical circuits, mathematical modeling, program for mathematical and engineering calculations Mathcad, MATLAB Simulink. Results. The authors proposed the original design of a high-voltage test facility, which makes it possible to generate both direct voltage and alternating voltages of industrial and ultra-low frequencies. The simulation of the installation was carried out. A method for calculating high-voltage test facilities is proposed