Tytuł pozycji:
Wpływ temperatury na powstawanie wyładowań niezupełnych w inkluzjach gazowych w izolacji kabli napięcia przemiennego
Kable napięcia przemiennego stanowią obecnie główny rodzaj kabli elektroenergetycznych stosowanych w systemach przesyłu i roz działu energii elektrycznej. Ich niezawodna praca jest warunkowana m.in. obecnością defektów izolacji, które mogą być źródłami wyładowań niezupełnych (wnz). W artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznych rozkładów pola elektrycznego oraz analiz dla określenia warunków, w których inkluzje gazowe w izolacji mogą stać się źródłami wnz. W szczególności oszacowano numerycznie rozmiar krytyczny inkluzji sferycznych zlokalizowanych w izolacji XLPE na promieniu obciążonego kabla. Uwzględniono przy tym wpływ temperatury żyły kablowej oraz rozkładu pola temperatury w izolacji na możliwość incepcji wnz w inkluzjach gazowych. Wykazano, że zmiany temperatury izolacji XLPE obciążonego kabla HVAC modyfikują warunki dla inicjowania i rozwoju wyładowań niezupełnych. W badaniach zastosowano złożony model numeryczny izolacji kabla AC ze sprzężonymi polami elektrycznym i cieplnym, implementując go w programie COMSOL oraz Matlab. Dzięki temu uzyskano możliwość akwizycji modelowanych sekwencji impulsów wnz w formie obrazów fazowo-rozdzielczych PRPDP.
AC voltage cables are currently the main type of power cables used in electricity transmission and distribution systems. Their reliable operation is conditioned, among others, by: the presence of insulation defects, which may be sources of partial discharges (PD). The article presents the results of numerical simulations of electric field distributions and analyzes to determine the conditions under which gas inclusions in insulation may become sources of PD. In particular, the critical size of spherical inclusions located in the XLPE insulation at the radius of the loaded cable was numerically estimated. The influence of the cable core temperature and the distribution of the temperature field in the insulation on the possibility of PD inception in gas inclusions was taken into account. It has been shown that changes in the temperature of the XLPE insulation of a loaded HVAC cable modify the conditions for the initiation and development of partial discharges. The research uses a complex numerical model of AC cable insulation with coupled electric and thermal fields, implementing it in COMSOL and Matlab. Thanks to this, it was possible to acquire modeled PD pulse sequences in the form of phase-resolved PD patterns.
Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).
