Файл: Дмитревский, В. С. Высоковольтные гибкие кабели.pdf

Таким образом, для изделий, не подвергающихся ме­ ханической нагрузке, известны все параметры, позволя­ ющие рассчитать z. Это позволяет по результатам экс­ периментов оценить значения р и ѵ0. Рассчитывая z для

Рис. 3-6. Распределение вероятностей безотказ­ ной работы изоляции токопроводящей жилы ка­ беля КШВГМ.

времени до пробоя каждого образца в данной группе, строят зависимость 1п [—1пР(т)]—In г от 1/г. В качестве примера на рис. 3-6 приводится построенная для изоля­ ции КШВГМ зависимость Іп[—1пР(т)]—\nz от 1/2.

_00

Экспериментальные значения удовлетворительно укла­ дываются на прямую. Из уравнения (3-42) получим:

из которых нетрудно найти и0 и р.

Проведенные расчеты позволили определить все па­ раметры распределения безотказной работы, кроме у. Значение у наиболее просто определяется при постоян­ ном о. В эксплуатации основная механическая нагрузка на изоляцию создается при изгибе, кручении или вытяж­ ке кабеля. Относительная деформация изоляции с тече­ нием времени остается неизменной.

С течением времени происходит релаксация механи­ ческого напряжения в полимерной и резиновой изоля­ ции. Время релаксации механических напряжений зави­ сит от свойств изоляции, температуры, относительной де­ формации и составляет величину порядка нескольких часов. Эти особенности работы кабельной изоляции дела­ ют .целесообразным ее испытание при постоянной дефор­ мации. Испытания изогнутых изолированных токопрово­ дящих жил показали, что время до пробоя изоляции практически не зависит от радиуса изгиба, если послед­ ний изменялся в пределах от 5 до 15 диаметров по изо­ ляции. Это объясняется тем, что время до отказа изо­ ляции зависит от а, установившееся значение которого остается практически постоянным при изменении радиуса изгиба от 5 до 15 диаметров изолированной токопрово­ дящей жилы.

В эксплуатации радиус изгиба обычно находится в пределах от 5 до 15 диаметров кабеля. Проведенные эксперименты позволяют при расчете надежности изоля­ ции учитывать два случая его прокладки: 1) прямой кабель; 2) изогнутый кабель. Влиянием радиуса изги­ ба кабеля на надежность его изоляции можно прене­ бречь.

Таким образом, возникает задача фактически опре­ делить два показателя надежности деформированной

101

изоляции у и гг. Между тем при расчете надежности де­ формированном изоляции достаточно знать произведение уст. Произведение уа деформированной изоляции явля­ ется функцией температуры, которую согласно уравне­ нию (3-35) можно записать:

Пользуясь результатами испытаний I, 5 и 6-й групп, определяем значения уосто и bі. Для этого по уравнению (3-50) рассчитывают уст при температуре Д, а затем — при 7Y

Предложенная методика определения параметров распределения вероятностей безотказной работы элек­ трической изоляции позволяет на основе экспериментов произвести их расчет без использования сложной вы­ числительной техники.

В табл. 3-3 приводятся значения параметров надеж­ ности изоляции кабеля КШВГМ на 6 кв, найденные на основе экспериментов.

Т а б л и ц а 3-3

Данные табл. 3-3 могут быть использованы для рас­ чета надежности изоляции в условиях эксплуатации. Ве­ личина ß указана для изолированной токопроводящей жилы длиной 1 м. При большей длине ее следует пере­ считать по формуле (3-38). Описанную методику реко­ мендуется применять при типовых испытаниях изоляции высоковольтных гибких кабелей.

102

при £ = £„], п £ = 1,15ц,,. Как видно из табл. 3-4, при х больше 50 мкм увеличение пробивной напряженности поли па 10% вызывает рост Ег/Е на порядок. Можно предположить, что в газовых вклю­ чениях толщиной больше 50 мкм развивается искровой разряд, а при меньших значениях таунсендовский.

При искровом разряде в газовом включении следует ожидать более интенсивное эрозийное разрушение стенок газового включения. Это обусловлено более концентрированным воздействием искрового разряда на стенки поры.

Поверхностное разрушение полимерного диэлектрика при иониза­ ции в газовом включении сопровождается его деструкцией с выде­ лением газообразных продуктов, а также образованием чистого углерода. Выделяющиеся продукты, оседая на стенках газовой поры, шунтируют ее и резко уменьшают интенсивность ионизации и эро­ зийного разрушения материала. Скорость затухания ионизации резко возрастает при уменьшении радиуса газового включения [Л. 43]. Та­ ким образом, эрозийный износ вероятен в случае плоской газовой поры, имеющей большие размеры вдоль эквипотенциальной плоско­ сти. Очевидно, в этом же случае можно ожидать наибольшего сни­ жения электрической прочности полимера за счет изменения его структуры под действием ионизации в газовом включении.

Пооводнмость ионизированного газового включения велика, и приближенно можно принять в формуле (3-33) 1/ѵ= 0. Тогда ло­ кальная напряженность поля будет определяться средней напряжен­ ностью поля и величиной у. Значение у найдем из формулы

где г — радиус анодного пятна, который определим {Л. 42]:

(3-60)

В этих выражениях их — тепловая энергия электронов, эв\ х — расстояние, пройденное лавиной, см\ 5 Пр — пробивная напряженность поля, в/см; г — радиус, см.

При больших значениях х в плоской газовой поре за счет тан­ генциальной составляющей напряженности поля может появиться поверхностный разряд, который вызовет увеличение радиуса г. По­ верхностный разряд, следовательно, приводит к уменьшению у. Ра­ диус поверхностного разряда

зависящий от полярности разряда; гп — радиус, см.

При расчете у рассматривался фактически одполавиниый разряд.

104