Повышение эксплуатационных характеристик силовых кабелей с пропитанной бумажной изоляцией

• Автор: Каменский, Михаил Кузьмич
• Шифр специальности: 05.09.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 174 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1.СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОИЗВОДСТВА И ИССЛЕДОВАНИЙ КАЧЕСТВА СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ С ПРОПИТАННОЙ БУМАЖНОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ НА НАПРЯЖЕНИЕ ДО 35 КВ
1.1. Состояние производства и технический уровень силовых кабелей
с пропитанной бумажной изоляцией
1.1.1. Структура и объемы выпуска кабелей
1.1.2. Технический уровень силовых кабелей
1.2. Влияние технологии производства на качество кабелей с пропитанной бумажной изоляцией
1.2.1. Зависимость свойств изоляции от технологических режимов сушки-пропитки
1.2.2. Исследования процессов пропитки и охлаждения кабелей после пропитки
1.3. Исследования термического и термоэлектрического старения пропитанной бумажной изоляции
1.3.1. Состав, структура и свойства бумаги для электрической изоляции
1.3.2. Термическое старение непропитанной бумаги
1.3.3. Старение изоляции при циклическом изменении тока нагрузки
1.3.4. Представления о физических и физико-химических процессах при старении пропитанной бумажной изоляции кабеля
1.3.5. Выделение газов в процессе старения пропитанной бумажной изоляции кабеля
1.4. Физико-математические модели старения пропитанной бумажной изоляции силовых кабелей на напряжение 6-35 кВ
1.5. Повреждаемость силовых кабелей в течение срока эксплуатации кабельных сетей
1.6. Анализ опубликованных результатов исследований кабелей с пропитанной бумажной изоляцией. Цели и задачи диссертации
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СТАРЕНИЯ
ПРОПИТАННОЙ БУМАЖНОЙ ИЗОЛЯЦИИ СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ
2.1. Задачи исследований
2.2. Исследование давления пропитывающего состава изоляции кабеля при изменяющейся температуре
2.2.1. Экспериментальные исследования
2.2.2. Теоретические оценки изменения давления пропиточного состава в кабеле при изменяющейся температуре
2.3. Исследования свойств пропитанной бумажной изоляции при циклических режимах нагрузки кабелей
2.4. Основные выводы по главе
ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕСУРСА ИЗОЛЯЦИИ
СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ
3.1. Исследование термической стабильности пропитанной бумажной изоляции кабелей
3.2. Разработка методики определения технического ресурса силовых кабелей с пропитанной бумажной изоляцией
3.2.1. Теоретическое обоснование метода определения технического ресурса
3.2.2. Экспериментальные исследования процесса ускоренного старения пропитанной бумажной изоляции силовых кабелей
на напряжение 10 кВ
3.2.3. Определение параметров режима ускоренных испытаний по подтверждению срока службы
3.3. Основные выводы по главе

ГЛАВА 4. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ С ПРОПИТАННОЙ БУМАЖНОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Постановка вопроса
4.2. Разработка электроизоляционного пропиточного состава с улучшенными технологическими и эксплуатационными характеристиками
4.2.1. Физико-механические испытания сэвилена
4.2.2. Дифференциальный термический и термогравиметрический анализ сэвилена
4.2.3. Кинетика растворимости сэвилена в кабельном масле
4.2.4. Исследование вязкостно-температурных и диэлектрических свойств растворов сэвилена в кабельном масле
4.2.5. Исследование диэлектрических свойств растворов сэвилена в кабельном масле
4.2.6. Исследование влияния сосновой канифоли на диэлектрические и вязкостно-температурные свойства пропиточных составов
4.2.7. Разработка технологических рекомендаций для изготовления пропиточного состава на основе сэвилена
4.3. Разработка и испытания усовершенствованных кабелей с повышенными температурами нагрева
4.3.1. Изготовление опытных образцов кабелей с пропиточными составами улучшенных характеристик
4.3.2. Испытания опытных образцов кабелей по подтверждению работоспособности при повышенных температурах нагрева
4.3.3. Уточнение эксплуатационных характеристик кабелей
4.4. Основные выводы по главе
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Технологические режимы пропитки и охлаждения после пропитки влияют на перемещение пропитывающего состава и образование газовых включений в процессе эксплуатации кабелей, особенно во время циклов нагревания и охлаждения кабеля при переменных токовых нагрузках. Поэтому рассмотрим кратко по литературным данным основные теоретические положения этих процессов.
1.2.2, Исследования процессов пропитки и охлаждения кабелей после пропитки
Рассмотрим сначала основные положения теории пропитки по [19], которые почти без изменений изложены также в [20]. Процесс пропитки разделен на две стадии. Первая стадия - заполнение пор в бумажной изоляции. Вторая стадия - заполнение пропитывающим составом промежутков между проволоками в многопроволочной жиле. Предполагается, что поры в изоляции и пустоты в жиле заполнены воздухом.
В кабелях до напряжения 35 кВ с многопроволочными жилами газ из пор изоляции в процессе ее пропитки оттесняется в пустоты между проволоками жилы. Давление этого газа возрастает незначительно и предполагается, что пропитывающий состав продвигается внутрь изоляции под действием постоянной разности между атмосферным давлением Р и внутренним давлением в области жилы Р2 (порядка 20 мм рт.ст.).
Скорость пропитки определяется формулой:
V = ~км ■ grad Р, (1.2)
где Р - давление в бумаге, заполненной пропитывающим составом, Па;
км - коэффициент проницаемости бумаги для пропитывающего состава, м2/(Па-с);
V- вектор скорости движения пропитывающего состава, м/с.
Для пропитки изоляции одножильных кабелей марки ОСБ на напряжение 20 и 35 кВ получено время первой стадии пропитки: