138
СБОРНИК
НАУЧНО
-
ТЕХНИЧЕСКИХ
СТАТЕЙ
Прогнозирование
пробоев
изоляции
линий
электропередачи
10–110
кВ
и
определение
их
остаточного
ресурса
Мурин
И
.
В
.,
филиал
«
МРСК
Сибири
» — «
Омскэнерго
»
д
.
т
.
н
.
Никитин
К
.
И
.,
Поляков
Д
.
А
.,
ОмГТУ
Аннотация
В
процессе
эксплуатации
линий
электропередачи
естественное
разрушение
изоляции
может
стать
причиной
короткого
замыкания
,
способного
повлечь
за
собой
значитель
-
ное
повреждение
оборудования
и
,
следовательно
,
существенные
экономические
по
-
тери
.
В
связи
с
этим
возникает
необходимость
контролировать
состояние
изоляции
на
протяжении
срока
ее
эксплуатации
известными
методами
.
В
статье
раскрывается
решение
данного
вопроса
,
которое
заключается
в
разработке
метода
и
устройства
ав
-
томатического
определения
остаточного
ресурса
и
предпробойного
состояния
изоля
-
ции
в
режиме
онлайн
,
что
явилось
целью
научно
-
исследовательской
работы
.
Ключевые
слова
:
прогнозирование
пробоев
изоляции
,
прогнозирующая
защита
,
остаточный
ресурс
,
предпробойное
состояние
изоляции
,
стеклянная
и
фарфоровая
изоляция
,
изоляция
из
сшитого
полиэтилена
,
линии
электропередачи
,
частичные
разряды
,
устройство
мониторинга
,
передача
данных
Введение
Одним
из
самых
уязвимых
и
ненадежных
элементов
электроустановок
является
изоляция
.
Линии
электропередачи
(
ЛЭП
)
не
исключение
.
Это
связано
с
тем
,
что
изоляция
подвержена
старению
под
воздействием
внешних
и
внутренних
разрушающих
факторов
,
среди
которых
может
быть
температура
,
частичные
разряды
,
влажность
и
др
. [1–3].
Поэтому
желательно
контролировать
состояние
изоляции
на
протяжении
всего
срока
ее
эксплуатации
.
Для
этого
могут
проводиться
следующие
мероприятия
[4, 5]:
–
испытание
повышенным
напряжением
различной
формы
—
постоянным
,
синусоидальным
50
Гц
, 0,1
Гц
(
при
данном
виде
испытаний
предполагается
,
что
произойдет
пробой
в
местах
имеющихся
дефектов
);
139
УПРАВЛЕНИЕ
ПРОИЗВОДСТВЕННЫМИ
АКТИВАМИ
–
измерение
сопротивления
изоляции
до
и
после
проведения
испытаний
[6];
–
измерение
диэлектрических
потерь
(
контроль
величины
тангенса
угла
диэлектрических
потерь
);
–
измерение
частичных
разрядов
(
ЧР
) (
как
правило
,
контроль
одной
или
нескольких
характеристик
,
например
,
существенное
возрастание
мощности
частичных
разрядов
после
ее
кратковременного
снижения
говорит
о
предпробивном
состоянии
изоля
-
ции
[7]);
–
измерение
емкости
кабельных
линий
;
–
измерение
коэффициента
абсорбции
[8, 9];
–
обследование
ЛЭП
тепловизионным
методом
(
поиск
дефектов
изоляции
по
нагреву
изо
-
ляции
) [10];
–
обследование
ЛЭП
рентгеновским
методом
[11];
–
измерение
и
анализ
возвратного
напряжения
[9];
–
метод
рефлектометрии
(
импульсный
,
высокочастотный
) [12].
Испытания
повышенным
напряжением
являются
разрушающими
для
изоляции
и
могут
сократить
срок
ее
службы
.
Также
разрушающими
для
некоторых
типов
изоляции
могут
быть
испытания
,
подразумевающие
использование
постоянного
напряжения
ввиду
воз
-
можности
накопления
объемного
заряда
в
микровключениях
изоляции
[13, 14],
который
может
ускорить
развитие
дефектов
,
что
приведет
к
пробою
изоляции
в
краткосрочной
пер
-
спективе
.
Остальные
методы
контроля
состояния
изоляции
являются
неразрушающими
и
не
влияют
на
срок
ее
службы
.
Известно
,
что
любая
изоляция
подвергается
необратимым
естественным
процессам
старения
,
вследствие
чего
происходит
разрушение
изоляционного
материала
.
Происхо
-
дит
накопление
и
аккумулирование
дефектов
на
молекулярном
уровне
,
называемое
уста
-
лостными
явлениями
.
Разрушение
изоляции
может
происходить
по
следующим
причинам
:
1.
Электрическое
старение
.
Основной
причиной
является
непосредственно
электрическое
поле
высокой
напряжен
-
ности
.
Обычно
различными
дефектами
являются
микровключения
,
которые
заполнены
газом
или
крупицами
различных
веществ
,
которые
попали
в
изоляцию
в
процессе
ее
из
-
готовления
.
Под
воздействием
высокой
напряженности
электрического
поля
происходит
пробой
в
местах
расположения
дефектов
.
Это
явление
называется
частичным
разрядом
(
ЧР
) [10–12].
При
появлении
ЧР
в
изоляции
происходят
следующие
процессы
[12]:
–
протекание
импульсного
тока
в
цепях
с
источниками
частичных
разрядов
;
–
электромагнитное
излучение
;
–
световое
излучение
;
–
ударные
волны
;
–
разложение
диэлектрика
на
молекулярные
группы
в
зоне
ЧР
;
–
нагрев
локальных
объемов
изоляции
.
Все
эти
процессы
вызывают
разрушение
изоляции
.
Так
как
ЧР
появляются
периоди
-
чески
и
разрушают
диэлектрик
,
от
этого
все
микродефекты
увеличиваются
в
объеме
.
Любое
изменение
размеров
дефекта
приводит
к
изменению
характеристик
частичных
разрядов
[4],
поэтому
оценка
характеристик
ЧР
—
один
из
способов
контроля
состояния
изоляции
.
Однако
на
ранних
стадиях
развития
дефекта
характеристики
ЧР
трудно
опре
-
делить
,
так
как
дефект
в
изоляции
в
некоторых
случаях
может
развиться
до
пробоя
за
несколько
секунд
[13].
140
СБОРНИК
НАУЧНО
-
ТЕХНИЧЕСКИХ
СТАТЕЙ
2.
Термическое
старение
Под
воздействием
высоких
температур
происходит
термическая
и
термоокислительная
де
-
струкция
полиэтилена
[14],
происходит
разрушение
полиэтилена
на
молекулярном
уровне
.
На
-
иболее
опасна
термоокислительная
деструкция
,
так
как
в
присутствии
кислорода
разрушение
в
полиэтилене
происходит
более
интенсивно
[14]).
В
результате
в
изоляции
могут
появиться
ЧР
,
ускоряющие
процесс
ее
разрушения
.
Надо
понимать
,
что
воздействие
температуры
также
может
оказывать
положительное
воз
-
действие
на
состояние
диэлектрика
.
Например
,
в
[15]
описывается
исследование
,
показыва
-
ющее
снижение
амплитуды
ЧР
после
проведения
искусственного
температурного
старения
полиэтилена
в
течение
400
часов
.
3.
Механическое
старение
Механическое
старение
диэлектрика
(
полиэтилена
)
возникает
при
высоких
механических
на
-
пряжениях
(
например
,
при
изгибе
провода
),
которые
превышают
энергию
связи
атомов
[14].
Вследствие
чего
происходит
разрушение
молекулярной
структуры
полиэтилена
.
4.
Увлажнение
изоляции
В
условиях
повышенной
влажности
вода
проникает
в
изоляцию
и
заполняет
дефекты
,
образу
-
ющиеся
в
процессе
ее
изготовления
.
Это
явление
называется
водным
триингом
[16].
В
резуль
-
тате
появляются
частичные
разряды
,
а
дефект
начинает
увеличиваться
в
размерах
.
5.
Радиация
Действие
радиации
на
диэлектрик
может
приводить
к
различным
повреждениям
на
молеку
-
лярном
уровне
.
Происходит
изменение
структуры
,
состояния
вещества
.
Носители
заряда
,
ко
-
торые
образуются
в
облучаемом
веществе
,
создают
стационарные
и
нестационарные
токи
.
Это
приводят
к
накоплению
объемного
заряда
в
диэлектриках
,
который
может
сохраняться
в
течение
длительного
времени
[17].
6.
УФ
-
излучение
УФ
-
излучение
имеет
широкий
диапазон
длины
волн
.
Наиболее
опасным
для
изоляции
из
поли
-
этилена
является
ультрафиолетовое
излучение
.
В
полиэтилене
возникает
явление
фотохими
-
ческой
деструкции
—
разрушение
молекул
под
влиянием
ультрафиолетового
излучения
[14].
7.
Химические
воздействия
При
химическом
воздействии
происходит
разрушение
макромолекул
полиэтилена
.
Такой
вид
разрушения
изоляции
обычен
при
эксплуатации
полиэтиле
-
на
в
агрессивной
среде
[14].
В
процессе
эксплуатации
ЛЭП
может
подвергаться
воздействию
всех
вышепе
-
речисленных
разрушающих
факторов
в
той
или
иной
степени
.
Однако
в
некоторых
случаях
воздействием
раз
-
рушающих
факторов
можно
пренебречь
.
Конструкция
ка
-
бельных
линий
такова
(
рису
-
нок
1),
что
существенное
воз
-
действие
на
изоляцию
могут
оказывать
только
напряжен
-
Рис
. 1.
Конструкция
одножильного
кабеля
с
изоляцией
из
сши
-
того
полиэтилена
: 1 —
алюминиевая
или
медная
токопрово
-
дящая
жила
; 2 —
полупроводящий
слой
из
сшитой
полимерной
композиции
; 3 —
изоляция
из
сшитого
полиэтилена
; 4 —
полу
-
проводящий
слой
из
сшитой
полимерной
композиции
; 5 —
слой
из
электропроводящей
водоблокирующей
ленты
; 6 —
экран
из
медных
проволок
,
скрепленных
медной
лентой
; 7 —
слой
из
электропроводящих
водоблокирующих
лент
; 8 —
полиэтилено
-
вая
оболочка
141
УПРАВЛЕНИЕ
ПРОИЗВОДСТВЕННЫМИ
АКТИВАМИ
ность
электрического
поля
,
температура
и
радиация
,
кроме
того
,
возможно
увлажнение
изоляции
,
но
это
воздействие
существенно
снижает
наличие
водоблокирующей
ленты
.
Одним
из
основных
недостатков
испытаний
изоляции
и
методов
контроля
ее
состояния
яв
-
ляется
их
периодический
характер
.
Промежуток
между
мероприятиями
по
контролю
состояния
изоляции
может
достигать
нескольких
лет
.
Так
как
процесс
старения
изоляции
непрерывен
,
за
время
между
измерением
контролируемых
параметров
в
изоляции
может
образоваться
и
раз
-
виться
дефект
,
который
приведет
к
короткому
замыканию
.
Однако
использование
некоторых
неразрушающих
методик
контроля
состояния
изоляции
позволяет
использовать
разработанные
системы
онлайн
-
мониторинга
[4, 15],
которые
позво
-
ляют
производить
непрерывный
контроль
параметров
(
например
,
мощности
частичных
раз
-
рядов
),
по
которым
можно
определить
остаточный
ресурс
изоляции
или
ее
предпробойное
состояние
.
Тем
не
менее
существенным
недостатком
остается
необходимость
контроля
изме
-
ряемых
параметров
человеком
.
Таким
образом
,
учитывая
вышесказанное
,
самой
актуальной
проблемой
сейчас
является
раз
-
работка
метода
автоматического
определения
остаточного
ресурса
изоляции
в
режиме
онлайн
.
Метод
оценки
остаточного
ресурса
по
уровню
характеристик
частичных
разрядов
показы
-
вает
хорошие
результаты
при
его
использовании
для
определения
предпробивного
состояния
изоляции
,
так
как
характеристики
частичных
разрядов
показывают
существенные
изменения
только
непосредственно
перед
пробоем
.
Определение
остаточного
ресурса
изоляции
в
дол
-
госрочной
перспективе
с
помощью
этого
метода
проблематично
ввиду
соизмеримости
сигна
-
лов
частичных
разрядов
с
уровнем
шумов
.
Однако
использование
этого
метода
в
совокупно
-
сти
с
мониторингом
температуры
изоляции
и
других
разрушающих
факторов
позволит
более
точно
определять
остаточный
ресурс
изоляции
при
использовании
специально
разработанной
математической
модели
старения
изоляции
.
Цели
и
задачи
Известно
,
что
одной
из
наиболее
острых
проблем
при
использовании
контроля
состояния
изо
-
ляции
на
основе
мониторинга
характеристик
частичных
разрядов
является
точность
регистра
-
ции
сигналов
частичных
разрядов
.
Исходя
из
этого
,
основной
целью
данной
работы
является
повышение
точности
регистрации
характеристик
частичных
разрядов
для
последующей
обра
-
ботки
данных
с
целью
прогнозирования
пробоя
изоляции
и
его
предотвращения
путем
автома
-
тического
отключения
поврежденного
элемента
с
предварительным
включением
секционного
выключателя
для
исключения
перерыва
питания
электрооборудования
.
Поставленной
цели
предлагается
достичь
путем
реализации
следующих
задач
:
–
использовать
датчик
,
позволяющий
производить
первичную
обработку
сигнала
с
помощью
аппаратных
средств
(
фильтров
),
регистрировать
и
передавать
высокочастотные
всплески
малых
величин
тока
и
напряжения
на
участках
линии
электропередачи
[16];
–
использовать
подходящий
математический
аппарат
,
позволяющий
проанализировать
отфиль
-
трованный
сигнал
для
выявления
частичных
разрядов
и
определения
их
характеристик
.
Датчик
тока
и
напряжения
для
воздушной
и
кабельной
ЛЭП
Для
измерения
характеристик
частичных
разрядов
требуется
возможность
регистрации
вы
-
сокочастотных
составляющих
спектра
сигналов
тока
и
напряжения
линий
электропередачи
.
В
связи
с
этим
использование
традиционных
измерительных
трансформаторов
тока
и
напря
-
жения
на
электромагнитном
принципе
для
указанных
целей
невозможно
.
142
СБОРНИК
НАУЧНО
-
ТЕХНИЧЕСКИХ
СТАТЕЙ
В
связи
с
этим
предлагается
использовать
новую
конструк
-
цию
датчика
,
позволяющего
ре
-
гистрировать
одновременно
ток
и
напряжение
питающей
сети
(
рисунки
2
и
3).
Достаточной
точ
-
ности
регистрации
высокочастот
-
ных
составляющих
предлагается
достичь
за
счет
использования
безынерционных
резистивных
шунтов
и
делителей
,
не
вносящих
искажения
в
формы
сигналов
.
Сигналы
тока
и
напряжения
,
снимаемые
с
линии
электропе
-
редачи
,
передаются
на
блок
пре
-
образования
сигналов
,
используемый
для
следующих
задач
:
–
преобразование
сигналов
с
помощью
аппаратных
средств
(
например
,
полосового
филь
-
тра
)
для
упрощения
анализа
сигналов
с
целью
выявления
частичных
разрядов
;
–
оцифровка
сигналов
тока
и
напряжения
для
передачи
на
диспетчерский
пункт
с
высокой
частотой
дискретизации
и
разрядностью
АЦП
;
–
программные
средства
,
используемые
для
обработки
сигнала
до
его
передачи
на
устрой
-
ство
прогнозирующей
защиты
(
обработка
данных
32-
разрядным
микроконтроллером
с
использованием
вейвлет
-
преобразований
или
другого
способа
обработки
данных
для
анализа
сигнала
).
Спектр
частот
частичных
разрядов
обширен
и
может
содержать
гармоники
в
диапазоне
от
не
-
скольких
килогерц
до
сотен
мегагерц
[17].
В
связи
с
этим
целесообразно
использовать
полосовой
фильтр
с
полосой
пропускания
частот
от
10
кГц
до
100
МГц
.
Такой
диапазон
фильтра
выбран
с
це
-
лью
фильтрации
основной
гармоники
тока
и
напряжения
(50
Гц
),
а
также
других
гармоник
,
имеющих
-
ся
в
сети
как
следствие
работы
некоторых
видов
потребителей
(
выпрямители
,
регуляторы
часто
-
ты
вращения
двигателей
,
люминесцентные
и
газоразрядные
лампы
и
др
.).
С
целью
определения
Траверсы
Провод
ЛЭП
Блок
преобразования
сигналов
Передача
информации
на
диспетчерский
пункт
Рис
. 2.
Структурная
схема
датчика
тока
и
напряжения
для
воздушной
ЛЭП
Передача
информации
по
интерфейсу
RS-232
Блок
измерения
тока
в
жиле
кабеля
Компьютер
Блок
обработки
и
передачи
данных
Блок
измерения
напряжения
,
тока
экрана
и
температуры
поверхности
кабеля
Связь
по
радиоканалу
433
МГц
R
1
R
3
R
4
R
2
Передача
ин
-
формации
по
радиоканалу
433
МГц
Датчик
температуры
Делитель
напряжения
Кабель
ЛЭП
Рис
. 3.
Структурная
схема
датчика
тока
и
напряжения
для
кабельной
ЛЭП
143
УПРАВЛЕНИЕ
ПРОИЗВОДСТВЕННЫМИ
АКТИВАМИ
необходимого
частот
-
ного
диапазона
работы
устройств
было
проведе
-
но
осциллографирование
характеристик
частичных
разрядов
.
Был
получен
импульс
ЧР
(
рисунок
4)
и
проанализирован
его
частотный
спектр
(
рису
-
нок
5),
показавший
на
-
личие
в
сигнале
спектра
гармоник
до
20
МГц
с
пи
-
ком
в
области
1–1,5
МГц
.
Однако
несмотря
на
су
-
щественное
содержание
гармоник
низших
частот
в
сигнале
,
требуется
про
-
изводить
фильтрацию
ос
-
новной
гармоники
(50
Гц
).
В
связи
с
этим
целесо
-
образно
использовать
фильтр
верхних
частот
с
частотой
среза
100
кГц
.
Дальнейшая
обработ
-
ка
сигнала
производится
с
помощью
вейвлет
-
пре
-
образований
,
так
как
ис
-
пользование
этого
мето
-
да
является
рациональным
для
анализа
сигнала
с
целью
распознавания
сигналов
частичных
разрядов
,
а
также
упрощает
передачу
информации
на
диспетчерский
пункт
.
Кроме
того
,
важным
достоинством
этого
метода
является
возможность
его
реализации
в
современных
быстродейст
-
вующих
32-
разрядных
микроконтроллерах
,
например
,
на
базе
ARM Cortex-M4
и
др
.
Известно
[19],
что
мощность
частичных
разрядов
возрастает
с
увеличением
размеров
де
-
фекта
,
затем
следует
кратковременное
снижение
мощности
,
после
чего
мощность
ЧР
продол
-
жает
расти
и
в
краткосрочной
перспективе
вызывает
пробой
изоляции
.
При
этом
мощность
частичных
разрядов
,
способных
привести
к
пробою
изоляции
составляет
несколько
десятков
милливатт
,
в
то
время
как
при
отсутствии
дефектов
при
номинальном
напряжении
мощность
ЧР
,
согласно
измерениям
,
не
превышает
150
мкВт
.
При
возникновении
динамики
роста
мощности
частичных
разрядов
последующие
действия
системы
зависят
от
скорости
роста
мощности
и
расчетного
времени
возникновения
пробоя
изоляции
.
При
быстром
развитии
дефекта
,
которое
в
некоторых
случаях
может
составлять
несколь
-
ко
секунд
,
система
контроля
состояния
изоляции
(
прогнозирующая
защита
[20, 21])
передает
сигнал
на
устройства
противоаварийной
автоматики
,
которые
производят
автоматическое
от
-
ключение
поврежденного
элемента
с
предварительным
включением
секционного
выключате
-
ля
,
что
позволяет
избежать
и
короткого
замыкания
,
перерыва
питания
электрооборудования
.
Рис
. 4.
Импульс
частичного
разряда
Рис
. 5.
Частотный
спектр
частичного
разряда
t
,
нс
U
r
,
В
800
700
600
500
400
300
200
100
0
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
–0,1
Частота
(
f
), 10
7
Гц
|
P
(
f
)|
2
1,4
1,6
1,8
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0,04
0,035
0,03
0,025
0,02
0,015
0,01
0,005
0
144
СБОРНИК
НАУЧНО
-
ТЕХНИЧЕСКИХ
СТАТЕЙ
После
автоматического
отключения
оперативный
персонал
производит
поиск
места
повре
-
ждения
и
его
ремонт
.
При
небольшой
скорости
развития
образовавшегося
дефекта
система
контроля
состояния
изоляции
передает
сигнал
на
автоматизированное
рабочее
место
персонала
о
необходимости
устранения
дефекта
.
Персонал
производит
поиск
местоположения
дефекта
без
отключения
напряжения
в
штатном
режиме
и
устраняет
его
.
При
этом
также
исключается
перерыв
питания
электропотребителей
.
Прогнозирующая
защита
Принцип
действия
прогнозирующей
защиты
заключается
в
мониторинге
разрушающих
изо
-
ляцию
воздействий
(
частичных
разрядов
,
температуры
,
влажности
окружающей
среды
,
уль
-
трафиолетового
излучения
и
др
.) [18].
Так
как
с
помощью
устройства
прогнозирующей
защиты
можно
контролировать
сразу
несколько
ЛЭП
,
целесообразно
установить
центральный
блок
обработки
данных
в
диспетчерском
пункте
.
Таким
образом
,
информация
о
частичных
разрядах
с
датчика
тока
и
напряжения
передает
-
ся
в
диспетчерский
пункт
на
центральный
блок
прогнозирующей
защиты
,
который
собирает
ин
-
формацию
со
всех
датчиков
,
используемых
для
определения
остаточного
ресурса
изоляции
,
производит
оценочный
расчет
остаточного
ресурса
изоляции
и
определяет
ее
предпробойное
состояние
в
случае
его
возникновения
.
Информация
об
остаточном
ресурсе
может
сообщаться
персоналу
предприятия
для
кор
-
ректировки
плановых
ремонтных
мероприятий
.
В
случае
возникновения
предпробойного
со
-
стояния
какого
-
либо
из
участков
ЛЭП
соответствующая
информация
также
передается
пер
-
соналу
и
,
в
случае
необходимости
,
поврежденный
элемент
отключается
до
возникновения
короткого
замыкания
с
предварительным
включением
секционного
выключателя
для
исклю
-
чения
перерыва
питания
электрооборудования
.
Методика
расчета
остаточного
ресурса
Расчет
остаточного
ресурса
необходимо
производить
исходя
из
математической
модели
ста
-
рения
изоляции
.
В
настоящее
время
известны
модели
,
предложенные
Журковым
,
Крайном
,
модель
на
основе
закона
Аррениуса
и
обратной
степенной
модели
,
а
также
модель
,
предло
-
женная
Г
.
С
.
Кучинским
[1, 22–26].
Стоит
отметить
,
что
из
литературных
источников
неизвестно
о
создании
математической
модели
,
учитывающей
весь
спектр
возможных
воздействий
на
изоляцию
,
и
существующие
модели
основываются
на
воздействии
электрического
поля
и
тем
-
пературы
.
Предлагается
за
основу
расчета
взять
модель
Кучинского
,
согласно
которой
срок
службы
изоляции
можно
рассчитать
по
формуле
:
сл
=
AE
–
n
exp
(
W
a
/
kT
). (1)
Согласно
[1],
срок
службы
изоляции
определяется
мощностью
частичных
разрядов
и
ско
-
ростью
химических
реакций
при
термической
и
термоокислительной
деструкции
изоляци
-
онного
материала
,
определяемой
законом
Аррениуса
.
Кроме
того
,
примем
допущение
,
что
изоляционный
материал
признается
непригодным
к
эксплуатации
при
разрушении
35%
его
структуры
,
так
как
при
превышении
этого
значения
вероятность
пробоя
изоляции
сущест
-
венно
возрастает
[27].
Кроме
того
,
для
расчета
срока
службы
изоляции
требуется
учет
в
формуле
степени
раз
-
рушения
материала
.
Предполагается
,
что
в
константе
А
заложена
степень
разрушения
ма
-
145
УПРАВЛЕНИЕ
ПРОИЗВОДСТВЕННЫМИ
АКТИВАМИ
териала
и
коэффициенты
функций
мощности
частичных
разрядов
и
константы
К
0
уравнения
Аррениуса
.
Следовательно
,
формулу
(1)
можно
представить
в
виде
:
ln
(
N
t
/
N
0
)
сл
= —
— (2)
с
·
B
·
E
n
·
K
0
·
exp
(–
W
a
/
kT
)
или
:
ln
(
N
t
/
N
0
)
сл
= —, (3)
с
·
P
ЧР
·
K
t
(
T
)
где
N
t
—
количество
молекул
вещества
в
единице
объема
при
критической
степени
разруше
-
ния
материала
,
N
0
—
количество
молекул
вещества
в
единице
объема
до
начала
разрушения
,
принято
N
t
/
N
0
= 0,65,
P
ЧР
=
В
∙
E
n
—
мощность
частичных
разрядов
,
В
—
константа
,
E
—
на
-
пряженность
электрического
поля
,
n
—
показатель
степени
,
зависящий
от
типа
и
структуры
материала
,
K
t
(
T
) =
К
0
∙
e
(-
W
a
/
kT
)
—
коэффициент
скорости
химических
реакций
при
температуре
в
данный
момент
времени
,
К
0
—
константа
скорости
реакции
закона
Аррениуса
,
W
a
—
энер
-
гия
активации
,
k
—
постоянная
Больцмана
,
T
—
температура
в
Кельвинах
,
с
—
умножающий
коэффициент
,
определенный
синергизмом
воздействия
температуры
и
электрического
поля
.
Расчет
остаточного
ресурса
целесообразно
производить
по
формуле
(2),
так
как
возможно
увеличение
мощности
частичных
разрядов
в
изоляции
при
образовании
дефекта
,
что
не
всегда
является
усло