Выравнивание напряженности электрического поля в конструкции кабельной арматуры

74

КАБЕЛЬНЫЕ 

ЛИНИИ

Выравнивание напряженности 
электрического поля в конструкции 
кабельной арматуры

Большинство

выходов

из

строя

кабельных

муфт

среднего

и

высокого

напряжения

связаны

с

неравномерным

распределением

напряженности

электрического

поля

в

месте

среза

полупроводящего

экрана

кабеля

. 

Одним

из

критериев

надежности

ра

-

боты

муфты

является

эффективность

выравнивания

напряженности

электрического

поля

 (

ВНЭП

). 

Рассмотрим

существующие

технологии

ВНЭП

в

конструкции

кабельных

муфт

.

Д

ля

кабелей

с

пластмассовой

изоляцией

коаксиальной

конструкции

полупроводя

-

щий

  (

ПП

) 

экран

обеспечивает

однородное

радиальное

распределение

электриче

-

ского

поля

по

изоляции

кабеля

и

предопределяет

соответствие

рабочей

и

проектной

напряженно

-

стей

электрического

поля

 (

НЭП

). 

Это

соответствие

нарушается

, 

когда

кабельный

полупроводящий

экран

удаляется

во

время

разделки

кабеля

и

на

срезе

экрана

появляется

высокий

уровень

НЭП

(

рисунок

 1).

Имеются

два

основных

способа

выравнива

-

ния

напряженности

электрического

поля

  (

ВНЭП

) 

для

того

, 

чтобы

распределить

электрическое

поле

в

зоне

среза

экрана

и

вдоль

изоляции

до

приемле

-

мого

уровня

. 

Первый

метод

использует

геометрию

форм

электродов

  (

объемный

), 

второй

 — 

полимер

-

ную

технологию

 (

поверхностный

). 

Эта

статья

посвя

-

щена

второму

методу

ВНЭП

.

Внедрение

сажевого

наполнителя

в

полимер

-

ную

молекулярную

структуру

стало

основой

для

создания

стресс

-

контроль

-

материала

. 

При

измене

-

нии

количества

сажевого

наполнителя

в

полимер

-

ном

диэлектрике

меняется

его

объемное

сопротив

-

ление

. 

Это

позволяет

осуществлять

ВНЭП

на

срезе

экрана

  (

рисунок

 2). 

При

создании

материала

для

ВНЭП

среднего

класса

напряжения

требуется

тща

-

тельный

подбор

типов

полимера

и

сажевого

напол

-

нителя

, 

а

также

точность

соблюдения

концентра

-

ции

сажевого

наполнителя

при

его

изготовлении

(

рисунок

 3). 

С

точки

зрения

эффективности

поверхностные

технологии

ВНЭП

можно

разделить

на

линейные

, 

нелинейные

и

варисторные

. 

На

рисунке

 4 

пока

-

зана

зависимость

постоянного

тока

в



А

от

НЭП

в

кВ

/

см

.

Материалы

с

сажевым

наполнением

дают

ли

-

нейные

характеристики

  (

рисунок

  4

а

). 

Кроме

саже

-

вого

наполнителя

для

ВНЭП

используются

и

дру

-

гие

добавки

 (

например

, SiC 

и

 FeO), 

которые

имеют

Маркелов

И

.

А

.,

технический

директор

ООО

 «

Райтек

»

Рис

. 1. 

Распределение

электрического

поля

на

срезе

ПП

экрана

10%

10%

20%

20%

30%

30%

40%

40%

50%

50%

60%

60%

70%

70%

80%

80%

90%

90%

100%

Рис

. 2. 

Распределение

электрического

поля

на

срезе

ПП

экрана

с

материалом

ВНЭП

40% 50%

60%

70%

80%

90%

10% 20%

30%

нелинейные

характеристики

  (

рисунок

  4

б

). 

Нели

-

нейная

зависимость

поведения

электрического

поля

внутри

полимера

, 

выполняющего

ВНЭП

, 

по

-

зволяет

уменьшить

НЭП

при

перенапряжениях

и

испытаниях

.

Новая

система

управления

ВНЭП

основана

на

специальной

керамической

пудре

и

действует

по

другому

принципу

. 

Множество

микроваристоров

составляют

объемную

структуру

, 

электрические

свойства

которой

обязаны

свойствам

оксидо

-

цин

-

ковой

 (ZnO) 

структуры

. 

Такая

структура

совершен

-

75

но

отлична

от

технологии

сажевого

наполнителя

, 

где

свойства

материала

для

ВНЭП

определяются

соотношением

содержания

сажевого

 (

или

другого

) 

наполнителя

и

выбранного

полимера

. 

Этот

мате

-

риал

демонстрирует

крайне

нелинейное

поведе

-

ние

и

имеет

пороговое

напряжение

аналогично

тому

, 

как

это

происходит

в

диодах

и

варисторах

. 

Эта

технология

компенсирует

избыточную

НЭП

материала

, 

вызванную

переходными

процессами

и

импульсами

перенапряжения

, 

которые

присущи

электрическим

сетям

, 

что

обеспечивает

дополни

-

тельную

надежность

работы

. 

Семейство

концевых

муфт

на

основе

 ZnO 

объединяет

варисторную

сис

-

тему

ВНЭП

с

трекингостойким

термоусаживаемым

полимером

. 

Система

ВНЭП

гарантирует

эффек

-

тивное

распределение

НЭП

вдоль

концевой

за

-

делки

и

защищает

материал

в

местах

повышенной

НЭП

, 

включая

эффект

ограничения

при

скачках

напряжения

.

В

муфтах

торговой

марки

 RT Raytech / «

РТ

Райтек

» 

мы

применяем

все

перечисленные

здесь

технологии

ВНЭП

, 

выбирая

оптимальную

для

ре

-

шения

проектной

задачи

. 

Надежность

и

запас

прочности

муфт

с

применением

той

или

иной

тех

-

нологии

ВНЭП

подтверждаются

дополнительными

внутренними

  (

в

лаборатории

ООО

  «

Райтек

») 

ис

-

пытаниями

муфт

с

измерением

уровней

частичных

разрядов

 (

ЧР

). 

Продолжая

традиции

, 

накопленные

за

 30 

лет

работы

в

России

и

странах

СНГ

, 

компания

Райтек

Рис

. 3. 

Схема

замещения

ВНЭП

по

поверхности

изоляции

C

C

 — 

емкость

кабеля

; 

C

s 

— 

емкость

слоя

; 

R

I

 — 

сопротивление

изоляции

; 

R

s

 — 

сопротивления

слоя

Слой

выравнивания

Срез

экрана

Жила

кабеля

C

s 

C

C 

R

s 

R

I

Рис

. 4. 

Технологии

ВНЭП

: 

а

 — 

линейная

, 

б

 — 

нелинейная

, 

в

 — 

варисторная

а

) 

б

) 

в

)

I

I

E

I

E

E

разрабатывает

и

производит

кабельную

арматуру

(

до

 52 

кВ

) 

и

гарантирует

надежность

ее

работы

. 

Мы

приглашаем

заинтересованных

специалистов

посетить

нашу

производственно

-

техническую

пло

-

щадку

в

Угличе

.  

Р

№

 1 (88) 2025