У нас уже 17884 рефератов, курсовых и дипломных работ
Заказать диплом, курсовую, диссертацию


Быстрый переход к готовым работам

Мнение посетителей:

Понравилось
Не понравилось





Книга жалоб
и предложений

 





Название ЧИСЛЕННЫЙ РАСЧЕТ ТРЕХМЕРНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ В ПОЛИЭТИЛЕНОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ САМОУДЕРЖИВАЕМЫХ ИЗОЛИРОВАННЫХ ПРОВОДОВ
Количество страниц 230
ВУЗ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ УКРАИНЫ
Год сдачи 2010
Содержание ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ.................................................
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………….....
РАЗДЕЛ 1. АНАЛИЗ НИЗКОЧАСТОТНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ В ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СРЕДАХ С ГЕТЕРОГЕННЫМИ ВКЛЮЧЕНИЯМИ…………………………… ……………….....................
1.1 Аналитические методы расчета распределения напряженности электрического поля в диэлектрических средах с одиночными включениями простой конфигурации……………………………………………...
1.2 Методы расчета электрических полей в диэлектрических средах с гетерогенными включениями игольчатой формы……............…………
1.3 Электрические поля в диэлектрических композитах с плотной упаковкой включений.....................................................................................
1.4 Использование численных методов для расчета электрических полей в диэлектрических средах с микровключениями сложной формы
1.5 Выводы по разделу 1................................................................................
РАЗДЕЛ 2 РАСЧЕТ ДВО- И ТРЕХМЕРНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В ПОЛИМЕРНОЙ ИЗОЛЯЦИИ СИП ТРЕХФАЗНЫХ ЛЭП С УЧЕТОМ ГЕТЕРОГЕННЫХ МИКРОНЕОДНОРОДНОСТЕЙ НА ПОВЕРХНОСТИ И ВНУТРИ ИЗОЛЯЦИИ…………. ...............................
2.1. Общая постановка задачи численного расчета низкочастотного электрического поля в полимерной изоляции с гетерогенными включениями с применением метода конечных элементов………………………
2.2 Моделирование и расчет двухмерного электрического поля внутри и вне полимерной изоляции с учетом расположения СИП в ЛЭП………
2.3 Расчет распределения напряженности трехмерного электрического поля в полимерной изоляции СИП при наличии микронеоднородностей на поверхности токопроводящей жилы……………………………
2.4 Моделирование и расчет трехмерного электрического поля в твердой полимерной изоляции при наличии в ней микровключений…..
2.5 Влияние неоднородности электрических полей на уменьшение электрической прочности твердых полимерных диэлектриков...............
2.6 Выводы по разделу 2.....………………………………………………...
РАЗДЕЛ 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ТРЕХМЕРНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В ПОЛИМЕРНОЙ ИЗОЛЯЦИИ С РАЗЛИЧ-НЫМИ БЛИЗКОРАСПОЛОЖЕННЫМИ МИКРОВКЛЮЧЕНИЯМИ.....
3.1 Разработка математической модели и расчет трехмерного электрического поля в полимерной изоляции СИП при непосредственной близости объемного микровключения и микровыступа на токопроводящей жиле...........................................................................................................
3.2 Моделирование и расчет распределения напряженности электрического поля в полиэтиленовой изоляции в промежутке между близкорасположенными сферическими микровключениями…………...........
3.3 Расчет электрического поля в полимерной изоляции СИП при изменении форм включенийконфигурации двух близкорасположенных микровключений с одинаковыми внутренними средами...………………
3.4 . Моделирование и анализ распределения напряженности электрического поля в полиэтиленовой изоляции СИП с близко распложенными микровключениями различной электропроводности ………………...
3.5 Моделирование и расчет объемов в полимерной изоляции СИП,
в которых возникает критическая напряженность электрического поля
3.6 Выводы по разделу 3…………………………………………...............
РАЗДЕЛ 4. РАСЧЕТ ИМПУЛЬСНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРОЦЕС-СОВ В ПОЛИЭТИЛЕНОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ
КАБЕЛЬНО-ПРОВОДНИКОВЫХ ИЗДЕЛИЙ И ПЛОТНОСТИ ТОКОВ В ИХ СЕГМЕНТИРОВАННЫХ ЖИЛАХ БОЛЬШОГО СЕЧЕНИЯ…………………………………………………………………………..
4.1 Импульсные процессы распределения плотности тока в СПЭИ высоковольтных кабельно-проводниковых изделий с учетом возникновения в изоляции воздушных включений и частичных разрядов………..
4.2 Моделирование и расчет плотности токов в высоковольтных кабельно-проводниковых изделиях с сегментированными токопроводящими жилами большого сечения…………………………………………..
4.3 Моделирование и расчет электрических полей в открытых неоднородных областях с применением метода поглощающих граничных условий…………………………………………………………………………
4.4 Выводы по разделу 4……………………………………………………
РАЗДЕЛ 5. КОМПЬЮТЕРНЫЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ТРЕХ-МЕРНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В ПОЛИЭТИЛЕНОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ СИП ТРЕХФАЗНЫХ ЛЭП С УЧЕТОМ НАЛИЧИЯ В ИЗОЛЯЦИИ РАЗЛИЧНЫХ СОВОКУПНОСЕЙ МИКРОВКЮЧЕНИЙ
5.1 Расчет двухмерного электрического поля в полимерной изоляции СИП с учетом близости и несимметричного их пространственного расположения в трехфазной воздушной ЛЭП напряжением до 35 кВ….
5.2 Расчет трехмерного электрического поля в полимерной изоляции СИП с учетом различных микродефектов на поверхности токопроводящей жилы…………………………………………………….................
5.3 Расчет трехмерного электрического поля в полимерной изоляции СИП трехфазной ЛЭП с учетом наличия различных объемных близкорасположенных микровключений в изоляции…………………………..
5.4 Выводы по разделу 5…...……………………………………………….
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .......………………………………………………………..
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………….
ПРИЛОЖЕНИЕ. Акты внедрения в технологию промышленного производства...................................................................................................


ВВЕДЕНИЕ
Одной из наиболее важных научных задач, которые решаются при раз-работке электроэнергетического, электронного и коммуникационного обору-дования, является расчет электрических полей (ЭП) в его изоляции и окру-жающей среде [1-15]. Повышение эксплуатационных напряжений и необхо-димость совершенствования конструкции высоковольтных изделий увеличи-вает интенсивность и неоднородность ЭП. В результате чего, в локальных объемах их изоляции напряженности ЭП могут превышать критические зна-чения, что предшествует возникновению частичных разрядов, электроденд-ритов и других электрофизических процессов, уменьшающих электрическую прочность и эксплуатационную надежность изоляции [1,2,4,16-25].
Определение критических напряженностей ЭП и анализ разрушитель-ных электрофизических процессов на физических моделях высоковольтного сильноточного электрооборудования связан с долгосрочными, дорогими и во многих случаях невозможными экспериментами [20-33]. Поэтому разработка эффективных математических моделей для исследования распределения трехмерных ЭП в неоднородных диэлектрических средах является важным научным направлением теоретической электротехники [1,3,5-15,34-53]. В этом направлении известны работы таких ученых, как И.Е.Тамм, А.В.Тозони, А.А.Самарський, Г.С.Кучинский, В.Я.Ушаков, А.К.Шидловский, Ю.П. Емец, В.Ф.Резцов, В.А.Бржезицкий, А.А.Щерба, А.Д.Подольцев, Ю.М.Васецкий, В.М.Михайлов, Н.И.Бойко, А.И.Вовченко, К.В.Дубовенко, В.И.Кравченко, В.В.Рудаков, М.М.Резинкина, L.Dissado, E.Gulski, A.Krivda, G.C.Montanari, P.Morshuis, R.Patsch, A.Taflove и другие.
Современные исследования путей повышения надежности, безопасно-сти и энергоэффективности воздушных линий электропередачи (ЛЭП) обос-новывают целесообразность использования в них самоудерживаемых изоли-рованных проводов (СИП) со сшитой полиэтиленовой изоляцией (СПЭИ) [54-56]. Это позволило существенно повысить надежность воздушных линий за счет исключения в них коротких замыканий и обрывов проводов при ура-ганах, гололеде, снегопаде, падении веток деревьев и других стихийных бед-ствиях. Повышается их безопасность за счет исключения возможности при-косновения человека, животных, техники и поверхности земли непосредст-венно к токопроводящим жилам даже при аварийных “провисаниях” СИП. При использовании СИП повышается также эффективность передачи элек-троэнергии, за счет уменьшения реактивного сопротивления трехфазных ЛЭП, падения на них напряжения и реактивной мощности, возможности под-вески на одной опоре более двух электрических цепей, уменьшения эксплуа-тационных затрат на обслуживание и уменьшения сроков строительства.
В то же время в интенсивных ЭП даже современная полимерная изоля-ция ухудшает свои эксплуатационные свойства, особенно при возникновении в ней локальных областей с критическими напряженностями [1,2,7-15,26-28,31,57-60]. Сложность решения задачи определения таких значений напря-женности определяется возникновением в СПЭИ различных микровключе-ний и микродендритов, ухудшающих ее свойства [6,8,61-67].
Известно, что многократное увеличение напряженности ЭП может воз-никать возле гетерогенных микронеоднородностей полиэтиленовой изоляции (поверхностных и объемных) [2, 4]. Одним из наиболее важных требований к технологиям изготовления высоковольтной полимерной изоляции, является недопустимость наличия в ней микровключений размерами более 50 мкм, поскольку возле них возможно возникновение разрушающих электрофизиче-ских процессов даже при напряженности ЭП менее 5 кВ/мм [28,65,66]. По-тому большинство работ посвящены моделированию и расчету неоднород-ных ЭП в СПЭИ вокруг одиночных проводящих микровключений размерами ~ 50 мкм [67-70].
Выявлено, что эксплуатационные свойства СИП могут ухудшаться и при отсутствии в СПЭИ микровключений размерами более 50 мкм. В СИП обычно не используется дополнительный полупроводящий слой (как в кон-струкциях высоковольтных кабелей) для уменьшения неоднородности ЭП в СПЭИ возле микровыступов на поверхности жилы. СИП изготавливается в естественной атмосфере цеха, влажность и температура которой изменяются в широких пределах. Поэтому в СПЭИ неизбежно возникают водяные и газо-вые микровключения различных размеров и конфигураций, которые могут неравномерно распределяться по объему изоляции и находиться на малых расстояниях. Для разработки рекомендаций по усовершенствованию техноло-гии изготовления СИП необходимо решать задачи расчета ЭП в СПЭИ с уче-том взаимного влияния на него различных близко расположенных гетероген-ных микронеоднородностей (поверхностных и объемных, проводящих и ди-электрических).
Решение таких трехмерных задач аналитическими методами возможно лишь при больших упрощениях, которые не всегда отвечают практике. По-этому для расчет параметров ЭП в задачах такого класса обычно применяют численные методы. Среди них наиболее развитыми являются: метод конеч-ных разностей (МКР), метод конечных объемов (МКО) и метод конечных элементов (МКЭ). Для расчета трехмерных ЭП в диэлектрических середах с гетерогенними включениями наиболее развит МКЭ. На его основе разрабо-таны и проверены во многих расчетах пакеты прикладных программ (в част-ности FEMLAB), использование которых упрощает проведение компьютер-ных экспериментов и анализ полученных результатов. Поэтому тема диссер-тационной работы, посвященная развитию МКЭ и разработке новых математи-ческих моделей и методик для численного расчета трехмерных электрических полей в СПЭИ СИП с учетом взаимного влияния различных гетерогенных мик-ронеоднородностей, является актуальной и важной научной задачей.
Связь работы с научными темами, планами, программами. Работа выполнена в соответствии с планами научно-технической темы “Оптимізація структури і впровадження технологічної лінії промислового виробництва си-лових самоутримних з підвищеною надійністю і безпекою їх експлуатації при напругах 0,38-35 кВ “СІП”” (утвержденной Постановлением Бюро Пре-зидиума НАН Украины № 94 от 04.04.2007 г.), научно технической темы “Науково-технічне і технологічне забезпечення розробки та виробництва но-вих силових електрокабелів на напругу до 110 кВ з підвищеною надійністю, пропускною спроможністю та екологічністю” (утвержденной Постановлени-ем Бюро Президиума НАН Украины № 131 от 20.04.2006 г.), научно-прикладной темы НТУУ “КПІ” № 2021-n “Підвищення надійності, пропуск-ної електричної потужності та екологічності силових кабелів на напруги до 110 кВ і освоєння нової технології їх промислового виготовлення та діагнос-тики” та фундаментальної теми НТУУ “КПІ” № 2934-ф “Системні методі формування багатоканальних електроімпульсних струмів для іскроплазмових мікро- та нанотехнологій”. В святи с большой актуальностью численного мо-делирования и анализа трехмерных электрических полей в полиэтиленовой изоляции самоудерживаемых изолированных проводов.
В данных темах Ю.В. Перетятко разработала математические модели и методики расчета ЭП в полимерной изоляции СИП и кабелей с учетом совокупно-сти близко расположенных микронеоднородностей: поверхностных и объемных, проводящих и диэлектрических и с учетом расположения СИП в трехфазной ЛЭП.
Цель и задачи исследования. Целью работы является развитие метода конечных элементов в части разработки новых математических моделей чис-ленного расчета трехмерных электрических полей в полимерной изоляции СИП с учетом взаимного влияния совокупности различных микронеодно-родностей (поверхностных и объемных, проводящих и диэлектрических) и пространственного расположения СИП трехфазной ЛЭП на распределение напряженности электрического поля в СПЭИ.
Для достижения поставленной цели необходимо решить такие задачи:
1. Исследовать известные методы расчета ЭП в неоднородных ди-электрических средах и обосновать целесообразность развития МКЭ для расчета распределения напряженности трехмерного ЭП в СИП с учетом взаимного влияния различных микронеоднородностей в СПЭИ.
2. Развить МКЭ в части разработки многоуровневых математических моделей для расчета распределения напряженности ЭП в СПЭИ с учетом вза-имного влияния различных гетерогенных микровключений (поверхностных и объемных, проводящих и диэлектрических) и с учетом взаимного расположе-ния СИП в трехфазной ЛЭП.
3. Определить критерии увеличения напряженности ЭП в СПЭИ (от параметров и конфигурации микровключений и расстояний между ними) и зависимости шага расчетной сетки от таких критериев.
4. Разработать математическую модель для определения объемов изо-ляции с напряженностью ЭП, которая превышает критическое значение при изменении параметров неоднородной плотной упаковки микровключений.
5. Разработать методики расчета распределения напряженности трех-мерных ЭП в СПЭИ СИП с учетом влияния на него плотной упаковки гете-рогенных микровключений: поверхностных и объемных, проводящих и ди-электрических и расположение СИП в трехфазной ЛЭП.
6. Разработать математические модели для анализа электрических по-лей в СПЭИ с учетом микровключений и возникающих частичных разрядов, а также импульсных переходных процессов в ЛЭП.
Объект исследования – трехмерные электрические поля в полимерной изоляции СИП с совокупностью близко расположенных микровключений.
Предмет исследования – распределение трехмерного электрического поля в сшитой полиэтиленовой изоляции СИП с учетом взаимного влияния совокупности микровключений сложной конфигурации.
Методы исследования базируются на фундаментальных положениях теоретической электротехники и математической физики. В разработках ма-тематических моделей для анализа электрических полей использовался МКЭ, реализованный в пакете прикладных программ FEMLAB.
Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:
1. Развит МКЭ в части разработки новых многоуровневых математиче-ских моделей расчета трехмерных ЭП в СИП с учетом взаимного влияния различных микровключений (поверхностных и объемных, проводящих и ди-электрических) в СПЭИ и расположения СИП в трехфазной ЛЭП, что обес-печило создание методик для анализа условий возникновения в СПЭИ облас-тей с напряженностью ЭП, превышающей критическое значение.
2. Определен новый обобщающий критерий неоднородного увеличения напряженности ЭП в СИП от параметров микровключений в СПЭИ, их кон-фигурации и расстояний между ними.
3. Развит МКЭ и разработаны новые многоуровневые математические модели для расчета трехмерных ЭП в СПЭИ СИП, что включают одновре-менное использование:
- трехэтапного подхода: на первом этапе определялись макропараметры неоднородного двухмерного ЭП с учетом взаимной близости СИП в трехфаз-ной ЛЭП, но при допущении однородности их СПЭИ; на втором – определя-лись граничные условия и микропараметры трехмерного ЭП с учетом взаим-ного влияния на распределение ЭП различных гетерогенных микровключе-ний в СПЭИ; на третьем – уточнялись максимальные напряженности ЭП и определялись величины микрообъемов СПЭИ с критическими уровнями на-пряженности;
- граничных условий для объединения задач расчета ЭП вне и внутри микровключений;
- итерационного метода переменных направлений при реализации трех-мерной прогонки;
- зависимости шага расчетной сетки от установленного критерия неод-нородности ЭП.
4. На основе анализа новых закономерностей и критериев повышения напряженности ЭП в СИП разработана новая математическая модель для оп-ределения величины объемов СПЭИ с напряженностью ЭП, которая превы-шает критическое значение.
5. Разработана новая математическая модель анализа ЭП в СПЭИ СИП с учетом воздушных микровключений и возникающих частичных разрядов и импульсных переходных процессов в ЛЭП.

Практическое значение полученных результатов:
1. Разработаны методики для расчетов распределения напряженности трехмерных ЭП в СИП с учетом взаимного влияния различных гетерогенных микронеоднородностей (поверхностных и объемных, проводящих и диэлек-трических) и с учетом взаимного расположения СИП в трехфазной ЛЭП.
2. Совместное использование трехэтапного подхода, граничных усло-вий с объединением расчета ЭП вне и внутри микровключений и зависимо-сти шага расчетной сетки от обобщенного критерия неоднородности ЭП по-вышает в 1,5-6 раз точность расчета максимальной напряженности ЭП в СПЭИ и упрощает расчет ее микрообъемов с напряженностью ЭП, превы-шающей критическое значение.
3. Разработаны методики определения объемов СПЭИ, в которых напря-женность ЭП превышает критическое значение, а также методики учета частич-ных разрядов и других импульсных процессов в СИП, а также анализа влияния поверхностного эффекта и эффекта близости в СИП с большим сечением жил (1000 мм2 и больше) на эквивалентное сопротивление ЛЭП.
4. Разработанные методики эффективны для выбора оптимальных тех-нологических режимов изготовления СИП, что подтверждено их внедрением на ЗАО “Завод “Южкабель” (г.Харьков) при освоении промышленного про-изводства СИП со СПЭИ на напряжения до 35 кВ с характеристиками на уровне лучших мировых образцов.
5. Полученные результаты используются в технологиях промышленно-го производства СИП со СПЭИ и в учебных программах кафедры теоретиче-ской электротехники НТУУ “КПИ”.
Достоверность полученных результатов подтверждается сходимостью итерационных процессов, а также совпадением в пределах установленной по-грешности решений при заданной расчетной сетке и выбранных размерах об-ласти расчетов; совпадением результатов проведенных численных и анали-тических расчетов распределения ЭП в диэлектрических средах с различ-ными гетерогенными микровключениями.

Личный вклад соискательницы. В научных работах, опубликован-ных в соавторстве, соискательнице принадлежит: в [9, 13, 14, 71] - разработка математической модели, программы и методики для расчета распределения напряженности ЭП в СПЭИ с учетом совокупности различных гетерогенных микровключений, в [10] - разработка двухмерной математической модели и методики и анализ влияния расположения СИП в трехфазной ЛЭП на напря-женность ЭП в СПЭИ и воздухе; в [72] – оценка эффективности поглощаю-щих граничных условий при численном расчете трехмерных низкочастотных ЭП в средах типа СПЭИ; в [12] - анализ неоднородных ЭП для увеличения скорости электрофильтрации микро- и наносуспензий в 3,5 раза; в [15] - ис-следование неоднородных ЭП при повышении динамики элекроискрений в слое токопроводящих гранул.
Апробация результатов диссертации. Результаты диссертации док-ладывались и поддержанные на 5-ой Международной научно-технической конференции (МНТК) “Математичне моделювання в електротехніці та елек-троенергетиці” (г. Львов, 2007 г.), МНТК “Силова електроніка та енергое-фективність” (г. Алушта, 2007 г. и 2006 г.), XIII МНТК “Физика импульсных разрядов в конденсированных средах” (г. Николаев, 2007 г.); VII МНТК “Им-пульсные процессы в механике сплошных сред” (г. Николаев, 2007 г.).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 8 науч-ных работ, из них 6 статей в специализированных изданиях и 2 доклада в ма-териалах международных научно-технических конференций.

Список литературы ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В диссертации решена новая научная задача разработки математиче-ских моделей для численного расчета трехмерных ЭП в полимерной изоля-ции СИП с учетом наличия гетерогенных близко расположенных микроне-однородностей (поверхностных и объемных, проводящих и диэлектриче-ских) и пространственного расположения проводников в трехфазной ЛЭП. Полученные результаты в совокупности имеют существенное значение для развития теории и методов расчета ЭП в неоднородных диэлектрических средах и повышения надежности и безопасности ЛЭП с СИП.
1. На основе анализа методов расчета ЭП в неоднородных диэлектриче-ских средах обоснована целесообразность развития МКЭ и разработка новых математических моделей для расчета трехмерных ЭП в СИП с учетом наличия совокупности разных гетерогенных микродефектов в СПЭИ.
2. Создано новые многоуровневые математические модели расчета трехмерных ЭП в неоднородной полимерной изоляции СИП, что обеспечило создание методик расчета пространственного распределения напряженности ЭП в их СПЭИ с учетом наличия гетерогенных близкорасположенных микро-дефектов (поверхностных и объемных, проводящих и диэлектрических) и рас-положения СИП у воздушной трехфазной ЛЭП.
3. Определен новый критерий неоднородного увеличения напряженно-сти ЭП, который зависит от размеров, конфигурации и параметров микровк-лючений в СПЭИ, расстояний между ними и их расположения. Использова-ние такого критерия формализует и упрощает расчеты напряженности трех-мерных ЭП в СИП независимо от изменения разных параметров СПЭИ.
4. Развитие МКЭ и разработка новых математических моделей для рас-чета трехмерных ЭП в СПЭИ СИП базируются на использовании:
- трехуровневого подхода:
I - определение макропараметров неоднородного двумерного ЭП с учетом близости СИП в трехфазной ЛЭП и допущением отсутствия микровклю-чений в СПЭИ (то есть однородности изоляции);
II – определение граничных условий и микропараметров трехмерного ЭП с учетом совокупности различных гетерогенных микровключений в СПЭИ;
III – уточненный расчет ЭП в областях наибольших неоднородностей и определение объемов с недопустимой напряженностью ЭП;
- граничных условий для объединения задач расчета ЭП вне и внутри микровключений;
- итерационного метода переменных направлений при реализации трех-мерной прогонки;
- зависимости шага расчетной сетки от определенного критерия неодно-родности ЭП, что обеспечило повышение точности расчетов 1,5-6 раз.
5. На основе анализа неоднородных ЭП в СПЭИ СИП подтверждено, что:
- напряженность ЭП увеличивается в СПЭИ при уменьшении расстояния между: микровыступами на токоведущей жилые СИП; микровыступами и проводящим микровключением и проводящими микровключениями;
- напряженность ЭП увеличивается в воздушных микровключениях СПЭИ с уменьшением расстояния между двумя воздушными микровключе-ниями и между воздушным и водным включениями.
Определено, что напряженность ЭП может увеличится в 10 раз и более, поэтому деградация СПЭИ может возникать даже при средней напряженно-сти ЭП 1 кВ/мм и меньшей. При этом могут возникать электродендриты диа-метрами d<2 мкм и длиной l>5d, что приводит к дальнейшему увеличению напряженности ЭП в СПЭИ.
6. Обосновано, что с уменьшением расстояния между проводами СИП напряженность ЭП возрастает больше всего в СПЭИ возле поверхности то-копроводящих жил СИП и в воздушном промежутке между поверхностями СИП в трехфазной ЛЭП. Учитывая, что критическая напряженность для воз-духа составляет около 3кВ/мм, определено, что при продолжительном (боль-шее 1 недели) нахождении СИП на расстояниях меньших 0.03 м в трехфаз-ной ЛЭП напряжением 35 кВ в СПЭИ могут возникать деградационные про-цессы (ионизация, частичные разряды и электроэрозия), которые уменьшает надежность изоляции.
7. Разработана математическая модель для анализа импульсных про-цессов в СПЭИ СИП при наличии в ней воздушных включений и частичных разрядов. Для численной реализации этой модели на компьютере предложено использовать МКЭ, реализованный в прикладном пакете FEMLAB. Прове-денный анализ показал, что разрядный ток в воздушном включении частично замыкается в виде обратных токов через объем СПЭИ (75-70 %) и частично через внешнюю электрическую цепь (25-30%).
8. Разработана математическая модель для расчета МКЭ трехмерного ЭП в СИП трехфазной ЛЭП с сегментированными жилами (типа Miliken). Рассмот-рены особенности проявления поверхностного эффекта и эффекта близости в диапазоне частот 50-1000 Гц, что подтвердило, что эквивалентное сопротивле-ние такой ЛЭП зависит как от конструкции СИП, так и от расстояний между ними в ЛЭП. Использование в СИП сегментированных алюминиевых жил об-щим сечением 1000 мм2 и более уменьшает их сопротивление на 5-10%.
9. Для расчета низкочастотных ЭП в открытых областях разработана математическая модель с использованием МКО и метода хорошо согласо-ванных граничных слоев с изменяемой величиной диэлектрической прони-цаемости, что обеспечивает погрешность расчетов не более 3 %.
10. Разработаны новые методики расчета неоднородных трехмерных ЭП с учетом совокупности разных микродефектов в СПЭИ. Методики эф-фективны для определения оптимальных технологических режимов линий производства СИП со СПЭИ с целью уменьшения размеров и неоднородно-сти распределения разных микровключений в изоляции. Методики внедрены на ЗАО “Завод “Южкабель” (г.Харьков) при освоении промышленного про-изводства СИП на напряжения до 35 кВ с характеристиками на уровне луч-ших мировых образцов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Щерба А.А., Резинкина М.М. Моделирование и анализ электриче-ских полей энергетических объектов. – К.: Наук. Думка, 2007. – 386 c.
2. Техніка і електрофізика високих напруг / За ред. В.О.Бржезицького та В.М.Михайлова. – Харків: НТУ “ХПІ” - Торнадо, 2005. – 930 с.
3. Подольцев А.Д., Кучерявая И.Н. Элементы теории и численного рас-чета электромагнитных процессов в проводящих средах. Киев: ИЭД НАНУ, 1999. – 363 с.
4. Кучинский Г.С. Частичные разряды в высоковольтных конструкциях. - Л.: Энергия, 1979. - 233 с.
5. Михайлов В.М. Импульсные электромагнитные поля. – Харьков: Вища школа, 1979. – 232 с.
6. Щерба А.А., Кучерявая И.Н., Подольцев А.Д., Соболева К.Л., Шуми-лов Ю.Н. Моделирование и анализ электрических полей в диэлектрических средах, содержащих включения сложной формы // Техн. електродинаміка, 1998, №1. - С.3-6.
7. Резинкина М.М., Резинкин О.Л., Носенко М.И. Зависимость фазы появления частичных разрядов в полиэтиленовой изоляции от стадии роста дендрита. ЖТФ, Т.71, вып. 3, 2001, C.69-71.
8. Шидловский А.К., Щерба А.А., Подольцев А.Д., Кучерявая И.Н.. Мо-делирование и анализ неоднородных электрических полей в высоковольтных кабельных линиях с учетом поверхностных и объемных дефектов в их полиэти-леновой изоляции. // Техн. электродинамика. Тем. вип.: “Силова електроніка та енергоефективність”. - Ч.1 - 2006. - С. 96-105.
9. Щерба А.А., Перетятко Ю.В. Моделирование и анализ электрическо-го поля в полимерной изоляции самонесущих изолированных проводов при наличии в ней объемных и поверхностных дефектов// Техн. електродинаміка. Тем. вип. “Силова електроніка та енергоефективність”. - Ч.1. - 2007, - С.108-111.

10. Щерба А.А., Подольцев А.Д., Перетятко Ю.В. Анализ неоднородно-го электрического поля в изоляции самонесущих изолированных проводов с учетом их расположения в воздушных линиях электропередачи// Техн. елек-тродинаміка. Тем. вип. “Силова електроніка та енергоефективність”, Ч.5. - 2007, - С.63-66.
11. Щерба А.А., Подольцев А.Д., Кучеря¬вая И.Н., Золотарев В.М., Кар-пушенко В.П., Антонец Ю.А., Василец Л.Г. Математическое моделирование и численный расчет неоднородных электрических полей, удельных потерь и плотности поверхностных зарядов в полиэтиленовой модифицированной изоляции высоковольтных силовых кабелей // Техн. елек¬тродинаміка. Тем. вип. “Силова електроніка та енергоефективність” - 2006. - Ч. 2. - С.85-89.
12. Щерба А.А., Перетятко Ю.В. Моделирование и анализ электриче-ского поля в проводах самонесущих изолированных и защищенных на напря-жение до 35 кВ // Физика импульсных разрядов в конденсир. средах: Матер. XIII Междунар.научн.шк.-семинара, - Николаев, 2007. - С.178-182.
13. Щерба А.А., Перетятко Ю.В. Моделирование неоднородных элек-трических полей в высоковольтной твердой полимерной изоляции с гетеро-генными микровключениями // Вісник Національного університету „Львівсь-ка політехніка. Тем. вип. „Електроенергетичні та електромеханічні системи”, 2007. - № 597. - С.123-129.
14. Резинкина М.М., Щерба А.А., Перетятко Ю.В. Трехмерное модели-рование неоднородных электрических полей в открытых облястях с приме-нением метода поглощающих граничных условий // Техн. електродинаміка. - 2007. - №5. - С.9-12.
15. Щерба А.А., Перетятко Ю.В. Трехмерное моделирование электри-ческого поля в неоднородной полиэтиленовой изоляции высоковольтных ка-белей // Импульсные процессы в механике сплошных сред: Матер. VII Междунар.научн.шк.-семинара,- Николаев, 2007. - С.95-100.
16. Литвинов Е.А., Месяц Г.А., Проскуровский Д.И. Автоэмиссионные и взрыво-эмиссионные процессы при вакуумных разрядах // Успехи физиче-ских наук. – 1983. – Т. 139, вып. 2. – С. 265 – 302.
17. Месяц Г.А., Насибов А.С., Кремнев В.В. Формирование наносе-кундных импульсов высокого напряжения. – М.: Энергия, 1970. – 153 с.
18. Щерба А.А., Хвощан О.В., Курашко Ю.И., Швец И.С. Анализ эф-фективности и надежности высоковольтного электроразрядного оборудова-ния в условиях высоких температур погружных скважинных установок / Технічна електродинаміка. Тем.вып. “Силова електроніка та енергоефектив-ність”, 2006. - Ч.1. - С.116-119.
19. Щерба А.А., Куприн Д.Е., Петриченко С.В., Супруновская Н.И. Математическое моделирование динамических параметров при электрораз-рядном взрыве проводников. Технічна електродинаміка, Тематичний випуск, Проблеми сучасної електротехніки, частина 5, 2006, с. 94-97.
20. Высоковольтные установки и технологии на основе комплекса вы-соковольтных импульсных воздействий /Н.И. Бойко, Л.С.Евдошенко, А.И.За-роченцев, В.М.Иванов // Вестник НТУ “ХПИ”. - 2004. - Вып.34. - С.54-63.
21. Дубовенко К.В. Влияние экранирования на электрическую проч-ность компактного субмегавольтного генератора импульсных напряжений с вакуумной изоляцией // Технічна електродинаміка, 2000. - № 4. - С.8-13.
22. Техника высоких напряжений / Под общ. ред. Д.В.Разевига. - М. - Л.: Энергия, 1964. - 471 с.
23. Стефанов К.С. Техника высоких напряжений. - Л.: Энергия, 1967. -494 с.
24. Долгинов А.И. Техника высоких напряжений в электротехнике.-.М.: Энергия, 1968. - 464 с.
25. Кучинский Г.С., Кизеветтер В.Е., Пинталь Ю.С. Изоляция установок высокого напряжения. - М.: Энергоатомиздат, 1987.- 368 с.

26. Ушаков В.Я., Робежко А.Л., Ефремова Г.В. Закономерности разви-тия разрушения полимеров при длительном нагружении электрическим по-лем // Физика твердого тела. - 1984. - Т.26. - Вып.1. - С. 45-49.
27. Резинкина М.М., Резинкин О.Л., Носенко М.И. Экспериментальное исследование зависимости частичных разрядов в полиэтилене от фракталь-ных характеристик дендрита // Вестник ХГПУ. - 1999. - Вып.66. - С. 107-111.
28. Шувалов М.Ю., Ромашкин А.В., Овсиенко В.Л. Анализ дефектов в изоляции силовых высоковольтных кабелей методами видеомикроскопии и микроэксперимента. Электричество. - 2000. - №5. - С.49–57.
29. Дергобузов К.А., Евдокимов О.Б., Кононов Б.А. Радиационная ди-агностика электрических потенциалов. - М: Атомиздат, 1978. – 88 с.
30. Розно А.Г., Громов А.В. Измерение плотности распределения заряда в твердых диэлектриках // Письма в журнал технической физики. - 1979. - Т.5, № 11. - С. 648-651.
31. Уваров В.Л. О механизме стримерной стадии пробоя твердых ди-электриков // ЖТФ. - 1987. - Т.57, вып.10. - С.2004-2006.
32. Резинкина М.М. Статистическое моделирование процессов элек-трического старения полимерной изоляции под действием напряжения // Вестник ХГПУ. - 1998. - Вып. 21. - С. 52-55.
33. Щерба А.А., Петриченко С.В. Физическое моделирование и анализ динамики искроплазменных процессов при электроэрозионном диспергиро-вании токопроводящих гранул в жидкости. Технічна електродинаміка, 2004. -- №3. - С.27-32.
34. Круг К. А. Физические основы электротехники. - М.-Л.: Государст-венное энергетическое издательство, 1946. – 472 с.
35. Стрэттон Дж. Теория электромагнетизма. - М.-Л.: ОГИЗ, Гостехиз-дат, 1948. - 539 с.
36. Гринберг Г.А. Избранные вопросы математической теории электри-ческих и магнитных явлений. – М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1948. – 727 с.
37. Смайт В. Электростатика и электродинамика. - М.: Изд-во иностр. лит., 1954. – 604 с.
38. Бухгольц Г. Расчет электрических и магнитных полей. - М.: Изд-во иностр.лит., 1961. – 712 с.
39. Шимони К. Теоретическая электротехника. М.: Мир, 1964.- 775 с.
40. Джексон Дж. Классическая электродинамика.- М.: Мир, 1965.- 703 с.
41. Тозони О.В. Расчет электромагнитных полей на вычислительных машинах. -К.: Техника, 1967 – 251с.
42. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. – М.: Наука, 1973. – 904 с.
43. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. – М.: Наука, 1980. – 560с.
44. Тэнэсески Ф., Крамарюк Р. Электростатика в технике / пер. с рум. – М.: Энергия, 1980 – 296с. с ил.
45. Шнеерсон Г.А. Поля и переходные процессы в аппаратуре сверх-сильных токов. – Л.: Энергоиздат, 1981. - 199 с.
46. Колечицкий Е.С. Расчет электрических полей устройств высокого напряжения. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 166 c.
47. Емец Ю.П. Электрические характеристики композиционных мате-риалов с регулярной структурой. - К.: Наук. думка, 1986. - 191 с.
48. Тамм И.Е. Основы теории электричества. - М.: Наука, 1989. - 504 с.
49. Васецкий Ю.М. К вопросу об эффективных параметрах случайно-неоднородных проводящих сред в магнитном поле // ЖТФ. - 1979. - Т.49. - №3. – С.488-492.
50. Емец Ю.П., Обносов Ю.В. Точно разрешаемая задача о взаимном влиянии включений в теории гетерогенных сред // ПМТФ. - 1990. - №1(179). - С.21-29.
51. Дубовенко К.В. Метод расчета вероятностных характеристик про-боя газовой изоляции в высоковольтной аппаратуре субмегавольтного диапа-зона // Електротехніка та електромеханіка, 2007. - № 1. - С. 67-72.
52. Дубовенко К.В. Моделювання імовірності пробою газової ізоляції високо-вольтних пристроїв систем імпульсної електроенергетики // Технічна електродинаміка, 2006. - № 2. - С. 15-22.
53. Щерба А.А., Резинкина М.М., Кравченко В.И. Трехмерное модели-рование электрических полей в окрестности разрядных каналов. в диэлектри-ческой бреде // Технічна електродинаміка. – Тем. вип.. “Проблеми сучасної електротехніки”, 2006. – Ч. - С.9-12.
54. М.К.Каменский., Г.И.Мещанов, Ю.В.Образцов. Провода изолирован-ные и защищенные для воздушных линий электропередачи // http://www.ruscable.ru/ Документы/Аналитические статьи и обзоры/.
55. Шаманов Д. Преимущества самонесущих изолированных проводов 6-35 кВ. Новости ЭлектроТехники, 2006. - №6(42). – С.64-65.
56. Посібник з проектування та будівництва повітряних ліній напругою до 1 кВ із застосуванням самоутримних ізольованих проводів виробництва ЗАТ “Завод “Південкабель” та лінійної арматури NILED. Київ. - 2006 (В 3-х книгах: кн.1 - 60 с.; кн.2 – 108 с.; кн.3 - 66 с.).
57. Щерба А.А., Резинкина М.М. Анализ процессов электрического старения полиэтиленовой изоляции высоковольтных силовых электрокабелей // Техн. електродинаміка. Тем.вип.: “Силова електроніка та енергоефек-тивність”, 2006. - Ч.1. - С.106-111.
58. Закревский В.А., Слуцкер А.И. Возможные механизмы распада макромолекул в механическом и электрическом полях // Высокомолекуляр-ные соединения. - 1984. - Т.(А) ХХVI, № 6. - С. 1201-1206.
59. О роли неоднородности полимеров в развитии разрушения под дей-ствием электрического поля / В.Я.Ушаков, А.Л.Робежко, В.Ф.Важов и др. // Физика твердого тела. - 1985. - Т .27, вып.8. - С. 2361-2366.
60. Электрическое старение полимерных диэлектриков при подавлении частичных разрядов / В.Б.Бережанский, В.М.Быков, В.В.Городов и др. // Вы-сокомолекулярные соединения.-1986.-Т.(А) ХХVIII, №10.-С. 2163-2169.
61. Закревский В.А., Сударь Н.Т. Влияние объемного пространственно-го заряда на напряженность электрического поля в полимерных диэлектриках // Журнал технической физики. - 1990. - Т. 60, № 2. - С. 66-71.
62. Резинкина М.М., Резинкин О.Л. Расчет распределения напряженно-сти трехмерного электрического поля в неоднородном диэлектрике. – Элек-тричество, 1995, №7, С. 62-66.
63. Резинкина М.М. Численное исследование трехмерного поля дендри-та, возникающего при электрическом старении полимерной изоляции // Техн. электродинамика, 1999. - № 6. - С. 13-16.
64. Божко И.В., Петухов И.С., Ращепкин А.П. О напряженности элек-трического поля начала частичных разрядов в твердой изоляции // Техн. електродинаміка. - 2001. - № 5. - С. 18-23.
65. Бустром Дж.О., Кампус А., Хэмптон Р.Н. и др. Сополимерные ком-позиции сшитого полиэтилена (Super Copo) // Кабели и провода, 2005. – №5 (294). – С.7-22.
66. Мендельсон А., Артс М.У. Мировой опыт применения изоляции из триингостойкого сшитого полиэтилена // Кабели и провода, 2005. – №5 (294). – С.23-29.
67. Шидловский А.К., Щерба А.А., Подольцев А.Д., Кучеря¬вая И.Н. Моделирование и анализ неоднородных электрических полей в высоковольт-ных кабельных линиях с учетом поверхностных и объемных дефектов в их по-лиэтиленовой изоляции. Техн. электродинамика. - Тем. вип.: “Силова елек-троніка та енергоефективність”, 2006. - Ч.1. - С. 96-105.
68. Шидловский А.К., Щерба А.А., Подольцев А.Д., Кучеря¬вая И.Н., Золотарев В.М., Карпушенко В.П., Антонец ЮЛ., Василец Л.Г. Математиче-ская модель и методика численного расчета неоднородного электрического поля и нагрева полиэтиленовой изоляции высоковольтных силовых кабелей при возникновении дендритных микроканалов // Техн. електродинаміка. - Тем. вип. “Силова електроніка та енергоефективність”, 2006. - Ч. 4. - С.116-120.
69. Шидловский А.К., Щерба А.А., Подольцев А.Д., Кучерявая И.Н., Золотарев В.М., Василец Л.Г. Компьютерное моделирование переходных процессов в высоковольтной ка¬бельной линии с транспозицией экранов. // Техн. електродинаміка, 2006. - № 6. - С. 3 -12.
70. Шидловский А.К., Щерба АЛ., Подольцев А.Д., Кучерявая И.Н, Зо-лотарев В.М., Василец Л.Г. Компьютерное моделирование волновых процес-сов в высоковольтной кабельной линии с неоднородными параметрами. // Техн. електродинаміка, 2007. - № 1. – C. 3-13.
71. Щерба А.А., Захарченко С.М., Супруновська Н.І., Шевченко М.І., Монастирський Г.Є., Перетятко Ю.В., Петрученко О.В. Стабілізація режимів електротехнологічних систем для отримання іскроерозійних мікро- та нано-порошків // Технічна електродинаміка, Тем. вип. “Силова електроніка та енерго-ефективність”, Ч.1, 2006, С.120-123.
72. Щерба А.А., Захарченко С.Н., Яцюк С.А., Перетятко Ю.В., Спи-нулЛ.Ю., Чибелис В.И., Янкович В.М. Электротехнологическая система осаждения микро- и наночастиц в неоднородном электрическом поле // Тех-нічна електродинаміка, Тем. вип. “Силова електроніка та енергоефективність”, Ч.1, 2006, С.112-115.
73. Литвинчук Г.С. Краевые задачи и сингулярные интегральные урав-нения со сдвигом. – М.: Наука, 1977.
Стоимость доставки работы, в гривнах:

(при оплате в другой валюте, пересчет по курсу центрального банка на день оплаты)		 50





Найти готовую работу


ЗАКАЗАТЬ

Обратная связь:


Связаться

Доставка любой диссертации из России и Украины

Вход для партнеров

Регистрация

Восстановить доступ

Материал для курсовых и дипломных работ


Ссылки:

Выполнение и продажа диссертаций, бесплатный каталог статей и авторефератов

Счетчики:

Besucherzahler
счетчик посещений

© 2006-2024. Все права защищены.
Выполнение уникальных качественных работ - от эссе и реферата до диссертации. Заказ готовых, сдававшихся ранее работ.