Обзор исследований EPR изоляции

Кабели _EPR_

Введение

Защищенный экранированный кабель применяется в диапазоне от нескольких тысяч вольт (кВ) до 69 кВ для прокладки как внутри помещений так и на открытом воздухе за исключением подвесных конструкций. Основным элементом такого типа кабелей является электрическая изоляция, выдерживающая высокое напряжение, возникающим между проводником и заземлением внутри кабеля. Существует два вида изоляции: изоляция на основе этилен пропиленовой резины EPR и изоляции из сшитого полиэтилена (XLPE или TR-XLPE).

Сопротивление водяному ____триингу

Изоляция кабеля из сшитого полиэтилена прошла три поколения каждый из которых был относительно неустойчив к такому явлению как водный триинг, более детально описанный в прилагаемых PDF файлах  [1 ][2]. В результате этого явления возникают похожие на крону дерева заполненные водой микроканалы пронизывающие изоляцию, снижающие электрическую прочность, что приводит к преждевременному выходу из строя кабеля  [3][4][5][6][7]. EPR изоляция относительно невосприимчива к данному явлению  [2], что находит подтверждение на протяжении последних 30 лет  [8],[9],[10],[11].

Термическая____ и химическая стабильность

Полимеры на базе EPR были разработаны ещё в начале 1960-х годов [12] и отличались по степени кристаллизации, химическим свойствам и пр.  [13],[14],[15] Сама по себе такая резина слишком мягкая для непосредственного нанесения в виде изоляции, различные наполнители, добавляемые в смесь [16], придают ей нужные механические и электрические свойства. EPR смеси химически и термически более стабильны [17],[13] и EPR кабели выдерживают температуру в 140 – 150 °С  [18].

Частичный разряд и _ _короностойкость____ (устойчивость к коронному разряду)

EPR изоляция обладает большим сопротивлением к разрушающему воздействию коронного разряда и частичного разряда в изоляции, что так же говорит о высокой надежности EPR кабелей.  [19],[8].

Тесты на ____частичный разряд

Полевые испытания на частичный разряд распределительного кабеля стали «горячей темой». По результатам исследования стало ясно, что необходимо в ближайшие несколько лет в массовом порядке менять HMWPE и XLPE кабелей на новые из-за разрушений изоляции по причине водного триинга. Тема тестирования на частичный разряд распределительного кабеля обсуждаема [20]. Полевые испытания на частичный разряд EPR кабелей не столь важны, т.к. эти кабели показали себя очень надежными в эксплуатации [8].

Защита от высокочастотных потерь

Преимуществом EPR изоляции является более высокая степень защиты от высокочастотных потерь, что позволяет защитить двигатели и трансформаторы от преждевременного выхода из строя таких частей механизмов, как вариаторы, переключатели систем питания, например вакуумные, SF6 выключатели и автоматические выключатели [21],[22],[23],[24],[25].

История

Краткая история кабелей с резиновой изоляцией и полимеров, входящих в её состав

Краткая история кабелей с резиновой изоляцией, от начала применения Морзе (телеграф) и Эдисоном (электричество) до настоящего времени, включая развитие полимеров из натурального каучука до этилен-пропиленов (EPR).

Надежность

In-Service Технические характеристики EPR в системе компании Memphis Light, Gas and Water Электрических распределительных систем

25 летний срок эксплуатации EPR в системе  компании Memphis Light, Gas and Water

EPR устойчивость EPR изоляции к триингам и пробою???

Преимущества EPR перед PILC, XLPE и бутилкаучуком

Кабели для подземных городских коммуникаций на основе EPR «Вопросы применения»

Сравнение применения EPR и XLPE по свойствам и степени надежности

Значительное уменьшение «Эффекта люка» (разрыв оболочки изнутри, возникновение трещин)??? при примененииEPR во вторичных кабелях

Диэлектрические свойства EPR значительно выше чем у старых изоляционных материалов, таких как SBR (бутадиен-стирольный каучук), что приводит к уменьшению «люковых эффектов» по отношению к кабелям с SBR изоляцией.

Водяной ____триинг

Явление водного триинга в оболочке кабеля

В этой статье обсуждаются различия протекания водного триинга в XLPE и EPR оболочках и объясняются различия между гидрофобностью диэлектрика и удельной проводимостью диэлектрика во влажной среде.

Явление водного триинга в наполненной и ненаполненной кабельной изоляции

В этой статье обсуждаются различия протекания водного триинга в наполненной изоляции, такой как EPR и ненаполненной – XLPE, характеризующиеся разным ионным составом и степенью гидрофобности.

Механизм импульсных переходов водных трий в электрические в XLPE

Электрический разряд вызывает существенный емкостной ток в канале дерева водного трия из-за узкого сечения канала, имеющего относительно низкую проводимость. Переходные, нелинейные конечные измерения элементов, связанных с тепловыми и электрическими полями по геометрии 15 кВ XLPE изоляции кабеля говорят о том, что электрический разряд в 80 кВ может довести температуру воды в канале трия до точки кипения и на четрые порядка выше проводимости воды. ??? Повышение температуры уменьшает, по существу, предел текучести XLPE, увеличивает давление в структуре трия и, скорее всего, трий становится сухим, в результате чего происходит переход к электрическому трию.

Механизм деградации импульсной прочности TR-XLPE в ходе эксплуатационного старения

В этой статье описывается физический механизм импульсной прочности TR-XLPE изоляции при относительно стабильной силе тока.

Полевое_ _старение_ _ _электрическое_ _старение

Field Aging Полевое старение EPR изоляции в условиях нормальной и увеличенной электрической нагрузки по данным компании Memphis Light, Gas and Water

В этой статье представлены данные компании MLGV по старению в условиях эксплуатации при нормальной и увеличенной электрической нагрузке за последние 9-14 лет.

На данный момент кабели эксплуатируются уже 21 год и результаты тестов скоро будут опубликованы. Тем не менее, краткое резюме можно посмотреть здесь [8].

Контроль и тестирование параметров EP и TR-XLPE распределительных кабелей в процессе эксплуатации

В этой статье описано ухудшение импульсной прочности TR-XLPE кабелей в течение электрического старения во влажной среде при нормальном рабочем напряжении и во время ускоренного старения, хотя сила переменного тока остается относительно стабильной. Механизм этого процесса изложен в одной из статей ниже.

Сравнение значений воздействия переменного тока и импульсного пробоя у кабелей с EPR и TR-XLPE изоляцией как функции электрического старения во влажной среде

Ускоренное старение, изученное на моделях кабелей, ещё раз демонстрирует значительное снижение импульсной прочности TR-XLPE изоляции во время электрического старения во влажной среде, хотя сила постоянного тока остается очень стабильной. TR-XLPE изоляция в данном исследовании была разрушена, хотя сила тока, по-видимому остается высокой. Таким образом ипульсная прочность TR-XLPE изоляции - более объективный индикатор условий эксплуатации, чем сила переменного тока, которая, скорее всего, остается высокой практически до самого момента разрушения изоляции.

Обслуживание бывших в употреблении кабелей среднего напряжения – Критический обзор полиэтиленовой изоляции кабелей

В этой статье обсуждается доступные данные об уменьшении электрической на протяжении срока службы XLPE и TR-XLPE изоляции кабелей.

Сокращение определения срока службы EPR-изоляции для кабелей подземной прокладки

Подведение итогов сокращения определения срока службы и испытаний EPR, XLPE и TR-XLPE изоляции, подробная информация о протоколе испытаний и результатах испытаний.

EPR_ полимеры, _минеральные диэлектрические добавки и смешивание

Химический состав этилен-пропиленовой изоляции, часть 1

История, структура полимеров, свойства EPR и обсуждение

Xимический состав этилен-пропиленовой изоляции, часть 2

Составление и смешение EPR изоляции

Чистота и качество – формулы смесей ????

Описание процесса высокотехнологичных добавок для производства изоляционных материалов.

Компаунды на основе этилен-пропилена для применения в энергетике

Роль различных заполнителей, технологических добавок и композитов в EPR компаундах.

Т_ермические _механические_ ____свойства

Термические и механические свойства EPR

Термические и механические свойства четырех видов EPR изоляции в сравнении с XLPE.

105 oC/140 oC температурные расчеты EPR изоляции силовых кабелей

Описывает исследование явления увеличения рабочей температуры до 105°С и предельной тепературы до 140°С за счет применения EPR и специальных добавок. ????

Устойчивость к_ коронному и частичному разряд_ам

Оценка устойчивости к частичному разряду в твердой непроводящей изоляции для силовых кабелей

Разрядное сопротивление в кабельной изоляции варьируется от очень низкого в XLPE до почти полного в некоторых исполнениях EPR. Величина разрядного сопротивления говорит о надежности изоляции, т.к. некоторые формы дефектов могут быть и не приводить к сбоям.

Защитные свойства _изоляции _EPR

Повышение защитных свойств в кабелях среднего напряжения

Импульсные помехи в энергетических системах могут возникать при вакуумных включениях и из счет SF6 добавок, так же как твердые структурированные добавки, которые так же используются в преобразователях частоты. ??? Кратковременные nsrisetimes могут быть вызваны в системах связи (сервосистемами) между моторами и трансформаторами. В целом амплитуда таких скачков не заурядна. Как правило очень короткие скачки могут послужить поводом для запредельного повышения напряжения через первую очередь индуктивного устройства ???. Кабель обладающий высокими частотными потерями??? не может компенсировать (уменьшить ) амплитуду таких скачков заметно, но может растянуть время нарастания за счет существенного поглощения высокой частоты волны. Это уменьшает нагрузку напряжения в первую очередь в индуктивных устройствах и тем самым защищает их от повреждений разрушений, причиненных такими скачками. Улучшение защиты за счет применения EPR изоляции в конструкции кабеля подтверждается экспериментальными доказательствами при питании распределительных трансформаторов и является косвенным доказательством того, что поломок этих устройств было меньше при подключении через кабели с EPR изоляцией.

Экранирование кабеля и его влияние на ипульсные помехи

Величина высокочастотных потерь в распределительных кабелях и зависящие от этого импульсные помехи, описаны на примере четырех видов кабелей на 15 кВ. Изоляция трех из них изготовлена из различных EPR смесей, а четвертая из TR-XLPE.

Эффект влияния экранирования кабеля на импульсное перенапряжение в распределительных сетях

Высокая частота затухания в EPR-изоляции может защитить подземную инфрастуктуру, к примеру – кабели, трансформаторы и пр., от таких высокочастотных потерь как импульсные помехи. Эта статья описывает результаты полезного применения в распределительных сетях на конкретных примерах.???

Эффект влияния экранирования кабеля на импульсное перенапряжение в трансформаторах

Эта статья похожа на предыдущую, однако, фокусируется на трансформаторах и содержит более подробное описание механизма защиты путем экранирования в трансформаторах и при прокладке в подземной инфраструктуре.

Тесты на частичный разряд

Основы возникновения явления частичного разряда в контексте полевых испытаний кабеля

Полевые испытания на частичный разряд стали актуальными и обсуждаемыми в виду того, что у большой части рабочих кабелей с XLPE-изоляцией заканчивается срок эксплуатации. Производители ищут пути замены этих кабелей. Относительно кабелей с EPR-изоляцией такого рода вопросы не возникают.