Прогностичне моделювання залишкового ресурсу ізоляції силових кабелів із зшитого поліетилену

Abstract

У роботі розглянуто питання підвищення надійності кабельних ліній електропередачі середньої напруги шляхом прогнозування залишкового ресурсу ізоляції кабелів із зшитого поліетилену (СПЕ, XLPE). На основі аналітичного огляду сучасних конструкцій силових кабелів, матеріалів та фізичних процесів їх старіння запропоновано підхід до математичного моделювання деградації ізоляційного шару, який дозволяє визначати строк безвідмовної роботи кабельної лінії в умовах тривалої експлуатації. Запропонована методика базується на використанні законів термоактиваційних процесів (Арреніуса) та статистичних залежностей імовірності руйнування матеріалу (Вейбулла), що дозволяє кількісно оцінити швидкість старіння ізоляції під впливом електричного поля, температури та часткових розрядів.

-

The paper considers the issue of improving the reliability of mediumvoltage cable power lines by predicting the remaining service life of cross-linked polyethylene (XLPE) cable insulation. Based on an analytical review of modern power cable designs, materials, and physical processes of their aging, an approach to mathematical modeling of insulation layer degradation is proposed, which allows determining the failure-free operation period of a cable line under long-term operation conditions. The proposed methodology is based on the use of the laws of thermoactivation processes (Arrhenius) and statistical dependencies of the probability of material destruction (Weibull), which allows for a quantitative assessment of the rate of insulation aging under the influence of an electric field, temperature, and partial discharges.