The cooling mode of polymer insulation after application to the extruder is one of the main factors determining cable performance. Theoretically, it is ideal to cool the insulation when the temperature of the cooling medium is equal to the melting point of the insulation material: in this case, the probability of formation of voids in the insulation is less. The cooling process is usually not subject to stringent requirements, since most insulating materials allow for quite sharp cooling. The exception is polyethylene, which requires gradual cooling. When the insulation is cooled in a cooling bath, the temperature decrease starts from the surface. In this regard, the cooling of the insulation of polyethylene is carried out in steps to a temperature at which the cooled extruded insulation will not be deformed or damaged on the receiving drum. Polyethylene is characterized by a large value of thermal expansion coefficient, the maximum value of which is in the temperature range (90-125) C. As a result, there is an uneven reduction in the volume of the upper and inner insulation layers, especially for cables with a considerable insulation thickness. The rapid cooling of polyethylene leads to the formation of cracks, air inclusions both between the insulation and the conductive core, and in the layers located near the core. Purpose. The substantiation of the technological parameters of the cooling mode of power cables based on the calculation of the thermal equivalent circuit of a conductive core insulated with polyethylene in transient thermal mode. Methodology. The calculation of the temperature distribution in the thickness of extruded polyethylene insulation at different points in time, depending on the temperature of the cooling water, is made by the method of electrothermal analogies. There is a transition from the thermal equivalent circuit of power cables to the equivalent circuit of the discrete resistive equivalent circuit method, which is calculated using the nodal potential method. As a result of solving a three-diagonal system of linear algebraic equations by sweeping and finding at each discretization step (time step) thermal power fluxes in the branches of the thermal equivalent circuit, the temperature in the thermal capacitances determines the temperature in each insulation layer. Practical value. The duration of the transition process, corresponding to the achievement of the same temperature throughout the thickness of the insulation, can be considered as a criterion in determining the length of the cooling bath sections depending on the extrusion (reception) rate. References 12, figures 6. Key words: cooling mode, polyethylene insulation, thermal equivalent circuit, discrete resistive equivalent circuit method, transient mode, nodal potentials method, system of linear algebraic equations, cooling bath length. Обґрунтовано методику розрахунку режиму охолодження силових кабелів в перехідному тепловому режимі. Представлено теплову схему заміщення ізольованої струмопровідної жили. За допомогою методів ...

Виконано аналіз електростатичного поля витої екранованої пари кабелю при різних видах випробувальної напруги: симетричній рiзнополярнiй, однополярнiй i несиметричній. Вибір напруги впливає на місцеположення найбільш вiрогiдного місця виникнення часткового розряду, фазові характеристики яких застосовуються для технічної діагно-стики iзоляцiї.Выполнен анализ электростатического поля витой экранированной пары кабеля при разных видах испытательного напряжения: симметричное разнополярное, однополярное и несимметричное. Выбор напряжения влияет на место-положение наиболее вероятного места возникновения частичных разрядов, фазовые характеристики которых ис-пользуются для технической диагностики изоляции.

Виконано розрахунки напруженості електростатичного вісісиметричного поля на основі рішення інтегрального рівняння Фредгольма першого та другого роду в частково-однорідній лінійній ізотропній полімерній ізоляції. На основі проведеного обчислювального експерименту за допомогою розробленої програми в середовищі Matlab виконано аналіз впливу числа вузлів на точність чисельного рішення та обґрунтовано порядок системи лінійних алгебраїчних рівнянь в області малих відстаней між сферичними включеннями. Выполнен расчет напряженности электростатического осесимметричного поля на основе решения интегрального уравнения Фредгольма первого и второго рода в кусочно-однородной линейной изотропной полимерной изоляции. На основе проведенного вычислительного эксперимента с помощью разработанной программы в среде Matlab выполнен анализ влияния числа узлов на точность численного решения и обоснован порядок разрешающей системы линейных алгебраических уравнений в области малых расстояний между сферическими включениями.Computing experiments for calculation of electrostatic axisymmetric field in piecewise-homogeneous insulation with spherical inclusions. Calculations of electrostatic axisymmetric field are made with application of solution to Fredholm integral equation of the first and the second kinds in a piecewise homogeneous isotropic linear polymeric insulation. On the basis of numerical experiments via a Matlab-based program, influence of the number of nodes on the numerical solution accuracy is analysed and the order of the resolving system of linear algebraic equations within small distances between spherical inclusions is validated.

Представлено методику визначення індивідуальних характеристик фазної та поясної паперово-просоченої ізоляції силових кабелів середньої напруги. Методика реалізована на застосуванні схеми заміщення трьохжильного кабелю в загальній металевій оболонці та аналізі результатів сукупних вимірювань абсорбційних характеристик. Система лінійних алгебраїчних рівнянь для визначення характеристик фазної та поясної ізоляції є добре обумовленою. Рішення системи лінійних алгебраїчних рівнянь зводиться до сумування результатів сукупних вимірювань з ваговими коефіціє-нтами 6/14 та 1/14. Наведено результати визначення абсорбційних характеристик фазної та поясної ізоляції сило-вого кабелю на напругу 6 кВ. Бібл. 8, табл. 4, рис. 5. Ключові слова: фазова та поясна паперово-просочена ізоляція, абсорбційні характеристики, індекс поляризації, опір ізоляції, сукупні вимірювання, схема заміщення, система лінійних алгебраїчних рівнянь, стійкість рішення.Представлена методика определения индивидуальных характеристик фазной и поясной бумажно-пропитанной изо-ляции силовых кабелей среднего напряжения. Методика реализована на применении схемы замещения трехжильного кабеля в общей металлической оболочке и анализе результатов совокупных измерений абсорбционных характери-стик. Система линейных алгебраических уравнений для определения характеристик фазной и поясной изоляции явля-ется хорошо обусловленной. Решение системы линейных алгебраических уравнений сводится к суммированию резуль-татов совокупных измерений с весовыми коэффициентами 6/14 и 1/14. Приведены результаты определения абсорб-ционных характеристик фазной и поясной изоляции силового кабеля на напряжение 6 кВ. Библ. 8, табл. 4, рис. 5. Ключевые слова: фазная и поясная бумажно-пропитанная изоляция, абсорбционные характеристики, индекс поляризации, сопротивление изоляции, схема замещения, система линейных алгебраических уравнений, устойчивость решения.

Introduction. Reliability of high voltage power cables in the process of long-term operation is largely due to the intensity of polymeric insulation aging. It is now established that the aging of polyethylene, which is the main material for the insulation of high voltage power cables, under the action of the electric field is determined primarily by the presence of structural heterogeneity arising both during cable production and during use. The cable is always there deviations from the ideal structure, which manifest in a deviation of diameters of conductors from nominal values; in the arrangement of the conductor and the insulation is not strictly coaxially and eccentrically; in elliptic (oval) core and insulation; change in relative dielectric constant and thickness of insulation on cable length force the formation of low molecular weight products (including water) in the flow at the manufacturing stage crosslinked polyethylene insulation and moisture during operation. Such defects are structural, technological and operational irregularities, which lead to a local change in the electric field. Purpose. Analysis of the influence of the eccentricity, elliptic and spherical inclusions in the electric field distribution in the power cable of a coaxial design with cross-linked polyethylene insulation, based on numerical simulation. Methodology. The bases of the numerical method of calculation of the electrical field strength are Fredholm integral equations of the first and second kind (method of secondary sources) for an axially symmetric field. Analysis of the influence of irregularities, including water treeing, the shape of the sounding signal is made using the method of discrete resistive circuit inductance and capacitance of substitution with the initial conditions. Solving systems of linear algebraic equations nodal analysis performed by the sweep method. Results. The presence of the eccentricity and ellipticity in the construction of cable has different effects on the distribution of the electrical field strength at the conductor and the insulation. The electrical field strength is increased by 50 % in the core and 17 % -on the surface of the insulation at 10 % eccentricity between conductor and insulation. Availability elliptic insulation leads to a redistribution of the electric field: field strength at the surface of the insulation is 2 times higher electric field strength on the surface of the conductor. Water treeing spherical shape filled with water with a dielectric constant of 6.9, lead to a local increase of electric field intensity is 5 -10 times. Originality. Simulation results show that the presence of water treeing concentrated with individual heterogeneity characteristic impedance causes a change in shape and duration of the probe signal rectangular. Practical value. Time domain reflectometer can be considered as one of the promising methods for diagnosing operational irregularities (ellipticity, eccentricity, water treeing) in power cables. References 10, figures 12. Key words: eccentricity,...