Введение
ГЛАВА 1 Анализ исследований по оценке факторов, влияющих на надёжность и безопасность эксплуатации кабельных линий 6(10) кВ 17
1.1 Эксплуатационные и режимные факторы, определяющие ресурс изоляции силовых кабелей распределительных сетей 17
1.2 Технические методы, прогнозирующие модели и подходы по оценке состояния изоляции силовых кабелей 28
1.3 Оценка безопасности эксплуатации кабельных линий 6(10) кВ в городских электрических сетях 34
1.4 Цели и задачи диссертационной работы 36
ГЛАВА 2 Ретроспективный подход к изучению данных по повреждаемости кабельных линий 6(10) кв как элемента городской электрической сети с выявлением и исследованием их слабых звеньев 38
2.1 Анализ ретроспективной статистической информации отказов кабельных линий 6(10) кВ (на примере городских сетей г. Челябинска и г. Нефтекамска) 38
2.2 Оценка влияния принятых проектных решений на состояние изоляции кабельных линий 6(10) кВ распределительных сетей 48
2.2.1 Анализ состояния изоляции кабелей в звене «КЛ 6(10) кВ – схема распределительной сети» 49
2.2.2 Оценка повреждаемости изоляции в звене «трасса КЛ – грунтово-метеорологические параметры»
2.3 Метод выявления слабых звеньев в городской электрической сети с формированием карт жизни КЛ и динамической реляционной базы данных 60
2.4 Исследование напряжённо-деформированных состояний в звене «кабельная линия 6(10) кВ – грунт» 67
2.5 Оценка теплового режима работы в звене «КЛ – грунт» с учётом образующихся воздушных включений в грунте при подвижках кабеля 77
2.6 Исследование взаимосвязи повреждаемости изоляции КЛ 6(10) кВ и параметров частичных разрядов с током нагрузки в рабочем и аварийном режимах работы 82
2.7 Методика оценки роли эксплуатационного персонала при проведении монтажных и ремонтных работ на кабельных линиях 84
2.8 Исследование изменения состояния изоляции кабелей в звене «КЛ – грунтово-метеорологические параметры»
2.8.1 Методика оценки статистической зависимости пробоев изоляции КЛ с учётом влияния грунтово-метеорологических параметров и территории эксплуатации 89
2.8.2 Экспериментальная оценка изменения температурного режима и уровня изоляции КЛ 6(10) кВ, проложенных на разной глубине 96
2.8.3 Исследование динамики изменения сопротивления изоляции, токов утечки и интенсивности частичных разрядов в изоляции КЛ 6(10) кВ в различных режимах работы с учётом грунтово-метеорологических параметров 99
2.9 Экспериментальная оценка влияния на диэлектрические свойства изоляции испытаний КЛ 6(10) кВ повышенным напряжением выпрямленного тока 107
2.10 Выводы по главе 2 110
ГЛАВА 3 Теоретическое и экспериментальное исследование влияния магнитной составляющей электромагнитного поля кабеля на состояние изоляции .
3.1 Оценка распределения электромагнитного поля кабеля 6(10) кВ в рабочих и аварийных режимах распределительной сети 114
3.2 Исследование влияния на изоляцию КЛ 6(10) кВ механических
воздействий от электродинамических усилий в рабочих и аварийных режимах 123
3.2.1 Характер электродинамического воздействия механических усилий
в изоляции кабеля в рабочих и аварийных режимах работы 124
3.2.2 Методика сравнительной оценки влияния на ресурс изоляции кабеля 6(10) кВ механических напряжений, обусловленных электродинамическими усилиями в рабочих и аварийных режимах работы 129
3.2.3 Исследование зависимостей диссипативных характеристик изоляции кабелей от температуры и частоты механического электродинамического воздействия 134
3.2.4 Оценка несимметричного изменения механических свойств фазной бумажной пропитанной изоляции трёхжильного кабеля в условиях эксплуатации ... 143
3.2.5 Сравнительная оценка влияния на изоляцию кабеля 6(10) кВ механического действия электродинамических усилий в рабочих и аварийных режимах работы 146
3.3 Исследование влияния электромагнитного поля кабеля на процесс коррозии защитных металлических оболочек 149
3.3.1 Методика исследования процесса коррозии защитных алюминиевых оболочек кабелей 6(10) кВ от воздействия электрического и магнитного полей 150
3.3.2 Оценка изменения процесса коррозии защитных алюминиевых оболочек кабелей 6(10) кВ от воздействия электрического и магнитного полей 156
3.3.3 Исследование условий массопереноса вблизи поверхности оболочки кабеля в процессе коррозии под влиянием электромагнитного поля 166
3.4 Влияние электрического и магнитного полей кабеля 6(10) кВ на интенсивность частичных разрядов в изоляции при различных режимах эксплуатации 172
3.4.1 Метод и экспериментальные установки для исследования влияния электрического и магнитного полей на интенсивность частичных разрядов в изоляции кабельных линий 174
3.4.2 Исследование влияния магнитного поля кабеля на интенсивность частичных разрядов на примере действующих КЛ предприятия МУП «НМПЭС» г. Нефтекамска 179
3.4.3 Методика исследования влияния магнитного поля на интенсивность ЧР и тангенс угла диэлектрических потерь на примере КЛ в лабораторных условиях 181
3.4.4 Исследование влияния магнитного поля на интенсивность частичных разрядов на примере модели слоистой изоляции, имитирующей изоляцию кабеля.. 191
3.4.5 Исследование влияния магнитного поля на интенсивность частичных разрядов в моделях, имитирующих воздушное включение 199
3.4.6 Оценка влияния магнитного поля на пробой воздушного промежутка, 204 моделирующего область с частичными разрядами в изоляции кабеля
3.4.7 Математическая модель оценки влияния магнитного поля на параметры
ЧР и пробой образцов бумажной пропитанной изоляции 210
3.5 Выводы по главе 3 230
ГЛАВА 4 Прогнозирование повреждаемости кл 6(10) кв для оценки надёжности и безопасности их эксплуатации как объекта городских электрических сетей .
4.1 Методика и математическая модель прогнозирования повреждаемости изоляции кабельных линий 6(10) кВ по ретроспективным данным .
4.2 Модуль математической модели вероятностного прогноза повреждаемости КЛ по оценке роли человеческого фактора с элементами нечёткой логики
4.3 Исследование распределения электромагнитного поля КЛ 6(10) кВ с позиции безопасности их эксплуатации для человека и оценки режимов их работы
4.4 Оценка возможности диагностирования однофазных замыканий в кабельной сети 6(10) кВ по изменению параметров ЧР и распределения электромагнитного поля
4.5 Анализ опасных ситуаций при пробое изоляции КЛ 6(10) кВ по оценке зависимостей напряжения шага от глубины прокладки, удельного сопротивления грунта с учётом заземлителей
4.6 Выводы по главе 4 .
ГЛАВА 5 Повышение эксплуатационной надёжности и безопасности работы кабельных линий 6(10) кв путём 271 оптимизации уставок релейной защиты и автоматики .
5.1 Оценка существующих методик выбора уставок устройств РЗиА в городских электрических сетях по критерию воздействия на изоляцию КЛ 6(10) кВ 271
5.2 Экспериментальная оценка влияния токов КЗ (термических и электродинамических импульсов) на диэлектрические свойства бумажной пропитанной изоляции кабеля 278
5.3 Методика выбора уставок релейной защиты и зонное автоматическое
повторное включение в кабельной сети 6(10) кВ для ресурсосбережения изоляции и улучшения безопасности эксплуатации 281
5.4 Методика оценки селективности работы устройств РЗиА с учётом безопасности эксплуатации и повышения долговечности изоляции КЛ 6(10) кВ 296
5.5 Математическая модель и алгоритм решения задачи оптимизации в комплексе «КЛ – граф схемы сети – уставки и селективность РЗиА» по критерию повышения эксплуатационной надёжности (ресурсосбережения изоляции) 303
5.6 Оценка ресурсосберегающего эффекта для изоляции кабелей при применении разработанного метода выбора уставок релейной защиты и автоматики 313
5.7 Выводы по главе 5 325
Заключение 327
Cписок литературы
