Введение
Глава 1. Анализ эффективности эксплуатции кабельных линий на современном этапе 16
1.1. Краткая характеристика кабельных сетей исследуемых предприятий 16
1.2. Организация эксплуатации кабельных линий на примере Кемеровской городской электрической сети 21
1.2.1. Анализ статистических данных третьего сетевого района г. Кемерово 22
1.2.2. Анализ отказов кабельных линий в Кемеровской городской электрической сети 24
1.3. Повреждаемость кабельных линий в ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» 30
1.4. Исследование повреждаемости кабельных линий в КО АО
«Азот» и на Макеевском металлургическом заводе 41
1.4.1. Анализ отказов кабельных линий в КО АО «Азот» 41
1.4.2. Эксплуатационные закономерности изменения тока утечки и сопротивления изоляции кабельных линий 45
1.4.3. Исследование и определение периодичности испытаний кабельных линий в КО АО «Азот» и на Макеевском металлургическом заводе 1.5. Повреждаемость кабельных линий в Новомосковской акционерной компании «Азот» 57
1.6. Анализ отказов кабельных линий в ОАО «ЗСМК» 62
1.7. Выводы по главе 1 72
Глава 2. Анализ методов контроля изоляции кабельных линий 74
2.1. Дефекты кабельной изоляции и виды ее пробоя 76
2.1.1. Краткие сведения о кабельной изоляции з
2.1.2. Классификация дефектов и причин, вызывающих их возникновение в кабельных линиях 80
2.1.3. Виды пробоя кабельной изоляции 86
2.2. Методы разрушающего контроля 92
2.2.1. Методы контроля с отключением кабельных линий 94
2.2.1.1. Испытание повышенным напряжением промышленной частоты 94
2.2.1.2. Испытание силовых кабелей импульсным напряжением 95
2.2.1.3. Испытание кабельных линий повышенным напряжением выпрямленного тока 99
2.2.1.4. Испытание кабелей повышенным напряжением выпрямленного тока по двухполярной схеме 104
2.2.1.5. Испытание на постоянно-переменном токе 105
2.2.2. Испытания без отключения кабельных линий от сети 106
2.2.2.1. Испытание под рабочим напряжением 106
2.2.2.2. Метод замыкания фазы на землю 109
2.2.2.3. Метод искусственно созданных перенапряжений 109
2.3. Неразрушающие методы контроля ПО
2.3.1. Измерение сопротивления изоляции ПО
2.3.2. Измерение коэффициента абсорбции 116
2.3.3. Контроль состояния изоляции по значению емкости 117
2.3.4. Измерение тангенса угла диэлектрических потерь 119
2.3.5. Контроль изоляции по интенсивности частичных разрядов 120
2.3.6. Тепловизионный метод контроля 126
2.3.7. Метод измерения и анализа возвратного напряжения 127
2.4. Выводы по главе 2 128
Глава 3. Разработка метода неразрушающего контроля изоляции кабельных линий 129
3.1. Рефлектометрический метод 129
3.1.1. Метод импульсной рефлектометрии 130
3.1.2. Метод высокочастотной рефлектометрии 140
3.2. Выводы по главе 3 161
Глава 4. Разработка оптимальной модели профилактики кабельных линий с использованием метода высокочастотной рефлектометрии 162
4.1. Модель профилактики с использованием испытаний повышенным напряжением выпрямленного тока 163
4.1.1. Анализ существующих методик по выбору уровня испытательного напряжения 164
4.1.2. Определение уровня испытательного напряжения на основе технико-экономических показателей 167
4.1.3. Анализ существующих методик определения периодичности испытаний 170
4.1.4. Определение периодичности испытаний по изменению прогнозирующего параметра 182
4.1.4.1. Выбор прогнозирующего параметра 185
4.1.5 Модель оптимальной профилактики кабельных линий на основе метода высокочастотной рефлектометрии 187
4.1.5.1. Определение критического значения емкости локального дефекта изоляции кабеля 198
4.3. Модель профилактики кабелей, эксплуатируемых в увлажненной среде с прерывистым циклом работы 202
4.4. Выводы по главе 4 207
Глава 5. Анализ повреждаемости кабельных муфт и способы повышения их надежности 211
5.1. Повреждения концевых муфт и методы выравнивания электрического поля на конце кабеля 211
5.1.1. Способы регулирования электрического поля в изоляции муфт 216
5.2. Анализ кабельных муфт, применяемых в электрических сетях промышленных предприятий и городов 222
5.3. Анализ методов расчета электромагнитных полей в кабельных муфтах 229
5.3.1. Цели расчета электрических полей 229
5.4. Методы натурного моделирования электрических полей 233
5.4.1. Особенности моделирующих устройств 233
5.4.2. Модели на основе проводящей бумаги 235
5.4.3. Сеточные модели 235
5.4.4. Модели на основе жидких проводящих сред 236
5.4.5. Численные методы расчета электрических полей 237
5.4.5.1. Метод конечных разностей 239
5.4.5.2 Вариационные методы 242
5.4.5.3. Метод интегральных уравнений 243
5.4.5.4. Метод эквивалентных зарядов 247
5.4.5.5. Методы конечных элементов
5.5. Выбор расчетного метода 251
5.6. Методы Галёркина
5.6.1. Конечноэлементная аппроксимация 254
5.6.2. Проекционная формулировка конечноэлементных методов 260
5.6.2.1. Метод Галёркина с конечными элементами 262
5.6.4. Применение метода Галёркина с конечными элементами к эллиптическому дифференциальному уравнению
в частных производных 264
5.7. Определение оптимальных размеров выравнивающего
конуса 267
5.7.1. Постановка задачи 267 5.7.2. Математическая модель электромагнитного поля в
концевой муфте 271
5.7.2.1. Квазистационарное приближение уравнений
электромагнитного поля 271
5.7.3. Постановка граничных условий в концевой муфте 275
5.8. Выводы по главе 5 291
Глава 6. Ранговый анализ техноценозов «кабельная сеть» промышленных предприятий и городов 292
6.1. Постановка задачи 292
6.2. Ранговый анализ техноценоза кабельная сеть 3-10 кВ ОАО «ЗСМК» 295
6.3. Прогнозирование отказов кабельных линий 6-10 кВ
в Кемеровской городской электрической сети 306
6.4. Выводы по главе 6 309
Заключение 313
Литература
