Розрахункова модель визначення комплексного опору силових високовольтних одножильних кабелів з полімерною ізоляцією

Abstract

Запропонована чисельна розрахункова модель визначення активного опору та індуктивності струмопровідної жили й металевого екрану силових одножильних кабелів коаксіальної конструкції з урахуванням поверхневого ефекту та ефекту близькості в широкому діапазоні частоти. Виконано в залежності від частоти порівняння коефіцієнтів нерівномірності розподілу струму по перетину струмопровідної жили кабелю. Показано, що збільшення товщини мідного екрану призводить до збільшення коефіцієнта нерівномірності розподілу струму по перерізу екрану та активного опору кабелю для частоти 100 кГц при незмінному перерізі струмопровідної жили. Розроблена модель є основою для визначення характеристичного імпедансу силових високовольтних одножильних кабелів в широкому діапазоні частоти, необхідного для встановлення адекватних критеріїв оцінки параметрів високочастотних впливів, критичних для зшитої поліетиленової ізоляції.

The wave parameters of power cables with polymer insulation differ significantly from the parameters of overhead lines and power transformers. As a result, there are more and more objects in electrical networks for which the occurrence of complex multi frequency transients, accompanied by dangerous overvoltages, should be expected. Purpose. To develop a computational model of the complex impedance of high-voltage single-core power cables of coaxial design required to determine the frequency dependencies of the active resistance and inductance of the conductive core and metal shield, taking into account the surface effect and proximity effect. Methodology. The method is based on solving a system of linear algebraic Kirchhoff equations (SLAE) for magnetically coupled contours. SLAE can be used to calculate conduc-tors taking into account the skin effect and proximity effect. Practical value.The developed model is the basis for determining the characteristic impedance of high-voltage single-core power cables in a wide range of frequencies required to establish adequate criteria for evaluating the parameters of high-frequency effects critical for cross linked polyethylene insulation.