Кратковременная и длительная электрическая прочность огнестойких кабелей среднего напряжения
Ключевые слова:
огнестойкий кабель среднего напряжения, слюдоленты, сшитый полиэтилен, этиленпропиленовая резина, частичные разряды, кривая жизни, старение, тепловая устойчивость
Аннотация
Изоляция огнестойких кабелей среднего напряжения содержит слой, выполненный из слюдолент, и слой из экструдированного диэлектрика – сшитого полиэтилена или этиленпропиленовой резины. Первый подвержен электрическому старению под действием частичных разрядов, второй – термическому старению. В статье представлены данные по кратковременной электрической прочности кабелей, содержащих слюдоленты разной толщины, кривые жизни слюдоматериалов и кабельных макетов, результаты испытаний полномасштабных образцов разработанных авторами кабелей на стойкость к электрическому, термическому и комбинированному электротермическому старению. Выполнен анализ тепловой устойчивости огнестойкого кабеля среднего напряжения по завершении годичного цикла комбинированного старения. Показано, что «остаточный» запас тепловой устойчивости весьма значителен.
Литература
1. Гук Д.А. и др. Исследование электрической прочности и стойкости к старению огнестойких кабелей среднего напряжения. – Кабели и провода, 2023, № 6, с. 4–13.
2. Mouritz A.P., Gibson A.G. Fire Properties of Polymer Composite Materials. Dordrecht: Springer, 2006, 394 p.
3. Hull T.R., Kandola B.K. Fire Retardancy of Polymers: New Strategies and Mechanisms. Cambridge, UK: Royal Society of Chemistry (RSC), 2009, 433 p.
4. Wilkie C.A., Morgan A.B. Fire Retardancy of Polymeric Materials. Boca Raton, USA: Taylor & Francis, 2010, 823 p.
5. IEC 60243-1:2013. Electric Strength of Insulating Materials. Test Methods. Part 1: Tests at Power Frequencies, 2013, 53 p.
6. ГОСТ 6433.3-71. Материалы электроизоляционные твердые. Методы определения электрической прочности при переменном (частоты 50 Гц) и постоянном напряжении. М.: Издательство стандартов, 1994, 52 с.
7. Гук Д.А. и др. Сравнительный анализ электрических характеристик и стойкости к электрохимическому старению изоляционных систем кабелей среднего напряжения на основе этилпропиленовой резины и сшитого полиэтилена. – Кабели и провода, 2017, № 5(367), с. 4–10.
8. Пешков И.Б., Каменский М.К. Огнестойкие и не распространяющие горения кабели и провода. М.: ВИНИТИ, 1987, 92 с.
9. Булычёв Д.А. и др. К вопросу создания усовершенствованных огнестойких кабелей среднего напряжения и методов их испытаний. – Электричество, 2021, № 10, с. 11–21.
10. Куимов И.Е., Серебрянников С.В. Производство электроизоляционных материалов в России. – Электричество, 2022, № 10, с. 54–58.
11. Горшков П.Н. Основы техники кабелей сильного тока. Ч. 1. Л.: Ленинградский индустриальный институт, 1935, 269 с.
12. Грейсух М.А. и др. Бумажно-масляная изоляция в высоковольтных конструкциях. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963, 299 с.
13. Emanneli L. High Voltage Cable. London: Chapman and Hall Ltd, 1929, 107 p.
14. Dissado L.A., Fothergill J.C. Electrical Degradation and Breakdown in Polymers. London: Peter Pereqrinus Ltd, 1992, 601 p.
15. Койков С.Н., Цикин А.Н. Электрическое старение твердых диэлектриков. Л.: Энергия, 1966, 186 с.
16. Shuvalov M., Ovsienko V. Investigation of the Life Curve for High Voltage Cable Insulation. – 8th International Conference on Insulated Power Cables, 2011, vol. 2: E.7.2.4, pр. 651–653.
17. Ушаков В.Я. Изоляция установок высокого напряжения. М.: Энергоатомиздат, 1994, 496 с.
18. ГОСТ 34834-2022. Кабели силовые с экструдированной изоляцией на номинальное напряжение от 6 до 35 кВ включительно. Общие технические условия. М.: Российский институт стандартизации, 2022, 48 с.
19. Кучинский Г.С. Частичные разряды в высоковольтных конструкциях. Л.: Энергия, 1979, 224 с.
20. Крючков А.А. и др. Сравнительные исследования теплового старения пероксидно-сшиваемых полиэтиленов для изолирования кабелей среднего напряжения. – Кабели и провода, 2017, № 6 (368), с. 3–11.
#
1. Guk D.А. et al. Kabeli i provoda – in Russ. (Cables and Wires), 2023, No. 6, pp. 4–13.
2. Mouritz A.P., Gibson A.G. Fire Properties of Polymer Composite Materials. Dordrecht: Springer, 2006, 394 p.
3. Hull T.R., Kandola B.K. Fire Retardancy of Polymers: New Strategies and Mechanisms. Cambridge, UK: Royal Society of Chemistry (RSC), 2009, 433 p.
4. Wilkie C.A., Morgan A.B. Fire Retardancy of Polymeric Materials. Boca Raton, USA: Taylor & Francis, 2010, 823 p.
5. IEC 60243-1:2013. Electric Strength of Insulating Materials. Test Methods. Part 1: Tests at Power Frequencies, 2013, 53 p.
6. GОSТ 6433.3-71. Materialy elektroizolyatsionnye tverdye. Metody opredeleniya elektricheskoy prochnosti pri peremennom (chastoty 50 Gts) i postoyannom napryazhenii (Solid Electrical Insulating Materials. Methods for Evaluation of Electrical Strength at A.C. Voltage at Power (50 Hz) Frequency and D.C. Voltage). M.: Izdatel'stvo standartov, 1994, 52 p.
7. Guk D.А. et al. Kabeli i provoda – in Russ. (Cables and Wires), 2017, No. 5(367), pp. 4–10.
8. Peshkov I.B., Kamenskiy M.K. Ognestoykie i ne rasprostranya-yushchie goreniya kabeli i provoda (Fire-Resistant and Non-Spreading Gorenje Cables and Wires). М.: VINITI, 1987, 92 p.
9. Bulychyov D.А. et al. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2021, No. 10, pp. 11–21.
10. Kuimov I.E., Serebryannikov S.V. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2022, No. 10, pp. 54–58.
11. Gorshkov P.N. Osnovy tekhniki kabeley sil'nogo toka (Fundamentals of High Current Cable Technology). Part 1. L.: Leningradskiy industrial'nyy institut, 1935, 269 p.
12. Greysuh М.А. et al. Bumazhno-maslyanaya izolyatsiya v vysokovol'tnyh konstruktsiyah (Paper-Oil Insulation in High-Voltage Structures). M.-L.: Gosenergoizdat, 1963, 299 p.
13. Emanneli L. High Voltage Cable. London: Chapman and Hall Ltd, 1929, 107 p.
14. Dissado L.A., Fothergill J.C. Electrical Degradation and Breakdown in Polymers. London: Peter Pereqrinus Ltd, 1992, 601 p.
15. Koykov S.N., Tsikin A.N. Elektricheskoe starenie tverdyh dielektrikov (Electrical Aging of Solid Dielectrics). L.: Energiya, 1966, 186 p.
16. Shuvalov M., Ovsienko V. Investigation of the Life Curve for High Voltage Cable Insulation. – 8th International Conference on Insulated Power Cables, 2011, vol. 2: E.7.2.4, pр. 651–653.
17. Ushakov V.Ya. Izolyatsiya ustanovok vysokogo napryazheniya (Isolation of High Voltage Installations). M.: Energoatomizdat, 1994, 496 p.
18. GОSТ 34834-2022. Kabeli silovye s ekstrudirovannoy izolyatsiey na nominal'noe napryazhenie ot 6 do 35 kV vklyuchitel'no. Obshchie tekhnicheskie usloviya (Power Cables with Extruded Insulation for Rated Voltages from 6 up to and Including 35 kV. General Specifications). M.: Rossiyskiy institut standartizatsii, 2022, 48 p.
19. Kuchinskiy G.S. Chastichnye razryady v vysokovol'tnyh konstruktsiyah (Partial DIscharges in High-Voltage Structures). L.: Energiya, 1979, 224 p.
20. Kryuchkov А.А. et al. Kabeli i provoda – in Russ. (Cables and Wires), 2017, No. 6 (368), pp. 3–11
2. Mouritz A.P., Gibson A.G. Fire Properties of Polymer Composite Materials. Dordrecht: Springer, 2006, 394 p.
3. Hull T.R., Kandola B.K. Fire Retardancy of Polymers: New Strategies and Mechanisms. Cambridge, UK: Royal Society of Chemistry (RSC), 2009, 433 p.
4. Wilkie C.A., Morgan A.B. Fire Retardancy of Polymeric Materials. Boca Raton, USA: Taylor & Francis, 2010, 823 p.
5. IEC 60243-1:2013. Electric Strength of Insulating Materials. Test Methods. Part 1: Tests at Power Frequencies, 2013, 53 p.
6. ГОСТ 6433.3-71. Материалы электроизоляционные твердые. Методы определения электрической прочности при переменном (частоты 50 Гц) и постоянном напряжении. М.: Издательство стандартов, 1994, 52 с.
7. Гук Д.А. и др. Сравнительный анализ электрических характеристик и стойкости к электрохимическому старению изоляционных систем кабелей среднего напряжения на основе этилпропиленовой резины и сшитого полиэтилена. – Кабели и провода, 2017, № 5(367), с. 4–10.
8. Пешков И.Б., Каменский М.К. Огнестойкие и не распространяющие горения кабели и провода. М.: ВИНИТИ, 1987, 92 с.
9. Булычёв Д.А. и др. К вопросу создания усовершенствованных огнестойких кабелей среднего напряжения и методов их испытаний. – Электричество, 2021, № 10, с. 11–21.
10. Куимов И.Е., Серебрянников С.В. Производство электроизоляционных материалов в России. – Электричество, 2022, № 10, с. 54–58.
11. Горшков П.Н. Основы техники кабелей сильного тока. Ч. 1. Л.: Ленинградский индустриальный институт, 1935, 269 с.
12. Грейсух М.А. и др. Бумажно-масляная изоляция в высоковольтных конструкциях. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963, 299 с.
13. Emanneli L. High Voltage Cable. London: Chapman and Hall Ltd, 1929, 107 p.
14. Dissado L.A., Fothergill J.C. Electrical Degradation and Breakdown in Polymers. London: Peter Pereqrinus Ltd, 1992, 601 p.
15. Койков С.Н., Цикин А.Н. Электрическое старение твердых диэлектриков. Л.: Энергия, 1966, 186 с.
16. Shuvalov M., Ovsienko V. Investigation of the Life Curve for High Voltage Cable Insulation. – 8th International Conference on Insulated Power Cables, 2011, vol. 2: E.7.2.4, pр. 651–653.
17. Ушаков В.Я. Изоляция установок высокого напряжения. М.: Энергоатомиздат, 1994, 496 с.
18. ГОСТ 34834-2022. Кабели силовые с экструдированной изоляцией на номинальное напряжение от 6 до 35 кВ включительно. Общие технические условия. М.: Российский институт стандартизации, 2022, 48 с.
19. Кучинский Г.С. Частичные разряды в высоковольтных конструкциях. Л.: Энергия, 1979, 224 с.
20. Крючков А.А. и др. Сравнительные исследования теплового старения пероксидно-сшиваемых полиэтиленов для изолирования кабелей среднего напряжения. – Кабели и провода, 2017, № 6 (368), с. 3–11.
#
1. Guk D.А. et al. Kabeli i provoda – in Russ. (Cables and Wires), 2023, No. 6, pp. 4–13.
2. Mouritz A.P., Gibson A.G. Fire Properties of Polymer Composite Materials. Dordrecht: Springer, 2006, 394 p.
3. Hull T.R., Kandola B.K. Fire Retardancy of Polymers: New Strategies and Mechanisms. Cambridge, UK: Royal Society of Chemistry (RSC), 2009, 433 p.
4. Wilkie C.A., Morgan A.B. Fire Retardancy of Polymeric Materials. Boca Raton, USA: Taylor & Francis, 2010, 823 p.
5. IEC 60243-1:2013. Electric Strength of Insulating Materials. Test Methods. Part 1: Tests at Power Frequencies, 2013, 53 p.
6. GОSТ 6433.3-71. Materialy elektroizolyatsionnye tverdye. Metody opredeleniya elektricheskoy prochnosti pri peremennom (chastoty 50 Gts) i postoyannom napryazhenii (Solid Electrical Insulating Materials. Methods for Evaluation of Electrical Strength at A.C. Voltage at Power (50 Hz) Frequency and D.C. Voltage). M.: Izdatel'stvo standartov, 1994, 52 p.
7. Guk D.А. et al. Kabeli i provoda – in Russ. (Cables and Wires), 2017, No. 5(367), pp. 4–10.
8. Peshkov I.B., Kamenskiy M.K. Ognestoykie i ne rasprostranya-yushchie goreniya kabeli i provoda (Fire-Resistant and Non-Spreading Gorenje Cables and Wires). М.: VINITI, 1987, 92 p.
9. Bulychyov D.А. et al. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2021, No. 10, pp. 11–21.
10. Kuimov I.E., Serebryannikov S.V. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2022, No. 10, pp. 54–58.
11. Gorshkov P.N. Osnovy tekhniki kabeley sil'nogo toka (Fundamentals of High Current Cable Technology). Part 1. L.: Leningradskiy industrial'nyy institut, 1935, 269 p.
12. Greysuh М.А. et al. Bumazhno-maslyanaya izolyatsiya v vysokovol'tnyh konstruktsiyah (Paper-Oil Insulation in High-Voltage Structures). M.-L.: Gosenergoizdat, 1963, 299 p.
13. Emanneli L. High Voltage Cable. London: Chapman and Hall Ltd, 1929, 107 p.
14. Dissado L.A., Fothergill J.C. Electrical Degradation and Breakdown in Polymers. London: Peter Pereqrinus Ltd, 1992, 601 p.
15. Koykov S.N., Tsikin A.N. Elektricheskoe starenie tverdyh dielektrikov (Electrical Aging of Solid Dielectrics). L.: Energiya, 1966, 186 p.
16. Shuvalov M., Ovsienko V. Investigation of the Life Curve for High Voltage Cable Insulation. – 8th International Conference on Insulated Power Cables, 2011, vol. 2: E.7.2.4, pр. 651–653.
17. Ushakov V.Ya. Izolyatsiya ustanovok vysokogo napryazheniya (Isolation of High Voltage Installations). M.: Energoatomizdat, 1994, 496 p.
18. GОSТ 34834-2022. Kabeli silovye s ekstrudirovannoy izolyatsiey na nominal'noe napryazhenie ot 6 do 35 kV vklyuchitel'no. Obshchie tekhnicheskie usloviya (Power Cables with Extruded Insulation for Rated Voltages from 6 up to and Including 35 kV. General Specifications). M.: Rossiyskiy institut standartizatsii, 2022, 48 p.
19. Kuchinskiy G.S. Chastichnye razryady v vysokovol'tnyh konstruktsiyah (Partial DIscharges in High-Voltage Structures). L.: Energiya, 1979, 224 p.
20. Kryuchkov А.А. et al. Kabeli i provoda – in Russ. (Cables and Wires), 2017, No. 6 (368), pp. 3–11
