ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ СКОРОСТИ РОСТА ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ В СУДОВЫХ КАБЕЛЯХ С ПОПЕРЕЧНО-СШИТОЙ ПОЛИЭТИЛЕНОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКИХ ИЗГИБАХ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы обусловлена необходимостью разработки методов ранней диагностики судовых кабельных линий, позволяющих прогнозировать их остаточный ресурс без остановки судна и разборки кабельных трасс. Цель настоящей работы — экспериментально исследовать влияние температуры и циклических изгибов на скорость роста частичных разрядов в судовых кабелях с XLPE-изоляцией и на этой основе предложить критерии оценки их технического состояния [1].

1. ОСОБЕННОСТИ ДЕГРАДАЦИИ XLPE-ИЗОЛЯЦИИ В СУДОВЫХ УСЛОВИЯХ

Сшитый полиэтилен представляет собой полимер с пространственной сетчатой структурой, образованной поперечными химическими связями между молекулярными цепями. Эта структура обеспечивает материалу высокую термическую стабильность и механическую прочность. Длительно допустимая температура эксплуатации для XLPE-изоляции составляет 90 °C, при кратковременных перегрузках допускается нагрев до 250 °C [2].

2. МЕТОДИКА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА КАБЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ ПАРАМЕТРОВ ЧР

Этап 1. Базовые измерения. Для каждого типа кабеля на судне определяются исходные параметры частичных разрядов при номинальном рабочем напряжении: амплитуда (пКл), частота следования (Гц) и интегральная мощность (Вт). Измерения выполняются в наиболее характерных точках кабельной трассы — в местах возможных изгибов, вблизи нагревающихся элементов, в зонах с повышенной вибрацией.

Этап 2. Температурная коррекция. Поскольку параметры ЧР зависят от температуры изоляции, вводится температурный коэффициент, позволяющий приводить результаты измерений к базовой температуре (30 °C). На основе экспериментальных данных получены значения температурных коэффициентов: для диапазона 30–50 °C коэффициент роста скорости ЧР составляет 0,5 на каждый °C превышения над 30 °C; для диапазона 50–70 °C — 1,2 на каждый °C; для 70–90 °C — 2,0 на каждый °C. Эти значения позволяют пересчитывать измеренные параметры к стандартным условиям для корректного сравнения [3].

3. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ СУДОВОГО ПЕРСОНАЛА

Для внедрения предлагаемой методики в практику судовой эксплуатации разработаны следующие рекомендации.

Оборудование. Для контроля частичных разрядов рекомендуется использовать портативные измерители ЧР с ВЧ-датчиками, позволяющие выполнять измерения без отключения кабеля. Оптимальным является использование приборов, обеспечивающих регистрацию как амплитуды, так и частоты следования импульсов, что позволяет оценивать не только интенсивность, но и динамику процесса [4].

Профилактические меры. При обнаружении предупредительных значений ЧР рекомендуется:

• Усилить вентиляцию в зоне кабельной трассы для снижения температуры.
• Ослабить или перераспределить стяжки и крепления кабеля для уменьшения механических напряжений.
• Провести визуальный осмотр изоляции в доступных местах.
• Увеличить частоту контроля до 1 раза в месяц.

ВЫВОДЫ

Рекомендуется включить контроль частичных разрядов в состав обязательных мероприятий по техническому обслуживанию судовых электроэнергетических систем, особенно для судов, эксплуатирующихся в условиях повышенных температур и интенсивных механических нагрузок.