Особенности локальных усилений электрического поля проводящими включениями в нелинейной полимерной изоляции

Abstract

Исследованы особенности математического моделирования и анализа возмущений электрического поля (ЭП) в полиэтиленовой изоляции возле водных микровключений и триингов при учете ее нелинейных характеристик. Учитывалось, что миграционная поляризация изоляции в сильном ЭП на границе с водными микродефектами может вызывать накопление объемного заряда, достаточного для увеличения напряженности поля до значений, при которых диэлектрическая проницаемость и удельная проводимость изоляции изменяются на несколько порядков и являются функциями напряженности ЭП. Исследованы закономерности изменения максимальных значений напряженности низкочастотного синусоидального ЭП и плотности полного тока в полиэтиленовой изоляции от характерных размеров и формы ее водных включений. Выполнено сравнение результатов с аналогичными расчетами в линейных диэлектриках.

Досліджено особливості математичного моделювання та аналізу збурень електричного поля (ЕП) в поліетиленовій ізоляції біля водних мікровключень і триїнгів при врахуванні її нелінійних характеристик. Враховувалося, що міграційна поляризація ізоляції в сильному ЕП на границі з водними мікродефектами може викликати накопичення об'ємного заряду, достатнього для збільшення напруженості поля до значень, при яких діелектрична проникність і питома провідність ізоляції змінюються на декілька порядків і є функціями напруженості ЕП. Досліджено закономірності зміни максимальних значень напруженості низькочастотного синусоїдального ЕП і густини повного струму в поліетиленовій ізоляції від характерних розмірів і форми її водних включень і виконано порівняння результатів з аналогічними розрахунками в лінійних діелектриках.

The features of the mathematical modeling and analysis of the electric field (EF) distortion in the polyethylene insulation near the water micro-inclusions and micro-treeing taking into account its non-linear characteristics were studied. It was taken into consideration that the insulation interlayer polarization in a strong EF on the boundary with water micro-defects can cause volume charge accumulation that is sufficient for increase the field strength to values under which the dielectric permittivity and specific conductivity of insulation change in several orders, and they are the functions of EF strength. The regularities of changes of the maximal value of low-frequency sinusoidal EF strength and the total current density in polyethylene insulation depending on the characteristic sizes and shapes of its water inclusions have been studied as well as the results were compared with similar calculations in linear dielectrics.