РОЗПОДІЛЕННЯ ЕЛЕКТРОСТАТИЧНОГО ПОЛЯ У НЕЕКРАНОВАНИХ СИЛОВИХ КАБЕЛЯХ З РІЗНОЮ КОНФІГУРАЦІЄЮ СТРУМОПРОВІДНИХ ЖИЛ
Introduction. Nuclear energy is an undeniable component of green energy and makes a significant contribution to achieving sustainable development goals and increasing the country's energy security. It is a reliable and predictable source of electricity for up to 60 years with an average cost of...
Gespeichert in:
| Datum: | 2025 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут електродинаміки НАН України, Київ
2025
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1695 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Technical Electrodynamics |
Institution
Technical Electrodynamics| id |
oai:ojs2.ted.new-point.com.ua:article-1695 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Technical Electrodynamics |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-07-02T10:22:16Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
атомні електричні станції класифікація критерії та вимоги до кабелів АЕС силові неекрановані кабелі турбінного відсіку секторні струмопровідні жили електростатичне поле ізоляційні проміжки електрична ємність |
| spellingShingle |
атомні електричні станції класифікація критерії та вимоги до кабелів АЕС силові неекрановані кабелі турбінного відсіку секторні струмопровідні жили електростатичне поле ізоляційні проміжки електрична ємність Безпрозванних, Г.В. Гонтар, Ю.Г. Пушкар, І.А. РОЗПОДІЛЕННЯ ЕЛЕКТРОСТАТИЧНОГО ПОЛЯ У НЕЕКРАНОВАНИХ СИЛОВИХ КАБЕЛЯХ З РІЗНОЮ КОНФІГУРАЦІЄЮ СТРУМОПРОВІДНИХ ЖИЛ |
| topic_facet |
nuclear power plants classification criteria and requirements for NPP cables power unshielded cables of the turbine compartment sector conductive cores electrostatic field insulating gaps electrical capacitance атомні електричні станції класифікація критерії та вимоги до кабелів АЕС силові неекрановані кабелі турбінного відсіку секторні струмопровідні жили електростатичне поле ізоляційні проміжки електрична ємність |
| format |
Article |
| author |
Безпрозванних, Г.В. Гонтар, Ю.Г. Пушкар, І.А. |
| author_facet |
Безпрозванних, Г.В. Гонтар, Ю.Г. Пушкар, І.А. |
| author_sort |
Безпрозванних, Г.В. |
| title |
РОЗПОДІЛЕННЯ ЕЛЕКТРОСТАТИЧНОГО ПОЛЯ У НЕЕКРАНОВАНИХ СИЛОВИХ КАБЕЛЯХ З РІЗНОЮ КОНФІГУРАЦІЄЮ СТРУМОПРОВІДНИХ ЖИЛ |
| title_short |
РОЗПОДІЛЕННЯ ЕЛЕКТРОСТАТИЧНОГО ПОЛЯ У НЕЕКРАНОВАНИХ СИЛОВИХ КАБЕЛЯХ З РІЗНОЮ КОНФІГУРАЦІЄЮ СТРУМОПРОВІДНИХ ЖИЛ |
| title_full |
РОЗПОДІЛЕННЯ ЕЛЕКТРОСТАТИЧНОГО ПОЛЯ У НЕЕКРАНОВАНИХ СИЛОВИХ КАБЕЛЯХ З РІЗНОЮ КОНФІГУРАЦІЄЮ СТРУМОПРОВІДНИХ ЖИЛ |
| title_fullStr |
РОЗПОДІЛЕННЯ ЕЛЕКТРОСТАТИЧНОГО ПОЛЯ У НЕЕКРАНОВАНИХ СИЛОВИХ КАБЕЛЯХ З РІЗНОЮ КОНФІГУРАЦІЄЮ СТРУМОПРОВІДНИХ ЖИЛ |
| title_full_unstemmed |
РОЗПОДІЛЕННЯ ЕЛЕКТРОСТАТИЧНОГО ПОЛЯ У НЕЕКРАНОВАНИХ СИЛОВИХ КАБЕЛЯХ З РІЗНОЮ КОНФІГУРАЦІЄЮ СТРУМОПРОВІДНИХ ЖИЛ |
| title_sort |
розподілення електростатичного поля у неекранованих силових кабелях з різною конфігурацією струмопровідних жил |
| title_alt |
ELECTROSTATIC FIELD IN UNSHIELDED POWER CABLES WITH DIFFERENT CONFIGURATIONS OF CORE |
| description |
Introduction. Nuclear energy is an undeniable component of green energy and makes a significant contribution to achieving sustainable development goals and increasing the country's energy security. It is a reliable and predictable source of electricity for up to 60 years with an average cost of energy produced of 0.4 euros/kWh. Problem. Nuclear power plants consist of different zones that differ in ambient temperature, radiation level, and requirements for testing resistance to accidents. Cables for nuclear power plants are constantly exposed to difficult conditions throughout their entire service life and must provide reliable power supply, meet environmental safety and economic efficiency requirements. The introduction of modern innovative polymer compositions requires a comprehensive analysis of the influence of electrical insulation on the electrical parameters of cables of various designs at the stage of their design and production to ensure a high level of operational functionality at nuclear power plants. The purpose of the work is to analyze the distribution of the electrostatic field around insulated conductive cores of various configurations with the determination of their electrical capacitance in unshielded power cables of local power supply systems of the turbine compartment of nuclear power plants. The methodology is based on determining the electric charge density by the secondary source method based on the Fredholm integral equations of the first and second kind in models of unshielded power cables with sector and round conductive cores. Scientific novelty. The distribution of the plane-parallel electrostatic field in unshielded power cables has been determined depending on the scheme of applying an electric potential (zero and non-zero, equal to 1000 V) to conductive cores of various configurations. It has been proven that in a power cable with cores of a uniform configuration, under the condition of creating a dipole spatial distribution of the electrostatic field, the electric capacitances between the cores have the largest values. The correctness of the obtained theoretical provisions has been experimentally confirmed, which is confirmed by the coincidence of the calculated values of the electric capacitance with the experimental values with a difference of 8.5%. Practical significance. The electric field strength on the surface of the electrical insulation of the cores has been determined depending on the inspection scheme when applying the working and increased test voltage. It is proposed to fill the interphase space with a dielectric material with a dielectric permittivity ε1=2.0 to reduce the electrostatic field strength by 2 times in the air gaps at the technological stage of cable manufacturing. The presented methodology for determining the spatial distribution of the electrostatic field around insulated conductive cores of various configurations can be used to estimate the values of the electrical capacitance of insulating gaps as reference for controlling cables at the technological stage of manufacturing during acceptance tests and in operational conditions. References 27, figures. 7. |
| publisher |
Інститут електродинаміки НАН України, Київ |
| publishDate |
2025 |
| url |
https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1695 |
| work_keys_str_mv |
AT bezprozvannihgv electrostaticfieldinunshieldedpowercableswithdifferentconfigurationsofcore AT gontarûg electrostaticfieldinunshieldedpowercableswithdifferentconfigurationsofcore AT puškaría electrostaticfieldinunshieldedpowercableswithdifferentconfigurationsofcore AT bezprozvannihgv rozpodílennâelektrostatičnogopolâuneekranovanihsilovihkabelâhzríznoûkonfíguracíêûstrumoprovídnihžil AT gontarûg rozpodílennâelektrostatičnogopolâuneekranovanihsilovihkabelâhzríznoûkonfíguracíêûstrumoprovídnihžil AT puškaría rozpodílennâelektrostatičnogopolâuneekranovanihsilovihkabelâhzríznoûkonfíguracíêûstrumoprovídnihžil |
| first_indexed |
2025-09-24T17:40:24Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:40:24Z |
| _version_ |
1844167966408572928 |
| spelling |
oai:ojs2.ted.new-point.com.ua:article-16952025-07-02T10:22:16Z ELECTROSTATIC FIELD IN UNSHIELDED POWER CABLES WITH DIFFERENT CONFIGURATIONS OF CORE РОЗПОДІЛЕННЯ ЕЛЕКТРОСТАТИЧНОГО ПОЛЯ У НЕЕКРАНОВАНИХ СИЛОВИХ КАБЕЛЯХ З РІЗНОЮ КОНФІГУРАЦІЄЮ СТРУМОПРОВІДНИХ ЖИЛ Безпрозванних, Г.В. Гонтар, Ю.Г. Пушкар, І.А. nuclear power plants classification criteria and requirements for NPP cables power unshielded cables of the turbine compartment sector conductive cores electrostatic field insulating gaps electrical capacitance атомні електричні станції класифікація критерії та вимоги до кабелів АЕС силові неекрановані кабелі турбінного відсіку секторні струмопровідні жили електростатичне поле ізоляційні проміжки електрична ємність Introduction. Nuclear energy is an undeniable component of green energy and makes a significant contribution to achieving sustainable development goals and increasing the country's energy security. It is a reliable and predictable source of electricity for up to 60 years with an average cost of energy produced of 0.4 euros/kWh. Problem. Nuclear power plants consist of different zones that differ in ambient temperature, radiation level, and requirements for testing resistance to accidents. Cables for nuclear power plants are constantly exposed to difficult conditions throughout their entire service life and must provide reliable power supply, meet environmental safety and economic efficiency requirements. The introduction of modern innovative polymer compositions requires a comprehensive analysis of the influence of electrical insulation on the electrical parameters of cables of various designs at the stage of their design and production to ensure a high level of operational functionality at nuclear power plants. The purpose of the work is to analyze the distribution of the electrostatic field around insulated conductive cores of various configurations with the determination of their electrical capacitance in unshielded power cables of local power supply systems of the turbine compartment of nuclear power plants. The methodology is based on determining the electric charge density by the secondary source method based on the Fredholm integral equations of the first and second kind in models of unshielded power cables with sector and round conductive cores. Scientific novelty. The distribution of the plane-parallel electrostatic field in unshielded power cables has been determined depending on the scheme of applying an electric potential (zero and non-zero, equal to 1000 V) to conductive cores of various configurations. It has been proven that in a power cable with cores of a uniform configuration, under the condition of creating a dipole spatial distribution of the electrostatic field, the electric capacitances between the cores have the largest values. The correctness of the obtained theoretical provisions has been experimentally confirmed, which is confirmed by the coincidence of the calculated values of the electric capacitance with the experimental values with a difference of 8.5%. Practical significance. The electric field strength on the surface of the electrical insulation of the cores has been determined depending on the inspection scheme when applying the working and increased test voltage. It is proposed to fill the interphase space with a dielectric material with a dielectric permittivity ε1=2.0 to reduce the electrostatic field strength by 2 times in the air gaps at the technological stage of cable manufacturing. The presented methodology for determining the spatial distribution of the electrostatic field around insulated conductive cores of various configurations can be used to estimate the values of the electrical capacitance of insulating gaps as reference for controlling cables at the technological stage of manufacturing during acceptance tests and in operational conditions. References 27, figures. 7. Вступ. Атомна енергетика є незаперечним компонентом у складі зеленої енергетики і визначає вагомий внесок у досягнення цілей сталого розвитку та підвищення енергетичної безпеки країни. Це надійне та передбачуване прогнозоване джерело електроенергії до 60 років з середньою вартістю виробленої енергії 0,4 євро/кВт∙год. Проблема. Атомні електростанції складаються з різних зон, які відрізняються температурою навколишнього середовища, рівнем радіації, вимогами щодо перевірки стійкості до аварій. Кабелі для атомних електричних станцій знаходяться під постійним впливом складних умов протягом усього терміну експлуатації і повинні забезпечувати надійне енергопостачання, відповідати вимогам екологічної безпеки та економічній ефек-тивності. Впровадження сучасних інноваційних полімерних композицій потребує всебічного аналізу впливу електричної ізоляції на електричні параметри кабелів різного конструктивного виконання на стадії їх проєктування та виробництва щодо забезпечення високого рівня експлуатаційної функціональності на АЕС. Мета роботи полягає в аналізі розподілення електростатичного поля навколо ізольованих струмопровідних жил різної конфігурації з визначенням їх електричної ємності у силових неекранованих кабелях систем локального живлення турбінного відсіку атомних електричних станцій. Методика ґрунтується на визначенні густини електричного заряду методом вторинних джерел на підставі інтегральних рівнянь Фредгольма першого та другого роду в моделях неекранованих силових кабелів з секторними та круглими струмопро-відними жилами. Наукова новизна. Визначено розподілення плоско-паралельного електростатичного поля в неекранованих силових кабелях в залежності від схеми прикладання електричного потенціалу (нульового і ненульового, рівного 1000 В) до струмопровідних жил різної конфігурації. Доведено, що у силовому кабелі з жилами однакової конфігурації за умови створення дипольного розподілення електростатичного поля електричні ємності між жилами мають найбільші значення. Експериментально підтверджено коректність отриманих теоретичних положень, що узгоджується співпадінням розрахункових значень електричної ємності з експериментальними значеннями з різницею у 8,5%. Практична значимість. Визначено напру-женість електричного поля на поверхні електричної ізоляції жил в залежності від схеми обстеження під час прикладання робочої та підвищеної випробувальної напруги. Задля зменшення напруженості електроста-тичного поля у 2 рази в повітряних проміжках запропоновано заповнення міжфазного простору діелектричним матеріалом з діелектричною проникністю ε1=2,0 на технологічній стадії виготовлення кабелів. Представлена методологія визначення розподілу електростатичного поля навколо ізольованих струмо-провідних жил різної конфігурації може використовуватися для оцінки електричної ємності ізоляційних проміжків як довідкової для контролю кабелів на технологічній стадії виготовлення під час приймальних випробувань і в експлуатаційних умовах. Бібл. 27, рис. 7. Інститут електродинаміки НАН України, Київ 2025-06-30 Article Article application/pdf https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1695 10.15407/techned2025.04.029 Tekhnichna Elektrodynamika; No. 4 (2025): TEKHNICHNA ELEKTRODYNAMIKA; 029 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; № 4 (2025): ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; 029 2218-1903 1607-7970 10.15407/techned2025.04 uk https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1695/1535 Авторське право (c) 2025 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |