ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА МНОГОМАСШТАБНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В ИЗОЛЯЦИИ СИЛОВОГО КАБЕЛЯ НА 330 кВ В АВАРИЙНОМ РЕЖИМЕ
The distributions of electric field in the cross-section of 330 kV cable with cross-linked polyethylene insulation in emergency operation are obtained by computer modeling. The modeling is carried out using Comsol and finite-element method. The approach of multi-scale modeling and concept of element...
Збережено в:
| Дата: | 2012 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Інститут електродинаміки НАН України, Київ
2012
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1380 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Technical Electrodynamics |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Technical Electrodynamics| _version_ | 1870204784142712832 |
|---|---|
| author | Кучерявая , И.Н. |
| author_facet | Кучерявая , И.Н. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "И.Н. Кучерявая ",
"institution": "Институт электродинамики НАН Украины, пр. Победы, 56, Киев-57, 03680, Украина"
}
] |
| author_sort | Кучерявая , И.Н. |
| baseUrl_str | https://techned.org.ua/index.php/techned/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-01-26T17:50:36Z |
| description | The distributions of electric field in the cross-section of 330 kV cable with cross-linked polyethylene insulation in emergency operation are obtained by computer modeling. The modeling is carried out using Comsol and finite-element method. The approach of multi-scale modeling and concept of elementary unit of structure are used. The computations and investigation are realized for different frequency of applied voltage and possible values of conductivity of semiconductive layers. References 10, figures 3. |
| first_indexed | 2026-06-16T01:25:36Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1607-7970. . . 2012. 4 13
621.315.2: 004.94
330
. , ,
,
. , 56, -57, 03680, .
-
330 . Comsol
. -
. -
. . 10, . 3.
: , , ,
, , .
. ,
–
330 . , " "
– 2000 2 220 330 [8]. -
330 -
" " -
[3].
,
, - [4]. -
, -
, ,
. -
-
, . ,
-
" " ( ), .
.
, .
, -
.
-
, .
, ,
. -
. [1], 2 ,
. [1]
110
, -
,
.
[9]
. , -
154 CB/HDPE c 20% -
3,16 10–7 ( )–1 40 1500 [6, 9].
© ., 2012
14 ISSN 1607-7970. . . 2012. 4
[6] -
" "
, , .
[10] -
.
330 , -
[3], -
-
. ( , ,
)
-
[10–12]. , 50 , -
. -
, .
, -
–
-
,
.
[5]. -
– -
–
~0,1 , ,
. -
. 1. , , , –
330 , ,
[2].
. -
. -
-
,
. , -
,
f .
, . 1, -
. -
( . 1)
[5]. -
, -
.
-
.
, -
. 1, . 2.
.
,
,
0[ ] 0r t
, (1)
( , )tr – ; – -
; r –
. 1
1
0,1
ISSN 1607-7970. . . 2012. 4 15
( ), 12
0 8,85 10 – .
, -
– , .
. 2. . -
: 0 . -
/ 0 (n – ). -
:
max( ) sin( )exp( / )U t U t t , (2)
maxU – , 330 max 330000 2 / 3U k , k – ,
(
( )U t . 2 ), 2 f – , – , -
, .
(1) -
E .
Comsol [7] .
. 2.
,
. 2 . .
. 330 ,
[3] 105 , – 34,8 , -
– 800 2,
– 150 2, -
– 23,5 , -
– 6 ,
– 42,8 , -
– 1,9 .
: -
1 =10–10 ( )–1,
1 2,3 , 2 =var,
2 2,3 .
f =50, 103, 105, 106 .
, -
(2), -
0,25
(T – ),
.
. 3
-
( ) |E|max ( -
) -
f : . 3, – 2 =10–5 ( )–1; . 3, –
2 =10–7 ( )–1; . 3, – 2 =10–9 ( )–1. , 2 10–5 ( )–1 -
, .
. ,
-
, , , .
. 2
0
0
n
0
n
)(tU
)(tU ,
t ,
0 x
y
16 ISSN 1607-7970. . . 2012. 4
. 3 ,
f =50 -
2 10–7 ( )–1, f =103 – 2 10–5 ( )–1. 2 10–9 ( )–1 -
. f =105 -
2 10–4 )–1.
. 4 -
f =106
2 =10–4 ( )–1 ( .
4, ) 2 =10–3 ( )–1 ( . 4, ). . 3, 4 , ,
10–3 ( )–1 ,
f 50 106 .
-
330
, .
,
1300 , -
. 3
103 105
|E|max= 14,7
f=50
50 103 105
|E|max= 17,7·
103 50 105
|E|max= 17,8
ISSN 1607-7970. . . 2012. 4 17
[6,9].
-
-
, -
-
.
. -
-
-
330 -
– 10–9–10–4 ( )–1.
.
, ( 50
105 )
. -
( ). -
.
,
, -
,
10–3 ( )–1.
1. ., ., .
// -
. – 2003. – 3. – . 44–47.
2. . -
330 // . . . . – 2011. – . 30. – . 29–34.
3. ., ., ., . 330 – -
// . – 2009. – 3. – . 16–21.
4. ., ., . -
. // . – 2005. – 1. – . 9–14.
5. ., . . – -
. – , 2011. – 256 .
6. ., ., ., ., ., .,
., .
// . . . "
". – 2006. – . 1. – . 96–105.
7. Comsol Multiphysics 3.3 – http://www.comsol.com
8. http://www.yuzhcable.com.ua/download/xlpe220_330.pdf
9. Lee K.-Y., Nam J.-C., Park D.-H., Park D.-H. Electrical and thermal properties of semiconductive shield for
154 kV power cable // Proceedings of 2005 International Symposium on Electrical Insulating Materials, 2005. –
ISEIM'2005, 5–9 June 2005. – Vol. 3. – p. 616–619.
10. Boyara M. Transient overvoltages in cable systems. – Part 2. Experiments on fast transients in cable sys-
tems // Master of Science Thesis. – Chalmers University of Technology. Department of electric power engineering. –
Goteborg, Sweden, 2007. – 137 p.
11. Gustavsen B., Mahseredjian J. Simulation of internal overvoltages on transmission lines by an extended
method of characteristics approach // IEEE Trans on Power Delivery. – June, 2007. – Vol. 22. – p. 1736–1742.
12. Paap G.C. Overvoltages in power transformers caused by no-load switching // IEEE Trans. on Power De-
livery. – January, 1995. – Vol. 10. – 1. – p. 301–307.
106
2 =10–4 ( )–1
106
2 =10–3 ( )–1
. 4
http://www.comsol.com/
http://www.yuzhcable.com.ua/download/xlpe220_330.pdf
18 ISSN 1607-7970. . . 2012. 4
621.315.2 : 004.94
330
. , , ,
. , 56, -57, 03680, .
330 . Comsol -
.
.
. . 10, . 3.
: , , , -
, , .
Application of multiscale modeling for study of electric field in insulation of 330 kV power cable at
emergency operation
.N. Kucheriava, Institute of Electrodynamics National Academy of Sciences of Ukraine,
r. Peremogy, 56, Kyiv-57, 03680, Ukraine.
The distributions of electric field in the cross-section of 330 kV cable with cross-linked polyethylene insulation in emer-
gency operation are obtained by computer modeling. The modeling is carried out using Comsol and finite-element
method. The approach of multi-scale modeling and concept of elementary unit of structure are used. The computations
and investigation are realized for different frequency of applied voltage and possible values of conductivity of semicon-
ductive layers. References 10, figures 3.
Key words: extra-high voltage power cable, cross-linked polyethylene insulation, semiconductive shield, electric field,
multiscale approach, computer modeling.
1. Bezprozvannykh A.V., Naboka B.G., Moskvitin E.S. Basing of ele trophysical characteristics of semiconduc-
tive screen of high-voltage power cables with cross-linked insulation // Elektrotekhnika i Elektromekhanika. – 2003. –
3. – Pp. 44–47. (Rus)
2. Kucheriavaia I.N. Computer modeling of thermal state of underground 330 kV cable line // Pratsi Instytutu
Elektrodynamiky Natsionalnoi Akademii Nauk Ukrainy. – 2011. – Vol. 30. – Pp. 29–34. (Rus)
3. Liakh V.V., Molchanov V.M., Sudakov I.V., Pavlichenko V.P. 330 kV cable line – new stage for development
of electric lines in Ukraine // Elektricheskie seti i sistemy. – 2009. – 3. – Pp. 16–21. (Rus)
4. Obraztsov Yu.V., Frik ., Slivov . Middle-voltage power cables with cross-linked polyethylene insula-
tion. Factors of quality // Kabeli i provoda. – 2005. – 1. – Pp. 9–14. (Rus)
5. Podoltsev A.D., Kucheriavaia I.N. Multiscale modeling in electrical engineering. – Izdatelstvo Instituta
Elektrodinamiki Natsionalnoi Akademii Nauk Ukrainy. – yiv, 2011. – 256 p. (Rus)
6. Shidlovskii ., Shcherba A.A., Podoltsev A.D., Kucheriavaia I.N., Zolotarev V. ., Karpushenko V.P., n-
tonets Yu. ., Vasil ts L.G. Inhomogeneous distribution of electric field in polyethylene insulation of power cables tak-
ing into account surface and space defects // Tekhnichna elektrodynamika. Tematychnyi vypusk “Sylova elektronika ta
enerhoefektyvnist”. – 2006. – Vol.1. – Pp. 96–105. (Rus)
7. Comsol Multiphysics 3.3 – http://www.comsol.com
8. http://www.yuzhcable.com.ua/download/xlpe220_330.pdf
9. Lee K.-Y., Nam J.-C., Park D.-H., Park D.-H. Electrical and thermal properties of semiconductive shield for
154 kV power cable // Proceedings of 2005 International Symposium on Electrical Insulating Materials, 2005. –
ISEIM'2005, 5–9 June 2005. – Vol. 3. – Pp. 616–619.
10. Boyara M. Transient overvoltages in cable systems. – Part 2. Experiments on fast transients in cable sys-
tems // Master of Science Thesis. – Chalmers University of Technology. Department of electric power engineering. –
Goteborg, Sweden, 2007. – 137 p.
11. Gustavsen B., Mahseredjian J. Simulation of internal overvoltages on transmission lines by an extended
method of characteristics approach // IEEE Trans on Power Delivery. – June, 2007. – Vol. 22. – Pp.1736–1742.
12. Paap G.C. Overvoltages in power transformers caused by no-load switching // IEEE Trans. on Power De-
livery. – January, 1995. – Vol. 10. – No. 1. – Pp. 301–307.
16.12.2011
Received 16.12.2011
http://www.comsol.com/
http://www.yuzhcable.com.ua/download/xlpe220_330.pdf
|
| id | techned_org_ua-article-1380 |
| institution | Technical Electrodynamics |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-06-16T01:25:36Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут електродинаміки НАН України, Київ |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | technedorgua/d7/5dbf33eefd7111be1e9289bd519c61d7.pdf |
| spelling | techned_org_ua-article-13802023-01-26T17:50:36Z APPLICATION OF MULTISCALE MODELING FOR STUDY OF ELECTRIC FIELD IN INSULATION OF 330 kV POWER CABLE AT EMERGENCY OPERATION ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА МНОГОМАСШТАБНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В ИЗОЛЯЦИИ СИЛОВОГО КАБЕЛЯ НА 330 кВ В АВАРИЙНОМ РЕЖИМЕ Кучерявая , И.Н. extra-high voltage power cable cross-linked polyethylene insulation semiconductive shield electric field multiscale approach computer modeling сверхвысоковольтный силовой кабель сшито-полиэтиленовая изоляция полупроводящий слой электрическое поле многомасштабный подход компьютерное моделирование The distributions of electric field in the cross-section of 330 kV cable with cross-linked polyethylene insulation in emergency operation are obtained by computer modeling. The modeling is carried out using Comsol and finite-element method. The approach of multi-scale modeling and concept of elementary unit of structure are used. The computations and investigation are realized for different frequency of applied voltage and possible values of conductivity of semiconductive layers. References 10, figures 3. Методом компьютерного моделирования найдены распределения электрического поля в сечении кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена на 330 кВ в аварийном режиме. Моделирование проведено в программе Соmsol методом конечных элементов. Использован подход многомасштабного моделирования и концепция элементарной ячейки структуры. Расчеты и исследования выполнены для различной частоты приложенного напряжения и возможных значений электропроводности полупроводящих экранов. Библ. 10, рис. 3. Інститут електродинаміки НАН України, Київ 2012-05-18 Article Article application/pdf https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1380 Tekhnichna Elektrodynamika; No. 4 (2012): TEKHNICHNA ELEKTRODYNAMIKA; 013 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; № 4 (2012): ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; 013 2218-1903 1607-7970 uk https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1380/1262 Авторське право (c) 2023 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | сверхвысоковольтный силовой кабель сшито-полиэтиленовая изоляция полупроводящий слой электрическое поле многомасштабный подход компьютерное моделирование Кучерявая , И.Н. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА МНОГОМАСШТАБНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В ИЗОЛЯЦИИ СИЛОВОГО КАБЕЛЯ НА 330 кВ В АВАРИЙНОМ РЕЖИМЕ |
| title | ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА МНОГОМАСШТАБНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В ИЗОЛЯЦИИ СИЛОВОГО КАБЕЛЯ НА 330 кВ В АВАРИЙНОМ РЕЖИМЕ |
| title_alt | APPLICATION OF MULTISCALE MODELING FOR STUDY OF ELECTRIC FIELD IN INSULATION OF 330 kV POWER CABLE AT EMERGENCY OPERATION |
| title_full | ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА МНОГОМАСШТАБНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В ИЗОЛЯЦИИ СИЛОВОГО КАБЕЛЯ НА 330 кВ В АВАРИЙНОМ РЕЖИМЕ |
| title_fullStr | ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА МНОГОМАСШТАБНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В ИЗОЛЯЦИИ СИЛОВОГО КАБЕЛЯ НА 330 кВ В АВАРИЙНОМ РЕЖИМЕ |
| title_full_unstemmed | ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА МНОГОМАСШТАБНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В ИЗОЛЯЦИИ СИЛОВОГО КАБЕЛЯ НА 330 кВ В АВАРИЙНОМ РЕЖИМЕ |
| title_short | ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА МНОГОМАСШТАБНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В ИЗОЛЯЦИИ СИЛОВОГО КАБЕЛЯ НА 330 кВ В АВАРИЙНОМ РЕЖИМЕ |
| title_sort | применение метода многомасштабного моделирования для исследования электрического поля в изоляции силового кабеля на 330 кв в аварийном режиме |
| topic | сверхвысоковольтный силовой кабель сшито-полиэтиленовая изоляция полупроводящий слой электрическое поле многомасштабный подход компьютерное моделирование |
| topic_facet | extra-high voltage power cable cross-linked polyethylene insulation semiconductive shield electric field multiscale approach computer modeling сверхвысоковольтный силовой кабель сшито-полиэтиленовая изоляция полупроводящий слой электрическое поле многомасштабный подход компьютерное моделирование |
| url | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1380 |
| work_keys_str_mv | AT kučerâvaâin applicationofmultiscalemodelingforstudyofelectricfieldininsulationof330kvpowercableatemergencyoperation AT kučerâvaâin primeneniemetodamnogomasštabnogomodelirovaniâdlâissledovaniâélektričeskogopolâvizolâciisilovogokabelâna330kvvavarijnomrežime |