Мультифизическое и многомасштабное моделирование электрофизических процессов в полиэтиленовой изоляции силовых кабелей

Abstract

Исследование электрофизических процессов проведено с помощью совместного многомасштабного и мультифизического моделирования посредством последовательного решения цепно-полевых задач для трех структурных уровней — всей кабельной линии, полиэтиленовой изоляции кабеля и элемента изоляции с характерными микронеоднородностями. Результаты решения связанных задач определения электрического поля и механических напряжений в изоляции на микроуровне позволяют сделать заключение о ее состоянии и сроке службы кабельной линии в конкретных условиях эксплуатации.

Дослідження електрофізичних процесів проведено за допомогою сумісного багатомасштабного та мультифізичного моделювання послідовним розв’язанням ланцюгово-польових задач для трьох структурних рівнів — всієї кабельної лінії, поліетиленової ізоляції кабеля та елементу ізоляції з характерними мікронеоднорідностями. Результати розв’язання зв’язаних задач визначення електричного поля і механічних напружень в ізоляції на мікрорівні дозволяють зробити висновок про її стан та термін служби кабельної лінії в конкретних умовах експлуатації.

The electrophysical processes have been studied by combined using the multiscale and multiphysics modeling and by sequential solving the field-circuit problems for three structural levels – all power cable line, cable polyethylene insulation and separate element of the insulation with microsized inclusions. The results of solving the coupled electric and mechanical problems in the insulation at the microlevel give a possibility to define the insulation quality and service life of cable line under specific operation conditions.