ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СУРРОГАТНЫХ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИЗОЛЯТОРОВ С УЧЕТОМ ПОТЕНЦИАЛЬНОГО НАЛИЧИЯ ДЕФЕКТОВ

Аннотация

Статья посвящена построению суррогатных моделей как инструменту оценки влияния свойств материалов изоляционных конструкций и присутствующих в них дефектов, геометрии изоляционных конструкций, на электрическую прочность в области расположения дефекта. На примере стеклянной детали изолятора ПС-70Е показано, что для анализа электрической прочности в области расположения дефекта при изменении свойств материалов достаточно суррогатной модели в виде полинома четырех переменных седьмого порядка, учитывающей изменение диэлектрических проницаемостей и удельных проводимостей материалов модели. Относительная ошибка в определении электрического поля по результатам имитационного моделирования и расчета по суррогатной модели составляет не более 11,2% и 10,7% для максимальной и минимальной напряженности электрического поля в дефекте соответственно. Показано, что диэлектрическая проницаемость вещества изоляционной конструкции оказывает существенное влияние на напряженность поля только при проницаемостях вещества дефекта, меньших 6, что характерно для дефектов в виде газовых включений. Изменение характеристик поля в дефекте в зависимости от геометрии конструкции рассматривалось также на примере головки стеклянной детали изолятора ПС-70Е. Изменение геометрии изучалось при различных значениях амплитуд первых пространственных гармоник образующих границ с одновременным изменением расположения сферического дефекта внутри конструкции. Показано, что для построения суррогатной модели в этом случае достаточно полинома 5 степени 4 переменных. Максимальная погрешность при этом составляет не более 7,6%. Анализ зависимостей напряженностей поля внутри дефекта в рассматриваемых суррогатных моделях, а также в полученной ранее модели, позволяет утверждать, что потенциально опасными могут считаться дефекты в высоковольтных изоляторах размерами от 0,1 до 2 мм.