Вестник МГТУ, 2021, Т. 24, №4.

Буев С. А. Анализ параметров кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена. Введение Современные морские суда используют винторулевые колонки с электроприводом. Системами Azipod (компания ABB1) оборудуются круизные морские суда и танкеры. Винторулевые колонки гондольного типа позволяют при движении судна кормой разбивать льды, поэтому такие суда могут двигаться по Северному морскому пути без сопровождения ледокола (неэскортируемое плавание). В соответствии с Полярным кодексом2 судам, предназначенным для плавания в районах Арктики и Антарктики, присваивается ледовый и полярный класс. Суда, обеспечивающие перевозки сжиженного природного газа проекта "Ямал СПГ", имеют ледовый класс Arc 7 согласно Российскому морскому регистру судоходства. Суда полярного класса длительное время двигаются кормой, поэтому они оборудуются дополнительным навигационным постом в кормовой части судна. Такие суда в соответствии с правилами классификации и постройки морских судов Российского морского регистра судоходства3 относятся к судам двойного действия (Double Acting Ship, DAS). Движитель Azipod способен осуществлять вращение на 360°, что позволяет выполнять сложное маневрирование судном без помощи буксиров (например, в ходе постановки судна к причалу или при плавании в узкостях). Мощность подобных установок достигает 5-22 МВт, поэтому для удовлетворения нужд подобных движителей на судне устанавливаются несколько дизель-генераторов. Для передачи электроэнергии используются судовые кабели, к которым предъявляются повышенные требования согласно стандарту IEC 60092-360 (2021)4Международной электротехнической комиссии (МЭК)5. Оборудование береговых энергосистем напряжением выше 33 кВ считается высоковольтным. Единые нормативные требования для судового высоковольтного электрооборудования в мировой практике не разработаны. Так, в США высоковольтными принято считать судовые системы напряжением выше 600 В, в России - выше 1 000 В (Голиков, 2016). В настоящее время на современные морские суда устанавливаются кабельные линии с изоляцией из сшитого полиэтилена или этиленпропиленовой резины, которые были известны еще с 1980-х гг. Промышленное производство данных кабелей в России началось сравнительно недавно. Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена или этиленпропиленовой резины приходят на смену масло- и газонаполненным кабелям. Несмотря на преимущества кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, вопросы по совершенствованию существующих и разработке новых методов диагностирования судового оборудования остаются актуальными, так как согласно статистическим данным 25 %аварий в электроустановках (приводивших в итоге к пожарам) связано с повреждениями, дефектами и пробоями в кабельной сети судна (Власов и др., 2020). В настоящей работе рассматривается метод аудита состояния изоляции на основе оценки изменения тангенса угла диэлектрических потерь в процессе теплового старения кабеля. Материалы и методы Общие сведения о кабелях с изоляцией из сшитого полиэтилена Силовой кабель с изоляцией из полиэтилена напряжением 5 кВ впервые был применен в 1944 г. в США. Производители предполагали, что срок службы ХЬРЕ6-кабельных систем составит 20-30 лет, однако на практике кабельные линии "прослужили" половину от запланированного срока. Причина заключалась в несовершенстве кабельной конструкции, коррозии токопроводящих жил и возникновении водных триингов, приводящих к старению изоляции (Hampton et al., 1997). При этом роль электрического поля (прежде всего при больших значениях его напряженности) являлась доминирующей по сравнению с остальными факторами, способствующими ускоренному старению материала (например, с воздействием внешней среды) (Власов, 1980). Современные производители кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена определяют срок службы не менее 30 лет7. Известно, что преимуществами полиэтилена являются высокая электрическая прочность; 1ABB - шведско-швейцарская транснациональная компания, специализирующаяся в области электротехники и энергетического машиностроения. 2Международный кодекс для судов, эксплуатируемых в полярных водах (Полярный кодекс). СПб., 2016. 3 Правила классификации и постройки морских судов. Часть 1. Классификация // Российский морской регистр судоходства. URL : https://lk.rs-class.org/regbook/ge tDocument2?type=rules 3&d=F8E4A2B8-FE00-42F8-A0DF- 9FB49A377AB8&f=2-020101-138-1. 4См. приложение. 5Правила классификации и постройки морских судов. Часть 11. Электрическое оборудование. // Российский морской регистр судоходства. URL : https://lk.rs-class.org/regbook/getDocument2?type=rules 3 &d= 62C73F52-3302- 4ABC-AE93-1EC9D8153F27&f=2-020101-138-11. 6XPLE cross-linked polyethylene (англ.) - изоляция из сшитого полиэтилена. 7 Настольная книга проектировщика. Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 6-35 кВ. Пермь, 2013. 56 с. 342