Ievads
Patlaban galvenais ar gaisu izolēto RF koaksiālo kabeļu darbības traucējumu cēlonis ir iekšējie defekti, saskarnes defekti vai virsmas svešķermeņi, kas veidojas izolācijas blīvju izgatavošanas un kabeļu darbības laikā. Šie defekti nopietni izkropļo elektriskā lauka sadalījumu un radīs atkārtotus notikumus zem maiņstrāvas sprieguma. Izlādes parādība, kas saistīta ar sadalīšanos un dzēšanu, izraisa dielektriķu novecošanos, paātrinātu koroziju un dielektriskās stiprības samazināšanos, kas galu galā izraisa bojājumus [8-11]. Turklāt daļēja izlāde ir cieši saistīta ar elektrisko koku veidošanos un augšanu: daļēja izlāde dielektriskos caurumos izraisa sākotnējo elektrisko koku veidošanos, un daļēja izlāde zaru kanālos vēl vairāk veicina elektrisko koku augšanu un galu galā izraisa izolācijas bojājumus. , radot lielus zaudējumus. . 1. attēlā parādīts kabeļa parauga fotoattēls, kur notika daļēja ārējā izlāde. Tāpēc ir ļoti svarīgi izpētīt tipisku defektu ietekmi uz gaisa izolēto radiofrekvenču koaksiālo kabeļu galveno izolācijas komponentu elektriskā lauka sadalījumu.
1. att. Kabeļa paraugs ar ārēju daļēju izlādi
Šajā rakstā ir izveidots ar gaisu izolēta radiofrekvenču koaksiālā kabeļa simulācijas modelis, pamatojoties uz skaitliskiem modeļiem un eksperimentāliem datiem, un tiek veikti simulācijas aprēķini par iepriekšminēto trīs defektu ietekmi uz elektriskā lauka intensitātes sadalījumu. Pētījuma rezultāti var sniegt teorētisku bāzi radiofrekvenču kabeļu defektu novēršanai un kontrolei.
Bezdefektu gaisa izolācijas RF koaksiālā kabeļa modelis
- Modeļu veidošana
Lieljaudas radiofrekvences koaksiālajos kabeļos gaisa izolācijas struktūras izmantošana var uzlabot tā pārraides jaudu. Citi pasākumi ietver izmēru palielināšanu un augstas temperatūras izturīgu materiālu izmantošanu [15]. PTFE izolācijas blīve ir plaši izmantota gaisa izolācijas konstrukcija. Izolācijas blīve ir ievietota starp iekšējo un ārējo vadītāju, lai kalpotu kā mehānisks atbalsts un izolācija. Caurule ir piepildīta ar gaisu, kā parādīts 2. attēlā.
Lai izpētītu izolācijas blīves defektu ietekmi uz radiofrekvenču koaksiālo kabeļu elektriskā lauka sadalījumu, tika izveidots ar gaisu izolēts radiofrekvenču koaksiālā kabeļa modelis, kas satur iekšējos un ārējos vadītājus un izolācijas blīves, un modeļa precizitāte tika pārbaudīta ar eksperimentiem.
Pamatojoties uz šo modeli, tika pētītas elektriskā lauka sadalījuma izmaiņas, ja izolācijas blīvē ir iekšējie burbuļi, virsmas svešķermeņi un saskarnes defekti, un, salīdzinot ar tiem, kuriem nav defektu, tika izdarīti šādi secinājumi:
(1) Iekšējā burbuļa formas un novietojuma parametri ietekmēs elektriskā lauka sadalījumu: palielinoties burbuļa pusass garumam, samazinās elektriskā lauka kropļojumu pakāpe, un burbuļa garuma ietekme. b un c pusass uz elektriskā lauka intensitāti ir pretēji noteikumi; burbuļa pozīcijas attālums Jo tuvāk iekšējais vadītājs ir, jo nopietnāki būs elektriskā lauka kropļojumi.
(2) Metāla svešķermeņu un nemetālisku svešķermeņu ietekmei uz virsmas lauka intensitāti ir līdzīgi noteikumi:
svešķermeņi uz izolācijas blīves vēdera vairāk ietekmē elektrisko lauku; palielinoties svešķermeņa izmēram, palielinās elektriskā lauka deformācijas pakāpe un palielinās ietekmes apjoms; vairāki svešķermeņi Ja tie atrodas vienlaikus, loksnes veida izkārtojuma elektriskā lauka kropļojumi ir smagāki. No diviem svešķermeņiem vadošajām daļiņām ir lielāka ietekme uz elektriskā lauka intensitāti.
(3) Iekšējo un ārējo vadītāju saskarnes defektu ietekme uz elektriskā lauka intensitāti negatīvi korelē ar defekta biezumu un pozitīvi korelē ar defekta dziļumu. Ja saskarnes defekts ir ass trīsstūris, elektriskā lauka kropļojumi ir nopietnāki.
Rezumējot, starp trim defektu veidiem defekts, kam ir vislielākā ietekme uz elektriskā lauka sadalījumu un izraisa vissmagākos elektriskā lauka kropļojumus, ir virsmas svešķermeņi uz izolācijas blīves, kam seko saskarnes defekti. Salīdzinājumam, iekšējo burbuļu ietekme ir mazāka, bet augstas temperatūras un augsta spiediena darba apstākļos Apstākļos var notikt ilgstoša daļēja izlāde, kas izraisa izolācijas degradāciju, ko nevar ignorēt.