Деградация изоляции высоковольтных кабелей вследствие развития электрического триинга: достижения и проблемы

Кабели постоянного тока высокого напряжения (HVDC) и переменного тока высокого напряжения (HVAC) являются важнейшими элементами систем передачи электроэнергии на высоком напряжении, большой мощности и большие расстояния. Электрический триинг представляет собой предразрядное явление, приводящее к разрушению изоляционных материалов, и является одной из основных угроз безопасной и стабильной эксплуатации кабельных систем HVDC и HVAC. В настоящем исследовании обобщены и проанализированы достижения в изучении электрического триинга в кабелях HVDC и HVAC. Для всестороннего понимания процесса электрической деградации изоляционных материалов подробно рассмотрены механизмы зарождения электрического триинга, включая электромеханическое напряжение Максвелла, инжекцию и экстракцию зарядов, захват зарядов и теории электролюминесценции. Далее обсуждаются влияния сильного электрического поля, высокой температуры и механических напряжений на поведение электрического триинга, а также анализируется и иллюстрируется взаимосвязь между переносом зарядов и электрическим триингом. Предложены методы подавления электрического триинга путем введения неорганических и органических добавок в изоляционные материалы; механизмы подавления представлены с точки зрения взаимосвязей «структура–свойства» и «микромасштаб–макромасштаб». В последнее время исследования электрического триинга сосредоточены на повышении точности моделей зарождения, учете сильной зависимости от мультифизических полей и разработке высокоэффективных методов подавления. Полученные результаты обеспечивают теоретическую основу для улучшения электрических характеристик изоляционных материалов, однако исследование практической осуществимости их применения в кабелях HVDC и HVAC остается актуальной задачей.