автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.02, диссертация на тему:Влияние электрического поля на диффузию воды в полимерной изоляции

На правах рукописи

РГВ 01

Белоусов Федор Анатольевич £ 2 Д£{{ 7ПП0

УДК 621.313.048:621.315.61

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА ДИФФУЗИЮ ВОДЫ В ПОЛИМЕРНОЙ ИЗОЛЯЦИИ.

Специальность 05.09.02. - Электротехнические материалы и изделия.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ - 2000

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном техническом университете

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук,

профессор Б.И. Сажин Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Ф.Х.Халилов

кандидат технических наук ~ С.М. Левин

Ведущая организация: ОАО Научно-исследовательский институт по

передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения (ОАО НИИПТ)

Защита состоится « О » ^¿Н/^2000 года в часов на

заседании диссертационного смета Кг 063.38.21 в Санкт-Петербургском государственном техническом университете по адресу: 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29, корпус '/V/ , аудитория ¿Л. £

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного технического университета.

Автореферат разослан «

2 а ОИ-/^-¿/и^ 2000 года.

Ученый секретарь

Диссертационного Совета К 063.38.21

С.Л. Кулаков

* Г"/'

тЧМ0.т-1е№1

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. На полимерную изоляцию кабеля, находящегося в непосредственном контакте с окружающей средой, действуют многочислештые эксплуатационные факторы, а именно: электрическое поле, влажность, температура, механические нагрузки и другие, приводящие к сокращению срока службы и в конечном счете к ее разрушению.

У большинства полимерных изолирующих материалов электрические свойства при длительном пребывании в условиях повышенной влажности- падает удельное электрическое сопротивление, растет значение тангенса угла диэлектрических потерь энергии и диэлектрической проницаемости.

Многие полимерные материалы склонны к специфическому взаимодействию с водой, причем особенно важно следующее, что при сорбции полимером незначительного количества воды, вызываемые этим макроскопические эффекты, оказываются непропорционально сильными.

Значение этой проблемы подчеркивается еще и тем, что фактически невозможно полностью избавиться от следов влаги, а присутствие даже незначительных и трудно контролируемых количеств пинетранта в полимерах приводит к значительным и не всегда понятным разбросам экспериментальных данных.

Высокие требования к долговечности, длительные сроки работы, суровые условия эксплуатации - все это подчеркивает актуальность развития работ по исследованию влияния электрического поля на увлажнение электрической изоляции.

Влагостойкость полимеров без воздействия электрического поля, на протяжении многих лет, детально изучена, установлены закономерности массопереноса. Однако, реальная полимерная изоляция работает в условиях сильных электрических полей, влияние которых на увлажнение полимерной изоляции кабеля изучено слабо, недостаточны теоретические проработки и практически отсутствуют экспериментальные данные в этой области. Поэтому проблемы увлажнения полимеров под воздействием электрического поля, включая такие аспекты, как изучение кинетики поглощения влаги полимерным материалом; влияние влаги на диэлектрические потери полимеров; проведение экспериментов по изучению диэлектрических характеристик при влиянии электрического поля на увлажнение - представляют существенный практический и теоретический интерес.

Целью работы явилось экспериментальное исследование влияние электрического поля на процесс увлажнения полимеров, использующихся в системах электрической изоляции. Под исследованием понималось изучение сорбционных характеристик полимеров и значения тангенса угла

диэлектрических потерь энергии в широком диапазоне частот при увлажнении в различных условиях. Научная новизна работы

• Впервые проведены исследования влияния электрического поля на увлажнение полимерных диэлектриков, широко применяющихся в системах электрической изоляции

• Предложена усовершенствованная методика расчета коэффициента диффузии по кинетической кривой сорбции, позволяющей определять значения коэффициента диффузии не только по приросту массы образцов, но и по увеличению значений тангенса угла диэлектрических потерь.

Практическая ценность заключается в следующем

-установленные закономерности влияния неоднородного электрического поля на коэффициент диффузии воды должны учитываться как при конструировании, так и при эксплуатации систем изоляции, работающих в условиях повышенной влажности;

-предложена методика определения коэффициента диффузии воды по величине tg5.

На защиту выносится:

1. Комплекс экспериментальных результатов о влиянии электрического поля на увлажнение полимерных диэлектриков, используемых в системах электрической изоляции.

2. Методика определения коэффициента диффузии по изменению значений тангенса угла диэлектрических потерь.

3. Модель явлений, ускоряющих увлажнение полимеров под воздействием неоднородных электрических полей.

Апробация работы.

Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях "Фундаментальные исследования в технических университетах" (16-18 июня 1997г., Санкт-Петербург); «Диэлектрики-97», (24-27 июня 1997г., Санкт-Петербург); на международных конференциях "Изоляция-99" (15 - 18 июня 1999 г. Санкт-Петербург), "Unconventional electromechanical and electrical

____*_____»//-1_____ТТ_____T____ 11 ^ Л _______ 1ЛЛЛ_ \ Г\__Ъ Г______

умаю (^.ajtiiu-jLicicpuypi, ¿1 — z/t шшш lyyyi.), у-ая международная

конференция «Физика диэлектриков» (Диэлектрики-2000) Санкт-Петербург, 17-22.09.2000; 4-ая международная - конференция «Электротехника, электромеханика и электротехнологии» (МКЭЭ-2000).Москва, 18-22.09.2000.'- с.58-59; на семинарах кафедры'Электрическая изоляция, кабели й конденсаторы" СПбГТУ.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ. •• • • ' ■

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 183 страницах машинописного текста, иллюстрируется рисунками и таблицами на 62 страницах и состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы из 85 названий и 3-х приложений.

Содержание работы. Во введении раскрыта актуальность и обоснована необходимость проведения исследований, связанных с увлажнением полимерной изоляции под влиянием различных видов электрических полей.

В главе I приведен обзор отечественной и зарубежной литературы по диффузии вещества в полимерах без воздействия электрического поля. Рассмотрен перенос массы в полимерах под влиянием постоянного и переменного электрических полей. Уделено внимание диэлектрическим потерям, как характеристике кабельной изоляции. По результатам литературного обзора сформулированы основные цели и уточнены задачи диссертационной работы.

В главе II представлены пять исследованных полимеров: поливинилбутираль (ПВБ), сополимер этилена с винилацетатом (СЭВ), поливинилхлорид (ПВХ), полиэтилен высокого давления (ПЭ), полиэтилеитерефталат (ПЭТФ). Описана методика сорбции воды на основе сорбционного метода и предложен учет влагопоглощения воды по усредненной кинетической кривой сорбции. Дана методика расчета коэффициента диффузии воды по приросту массы образца. Основываясь на прямой зависимости между приростом массы образцов и ростом значений тангенса угла диэлектрических потерь энергии на частоте 30Гц, предложена методика расчета коэффициента диффузии воды по росту значений tgo.

Описана методика измерения igS в диапазоне частот от 30Гц до 3МГц при помощи широкополосного моста TR-10S. Предложена методика учета несовершенства контакта «образец-электрод». Разработана и представлена методика увлажнения полимеров как в виде плоских образцов (пленок), так и в виде отрезков кабеля под воздействием различных видов электрического поля.

Глава III. В первом разделе приведены исходные значения полимеров и проведены эксперименты по увлажнению без влияния электрического поля. Показано, что коэффициент диффузии, рассчитанный по росту значений tgS и приросту массы образцов без влияния электрического поля, соответствует литературным значениям коэффициента диффузии воды для каждого полимера.

Во втором разделе, приведены данные по увлажнению полимеров при воздействии постоянного электрического поля. Показано, что коэффициент диффузии увеличился в 3-20 раз по сравнению с коэффициентом диффузии при увлажнении без электрического поля.

В переменном неоднородном электрическом поле скорость увлажнения резко возрастает. Так, из рис. 1 видно, что для роста значений tgS образцов СЭВ в растворе морской соли на частоте 30Гц в 2 раза при отсутствии электрического поля требуется 7 суток, а в постоянном электрическом поле 4 часа, т. е. в примерно в 40 раз меньше. При увлажнении в переменном электрическом поле такой рост значений tgo в

Рис.1 Зависимость значений 1дб образцов СЭВ отвремени увлажнения в различных условиях.

не»—раствор соли, постоян. Е=61 кВ/мм -»«—раствор соли, Е=0 —♦—вода, постоян. Е=61 кВ/мм -А-вода, Е=0

—♦—вода, перемен. Е=61кВ/мм —■—раствор соли, перемен. Е=61 кВ/мм

Рис.2 Зависимость массы образцов СЭВ от времени увлажнения в различных условиях.

тех же условиях происходит за 1 час, т. е. в 4 раза быстрее, чем в постоянном электрическом поле ив 160 раз быстрее, чем без электрического поля. Т. е. существенно ускоряется рост значений tgS в переменном электрическом поле.

Аналогичная закономерность наблюдается при увеличении массы образцов СЭВ. Как следует из рис. 2, возрастание массы СЭВ на 1% при увлажнении в воде без электрического поля происходит за 4 суток, а в постоянном электрическом поле за 8 часов, т. е. в 12 раз быстрее, а в переменном электрическом поле примерно за 3 часа, т. е. в 3 раза быстрее, чем в постоянном электрическом поле и в 30 раз быстрее, чем при увлажнении без поля. Т. о., переменное электрическое поле вызывает более существенный рост массы нежели, чем постоянное электрическое поле и тем более увлажнение в отсутствии электрического поля.

Аналогичные данные получены и для других полимеров. Из рис. 3 видно, что для роста значений tg8 образцов ПВБ в воде на частоте 30Гц в 2 раза при отсутствии электрического поля требуется около суток, а в постоянном электрическом поле необходимо около одного часа, т. е. скорость увлажнения возрастает в 30 раз, что при сравнении с увлажнением в переменном электрическом поле, где рост значений 1%8 в тех же условиях происходит за 30 минут, т. е. в 2 раза быстрее, чем в постоянном электрическом поле и в 60 раз быстрее, чем без электрического поля показывает существенное ускорение роста значений в переменном электрическом поле.

Аналогичная закономерность наблюдается при увеличении массы образцов ПВБ. Как следует из рис. 4, возрастание массы ПВБ на 1% при увлажнении в воде без электрического поля происходит за одни сутки, а в постоянном электрическом поле за 2,5 часа, т. е. в 10 раз быстрее, что при сравнении с ростом массы образцов ПВБ в переменном электрическом поле на 1% при увлажнении в воде, происходящем за 1 час, т. е. в 3 раза быстрее по сравнению с увлажнением в постоянном электрическом поле и тем более с увлажнением без электрического поля. Воздействие переменного неоднородного электрического поля приводит к более заметному росту массы образцов ПВБ, чем при других условиях увлажнения.

В переменном электрическом поле скорость увлажнения ПВХ возрастает, так например, из рис. 5 видно, что рост значений на частоте 30Гц в воде под влиянием постоянного электрического поля на 30% происходит за 8 часов, а без влияния электрического поля значение tgS увеличивается на 30% за 20 суток. Т.о., рост значений tgS в постоянном электрическом поле в 60 раз быстрее, чем без него, что при сравнении с увлажнением в переменном электрическом поле, где рост значений в тех же условиях происходит за 4 часа, т. е. в 2 раза быстрее, чем в постоянном электрическом поле и в 120 раз быстрее, чем без

Рис.3 Зависимость значений {дб образцов ПВБ от времени увлажнения в различных условиях.

1,4

1,2 1

0,8.....

0,6 -0,4

0,2 -Ь А0

«дб ;

0,6 1,2 1,8 2,4

3,6 4,2 4,8 5,4

—о- раствор соли, посгоян. Е=33 кВ/мм —к— раствор соли, Е=0 -♦-вода, постоян. Е=ЗЗкВ/мм —йг-вода, Е=0

-«—вода, перемен. Е=ЗЗкВ/мм —раствор соли, перемен. Е=33 кВ/мм

6 6,6 ¡9 (1,с)

Рис.4 Зависимость массы образцов ПВБ от времени увлажнения в различных условиях.

электрического поля, показывает существенное ускорение роста значений в переменном электрическом поле.

Следует отметить, что и переменном электрическом поле наблюдается, в отличие от увлажнения в постоянном электрическом поле и без него, прирост массы образцов ПВХ на 0,8% в воде и 1,2% в растворе морской соли после 8 часов увлажнения.

На рис. 6 представлена зависимость увеличения значений %5 образцов ПЭ от времени увлажнения в воде и в растворе морской соли под воздействием постоянного и переменного электрических полей, а также без него. Видно, что значение на частоте 30Гц под влиянием переменного электрического поля возрастают значительно быстрее, чем под влиянием постоянного электрического поля, и тем более без воздействия электрического поля. Так, например, для роста значений щ8 в воде на 0,0003 под воздействием переменного и постоянного электрического поля требуется 2 и 8 часов соответственно, а при отсутствии электрического поля 10 суток. Т.о., значение щ8 в переменном электрическом поле увеличиваются в 4 раза быстрее, чем в постоянном электрическом поле и в 30 раз быстрее, чем без него.

Следует отметить, что при увлажнении образцов ПЭ в переменном неоднородном электрическом поле наблюдается, в отличие от увлажнения в постоянном электрическом поле и без него, прирост массы образцов на 0,5% в воде и на 0,6% в растворе морской соли после 8 часов увлажнения.

На рис. 7 представлена зависимость увеличения значений ¡¡¡5 образцов ПЭТФ от времени увлажнения в воде и в растворе морской соли под воздействием переменного и постоянного электрических полей, а также без него. Видно, что значение г%8 на частоте 30Гц под влиянием переменного электрического поля возрастают значительно быстрее, чем под воздействием постоянного электрического поля и тем более в случае увлажнения без электрического поля. Так, например, для роста значений в воде при частоте измерения 30Гц на 40% под воздействием переменного и постоянного электрических полей требуется 4 и 8 часов соответственно, а при отсутствии электрического поля 16 суток. Т.о., значение 8 в переменном электрическом поле увеличиваются в 2 раза быстрее, чем под влиянием постоянного электрического поля.

На основании полученных данных, рассчитан коэффициент диффузии О как по приросту массы образцов, так и по изменению значений tg8 при частоте 30Гц. Результаты расчетов представлены в таблице 1. Из таблицы 1 видно, что во всех случаях без исключения переменное неоднородное электрическое поле существенно ускоряет процесс увлажнения, как в воде, так и в растворе морской соли, по сравнению с неоднородным постоянным электрическим полем и тем более по сравнению с увлажнением без электрического поля, причем это

Рис.5 Зависимость значений 1дб образцов ПВХ от времени увлажнения в различных условиях.

№

раствор соли, постоян. Е=54 кВ/мм раствор соли, Е-0 вода, постоян. Е=54кВ/мм вода, Е=0

вода, пермен. Е=54кВ/мм раствор соли, перемен. Е-54 кВ/мм

Рис.6 Зависимость значений 1дб образцов ПЭ от времени увлажнения в различных

—о— раствор соли, постоян. Е=66 кВ/мм —к— раствор соли, Е=0 —♦—вода, постоян. Е=66 кВ/мм

вода, Е=0 —о— веда, перемен. Е=66 кВ/мм —«—раствор соли, перемен. Е=6б кВ/мм

6 6,6 ш ас)

фиксируется при расчета коэффициента диффузии £> как по росту массы образцов, так и по изменению значений tgS.

При воздействии переменного электрического поля скорость увлажнения исследуемых полимеров резко возрастает. Так коэффициент диффузии £) увеличивается в 10 - 100 раз.

ТАБЛИЦА 1

Значения коэффициента диффузии В в [см2,час]

исследованных полимеров.

Увлажнение Увлажнение Увлажнение

без при при

воздействия воздействии воздействии

Полимер Условия увлажнения электрическог о поля. Расчет по постоянного электрическог о поля. Расчет переменного электрического поля. Расчет по

изменениям: по изменениям:

изменениям:

т tgS ТП tg¿ т

СЭВ Вода 3-Ю'5 4-Ю'5 4-Ю'4 5-Ю"4 МО'3 МО"3

Р-р соли 2-Ю'5 ^мсг5" &10А 7-10"4 МО'3 2-10"'

ГОБ Вода 8-10э Б-Ю'5 2-Ю"4 "гТо4- 8-10"3 8-10'3

Р-р соли ~7:1СГ5~ 7-10'ь 2-Ю"4 3-10"4 7-10"' 7-10'3

ПВХ Вода 5-Ю"5 - 1-10° - 5-Ю"4 5-Ю"4

Р-р соли 510'5 - 1-Ю"5 - 5-10'4 6-10'4

ПЭ Вода 3-Ю-5 - 1-10° - 4-Ю'4 4-Ю'4

Р-р соли 4-Ю"5 - 1Т0"5 - 5-10"4 5Т0"4

ПЭТФ Вода МО'5 - 5-Ю"5 - 1-Ю"4 -

Р-р соли 1-Ю"5 - 6-Ю'ъ - МО"4 -

В четвертой части предложена модель увлажнения полимерной изоляции. Возможны три молекулярных механизма влияния электрического поля на увлажнение полимеров:

- ионный; диполышй; мольионный. Об ионном механизме.

Расчеты показывают, что в нашем случае даже у самых электропроводящих образцов для изменения массы благодаря электролизу

Рис.7 Зависимость значений 1дб образцов ПЭТФ от времени увлажнения в различных условиях.

19(1,с)

-е-раствор соли, посгоян. Е=250 кВ/мм —к- раствор сопи, Е=0 —♦—вода, постоян. Е=250кВ/мм —вода, Е-0 | —❖—растворсоли, перемен. Е=250 кВ/мм ; -»-вода, перемен. Е=250кВ/мм_

на 0,01% требуется около 3 тысяч часов времени прохождения через них электрического тока, а проводимые опыты были значительно более короткими.

Ионный механизм должен проявляться и в однородном электрическом поле. Рассмотрим увлажнение СЭВ в переменном однородном и неоднородном электрических полях. Из приведенных данных (рис. 8 и рис. 9) видно, что увеличения значения и массы образцов СЭВ при воздействии однородного электрического поля не наблюдается, в отличие от воздействия неоднородного электрического поля, где рост этих величин существенен (таблица 2).

ТАБЛИЦА 2

Изменение значения ^д полимеров при увлажнении в однородном и неоднородном переменном электрических поляк за 8 часов.

Полимер /,Гц щ5

Однородное поле Неоднородное поле

до увлажн. после увл. до увлаж после увл.

СЭВ 30Гц 0,0019 0,002 0,0019 0,032

ПВБ 30Гц 0,2 0,45 0,2 1,13

ПВХ 30Гц 0,059 0,06 0,059 0,071

ПЭТФ 30Гц 0,0055 0,006 0,0055 0,009

ПЭ 30Гц 0,0005 0,0008 0,0005 0,0025

Рис.8 Зависимость значений 1дб образцов СЭВ при увлажнении в неоднородном и однородном 1дб переменном электрических полях.

0,035

0,03

0,025 0,02---

0,015 • 0,01 0,005

-П-

- неоднородное

-13—однородное —О-Е=0

(,час

Рис.9 Зависимость массы образцов СЭВ при увлажнении в неоднородном и однородном переменном электрических полях.

]

1.............

т 1-

■ ■------ -------—1 4————--*

0 2 4 6 8

I, час

| -»-неоднородное -*— однородное —ж-Е=0 |

Действие ионного механизма должно уменьшаться при переходе от воздействия постоянного тока на полимер к воздействиям переменного тока. Это связано с тем, что в один полупериод переменного электрического поля ион воды увлекается в одну сторону, а в другой полупериод - в противоположную, тем самым суммарное воздействие переменного электрического поля на перемещение иона за период равно нулю. Вместо этого во всех случаях наблюдался обратный эффект -увеличение скорости роста значения и массы образцов под влиянием переменного электрического поля по сравнению с постоянным электрическим полем. Т.о., на основании представленных расчетов и полученных данных мы считаем, что ионный механизм не вносит существенного вклада в процесс увлажнения.

О дипольном механизме.

Как отмечалось раньше, увлажнение по диполыюму механизму обусловлено влиянием переменного неоднородного электрического поля на отдельные полярные молекулы воды, а мольионный механизм обусловлен влиянием электрического поля на капельки воды, поляризованные в электрическом поле, и имеющие электрический момент.

Мы считаем, что на ранних стадиях увлажнения, пока в полимере не образуются капельки воды, действует дипольный механизм увлажнения. Отметим, что постоянное электрическое поле существенно менее эффективно влияет на коэффициент диффузии, чем переменное электрическое поле, что говорит о значительной роли динамического характера воздействия. Действительно, диффузия или перемещение молекулы воды в полимере связано с преодолением потенциального барьера и вероятность этого преодоления возрастает при увеличении частоты подхода к нему молекулы воды в положении равновесия. Можно считать, что переменное электрическое поле способствует росту вероятности преодоления потенциального барьера.

О мольионном механизме.

Как отмечалось электрический момент капельки воды в электрическом поле образуется как благодаря ориентации полярных молекул внутри капельки, так и при поляризации капельки воды благодаря перемещению свободных зарядов под влиянием электрического поля. Именно последний механизм позволяет понять влияние концентрации солей в воде на возрастание коэффициента диффузии при переходе от увлажнения в воде к растворам морской соли. Но при этом важно иметь ввиду, что время перемещения ионов морской соли внутри капельки воды должно быть существенно меньше времени полупериода колебаний электрического поля (10"2с). Из этой модели следует, что с ростом частоты электрического поля влияние растворов электролита может уменьшаться, если время перемещения ионов солей будет приближаться к времени полупериода колебаний электрического поля.

Возможно наравне с теми процессами которые были рассмотрены выше, электрическое поле способствует уменьшению потенциального

барьера, преодолеваемого молекулой воды в полимере, что приводит в свою очередь, к увеличению вероятности его преодоления молекулами воды и как следствие ускорение процесса проникновения воды в структуру полимера, выражающуюся в росте значений коэффициента диффузии.

Следует учитывать, что в наших опытах вода диффундировала не по всей поверхности образца, а лишь в местах с неоднородным электрическим полем. На (рис. 10) показаны каналы (5) проникновения воды в полимер, а заштрихованные участки (6)- инертная зона, в которой существенное увлажнение отсутствует, т.е. реальный эффект воздействия электрического поля на увлажнение существенно больше, потому что проникновение влаги в полимер по площади образца неодинаково, т. к. расчет коэффициента диффузии О ведущийся по приросту массы, определяется ярко выраженной диффузией воды по каналам и менее значительным проникновением воды через "инертную" зону.

Нами изучалось увлажнение ПВБ в неоднородном переменном электрическом поле, созданным системой электродов — верхний из которых был в виде мелкой сетки с отверстиями. Благодаря этому увеличивалась площадь неоднородности электрического поля и как следствие возрастала скорость увлажнения. Так на рис. 11 приведена зависимость прироста массы образцов, увлажненных (кривая 1) в системе игла-плоскость и (кривая 2) в системе «сеточных» электродов. Из рис. 11 видно, что скорость увлажнения во втором случае увлажнения существенно выше, чем в первом случае при одинаковом напряжении на верхнем электроде. Это сравнение подтверждает наличие «инертных зон» при увлажнении в системе электродов игла-плоскость.

Таким образом, из всего вышесказанного следуют представления о модели увлажнения полимерной изоляции под влиянием электрического поля. В постоянном электрическом поле диссоциированные ионы воды перемещаются под влиянием электрического поля. Но проведенные расчеты показывают, что вклад этого механизма в процесс увлажнения незначителен.

В переменном неоднородном электрическом поле увлажнение полимера протекает под действием градиента напряженности электрического поля, когда диполи воды втягиваются в область повышенной напряженности, т.е. в полимер, а наличие возможности многократного подхода к границе раздела жидкость-полимер, повышает вероятность ее преодоления.

На второй стадии увлажнения, после определенного накопления молекул воды уже в структуре полимера, начинает преобладать модьионный механизм. Под действием электрического поля происходит поляризация капелек воды, и как следствие перемещение их в область повышенной напряженности, т.к. на них действует градиент напряженности электрического поля увлекающий молекулу воды или капельку в структуру полимера. Вследствии этого наблюдается резкий рост диффузии воды в полимер под действием переменного

Цшж

//////к

Рис. 10 Схематическое изображение путей проникновения воды

в образец под действием электрического поля. 1 - верхний электрод, 2 - образец полимера, 3 - жидкость, 4 - нижний электрод, 5 - каналы проникновения жидкости в образец, 6 - "инертная" зона полимера.

Рис. 11 Зависимость прироста массы образцов ПВБ в системе игла-плоскость (1) и в сетчатых электродах (2).

ш,%

I, час

неоднородного электрического поля и как следствие увеличение значения ¡•¿в, особенно при низких частотах.

Именно так нам представляется начальная стадия увлажнения полимерной изоляции под действием различных видов электрических полей.

Заключение. Предложен метод определения коэффициента диффузии по увеличению массы образцов и росту значения tg5. В обоих случаях метод позволяет получить усредненные по всей кинетической кривой значения коэффициента диффузии.

Изучен процесс увлажнения полимерной изоляции без воздействия электрического поля. Даны количественные оценки коэффициенту диффузии, как основной характеристике увлажнения. Достоверность представленных результатов подтверждается совпадением данных, полученных при увлажнении полимеров без влияния электрического поля (контрольные измерения), с литературными значениями, многократными измерениями величин и т различны?*« приборами.

Изучено влияние однородного и неоднородного электрических полей на увлажнение увлажнения ПЭ высокого давления, ПВБ, ПЭТФ, ПВХ, СЭВ. Показано, что однородное электрическое поле не влияет на скорость увлажнения полимеров. Установлено, что увлажнение при воздействии электрического поля происходит существенно быстрее, чем без воздействия него. Показано, что воздействие на процесс увлажнения переменного электрического поля частотой 50Гц существенно больше, чем постоянного электрического поля. Установлено, что наличие солей в растворе электролита ускоряет процесс увлажнения полимерной изоляции. Проведенный анализ показал, что ускорение увлажнения полимеров при воздействии неоднородного электрического поля может быть связано с воздействием этого поля на электрические моменты как изолированных молекул воды, так и их агрегатов - капелек воды.

По полученным данным к разработанной методике произведен расчет коэффициентов диффузии, который показал, что эти значения возрастают в 10-100 раз при воздействии переменного электрического поля

На основе проведенных экспериментов предложена модель явлений ускоряющих увлажнение полимерной изоляции при воздействии переменного электрического поля.

По теме диссертации опубликованы работы:

1. Белоусов Ф.А., ВердинаЯ.В, Канискин В.А. Влияние электрического поля на процесс увлажнения кабельной полиэтиленовой изоляции. Научно-техническая конференция студентов (в рамках 24-й недели науки СПбГТУ) - СПб.: Тезисы доклада. СПбГТУ, 1995.-е. 42-43.

2. Белоусов Ф.А., Вердина Я.В, Сажин Б.И. Научно-техническая конференция студентов (в рамках 24-й недели науки СПбГТУ). //Тезисы докладов, СПбГТУ, С.-Петербург, 1996. - с. 275.

3. Влияние электрического поля на увлажнение полимерной электрической изоляции. Белоусов Ф.А., Вердина Я.В., Гапченко E.JL, Канискин В. А., Сажин Б.И.//Электричесгво №11, 1997. - с. 68-69.

4. Белоусов Ф.А., Канискин В.А., Сажин Б.И. Влияние электрического поля на процесс увлажнения ПЭ изоляции кабелей.//Труды международной научно-технической конференции «Физика твердых диэлектриков» (Диэлектрики-97). С,-Петербург.24-27.06.1997. СПбГТУ. секция 4. - с. 146-147.

5. Влияние электрического поля на увлажнение в полиэтиленовой кабельной изоляции. Белоусов Ф.А., Канискин В.А., Сажин Б.И., Созонов В.Н. //Электричество №9, 1999.-е. 51-53.

6. Белоусов Ф.А., Канискин В.А., Сажин Б.И. Влияние электрического поля на увлажнение полимерной изоляции.//Сборник тезисов Международной научно-технической конференции: «Изоляция-99», 1518.06.1999. СПб.-с. 99.

7. Belousov F.A., Kaniskin V.A., Sazhin B.I. and Sozonov V.N. The influence of an alternating electrical field on the moistening of polyethylene cable insulation. //Electrical Technology Russia. No3,1999. - p. 128-133.

8. Белоусов Ф.А., Канискин B.A., Сажин Б.И. Влияние электрического поля на увлажнение полимерной изоляции./Труды 9-ой Международной конференции «Физика диэлектриков» (Диэлектрики-2000) С.-Петербург, 17-22.09.2000.СП6:РГПУ, 2000. Секция 3.2.

9. Массоперенос в электрическом поле. Белоусов Ф.А., Ваксер В.А., Канискин В.А., Сажин Б.И., Старовойгенков В.В., Ступина В.К. Там же. Секция 8.2.

10. Белоусов Ф.А., Канискин В.А., Сажин Б.И. Влияние электрического поля на коэффициент диффузии воды в полимерах./Труды 4-ой международной конференции «Электротехника, электромеханика и электротехнологии» (МКЭЭ-2000).Москва, 18-22.09.2000 М.: МЭИ, -с .5859.

Введение

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Сорбция и диффузия воды в полимерах без воздействия электрического поля.

1.2. Перенос низкомолекулярных жидкостей в полимерах при воздействии постоянного электрического поля.

1.3. Перенос низкомолекулярных жидкостей в полимерах при воздействии переменного электрического поля.

1.4. Диэлектрические потери как характеристика кабельной изоляции.

1.5. Выводы по аналитическому обзору и уточнение цели и задач диссертационной работы.

2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

2.1. Исследованные полимеры и их некоторые характеристики.

2.2. Методика изучения сорбции воды.

2.3. Методика измерения диэлектрических потерь

2.4. Методика увлажнения полимеров при воздействии электрического поля.

2.5. Определение коэффициентов диффузии.

2.6. Выводы по методической части.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1. Увлажнение полимеров без воздействия электрического поля.

3.2. Увлажнение полимеров под воздействием постоянного электрического поля.

3.3. Увлажнение полимеров под воздействием переменного электрического поля.

3.4. Выводы по экспериментальной части.

3.5. О модели влияния электрического поля на увлажнение полимеров.

Данная диссертационная работа посвящена изучению влияния электрического поля на увлажнение полимерной изоляции кабелей. Высокие требования к долговечности, длительные сроки работы, суровые условия эксплуатации - все это подчеркивает актуальность развития работ по исследованию влияния электрического поля на увлажнение полимерной изоляции.

На полимерную изоляцию кабеля, находящуюся в непосредственном контакте с окружающей средой, действуют многочисленные эксплуатационные факторы, а именно: электрическое поле, влажность, повышенная температура, механические нагрузки, вибрация и др. приводящие к ее разрушению и сокращению срока службы.

У большинства полимерных изолирующих материалов электрические свойства при длительном пребывании в условиях повышенной влажности ухудшаются - падает удельное электрическое сопротивление, растет значение тангенса угла диэлектрических потерь энергии и диэлектрической проницаемости. Влияние воды на комплекс диэлектрических свойств материалов, определяется количеством и состоянием влаги, вошедшей в диэлектрик.

Многие полимерные материалы склонны к специфическому взаимодействию с водой, причем особенно важно, что при поглощении полимером незначительного количества воды, вызываемые этим макроскопические эффекты оказываются непропорционально сильными. Значение этой проблемы актуально еще и тем, что фактически невозможно полностью избавиться от следов влаги, а присутствие даже незначительных и трудно контролируемых количеств пинетранта приводит к значительным и далеко не всегда понятным разбросам экспериментальных данных.

Влагостойкость полимеров без воздействия электрического поля на протяжении многих лет детально изучена, установлены закономерности массопереноса. Однако реальная полимерная изоляция работает в условиях сильных электрических полей, влияние которых на увлажнение полимерной изоляции кабеля изучено слабо, недостаточны теоретические проработки и практически отсутствуют экспериментальные данные в этой области. Поэтому проблема увлажнения полимеров при воздействии электрического поля, включая такие аспекты, как изучение кинетики поглощения влаги полимерным материалом; влияние влаги на диэлектрические потери полимеров; проведение экспериментов по изучению диэлектрических характеристик при воздействии электрического поля на увлажнение представляют существенный практический и теоретический интерес.

Научная новизна работы.

Впервые проведены исследования влияния электрического поля на увлажнение полимерных диэлектриков, широко применяющихся в системах электрической изоляции. Установлено, что неоднородное электрическое поле, при сравнении с однородным электрическим полем, существенно ускоряет сорбцию воды в полимер.

Предложена методика, позволяющая определить влияние электрического поля на увлажнения полимерных материалов.

Полученные экспериментальные данные по влиянию электрического поля на увлажнение полимерной изоляции позволяют разработать модель увлажнения диэлектриков под воздействием электрического поля, в основу которой положено представление о диффузии полярной молекулы в сторону увеличения градиента напряженности электрического поля.

Практическая ценность.

Ускорение увлажнения полимеров под воздействием неоднородного переменного электрического поля позволяет создать экспресс - метод определения влияния влаги на свойства полимеров, а также характеристик их влагостойкости.

Полученные экспериментальные данные позволяют оценить стойкость полимеров к воздействию влаги при наличии электрического поля и использовать полученные данные в других областях техники.

Цель работы.

Целью данной диссертационной работы является экспериментальное исследование влияния электрического поля на процесс диффузии воды в полимерах, использующихся в системах электрической изоляции.

На защиту выносится:

• Комплекс экспериментальных результатов изучения влияния электрических полей на увлажнение полимерных диэлектриков, используемых в кабельной изоляции.

• Модель явлений, ускоряющих увлажнение полимеров под воздействием неоднородного электрического поля.

Публикации по данной диссертационной работе.

По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ в виде статей и тезисов докладов.

1. Белоусов Ф.А.,. Вердина Я.В, Канискин В.А. Влияние электрического поля на процесс увлажнения кабельной полиэтиленовой изоляции. Научно-техническая конференция студентов (в рамках 24-й недели науки СПбГТУ) -СПб.: Тезисы доклада. СПбГТУ, 1995. - С. 42-43.

2. Белоусов Ф.А.,. Вердина Я.В, Сажин Б.И. Научно-техническая конференция студентов (в рамках 24-й недели науки СПбГТУ). //Тезисы докладов, СПбГТУ, С.-Петербург, 1996. - С. 275.

3. Влияние электрического поля на увлажнение полимерной электрической изоляции. Белоусов Ф.А., Вердина Я.В., Гапченко Е.Л., Канискин В.А., Сажин Б.И.//Электричество №11,1997. - С. 68-69.

4. Белоусов Ф.А., Канискин В.А., Сажин Б.И. Влияние электрического поля на процесс увлажнения ПЭ изоляции кабелей.//Труды международной научно-технической конференции «Физика твердых диэлектриков» (Диэлектрики-97). С.-Петербург.24-27.06.1997. СПбГТУ. секция 4. - С.146-147. 7

5. Влияние электрического поля на увлажнение в полиэтиленовой кабельной изоляции Белоусов Ф.А., Канискин В.А., Сажин Б.И., Созонов В.Н. //Электричество №9,1999. - С. 51-53.

6. Белоусов Ф.А., Канискин В.А.,Сажин Б.И.,. Влияние электрического поля на увлажнение полимерной изоляции.//Сборник тезисов Международной научно-технической конференции: «Изоляция-99», 15-18.06.1999. СПб. - С. 99.

7. Belousov F.A., Kaniskin V.A., Sazhin B.I. and Sozonov V.N. The influence of an alternating electrical field on the moistening of polyethylene cable insulation. //Electrical Technology Russia. No3, 1999. - P. 128-133.

8. Белоусов Ф.А., Канискин B.A., Сажин Б. И. Влияние электрического поля на увлажнение полимерной изоляции. //Труды 9-ой Международной конференции «Физика диэлектриков» (Диэлектрики-2000) С.-Петербург, 17-22.09.2000.СП6: РГПУ, 2000. Секция 3.2.

9. Массоперенос в электрическом поле. Белоусов Ф.А., Ваксер В. А., Канискин В. А., Сажин Б. И., Старовойтенков В.В., Ступина В.К. Там же. Секция 8.2.

10. Белоусов Ф.А., Канискин В.А., Сажин Б. И. Влияние электрического поля на коэффициент диффузии воды в полимерах. /Труды 4-ой международной конференции «Электротехника, электромеханика и электротехнологии» (МКЭЭ-2000).Москва, 18-22.09.2000 М.: МЭИ, -С .58-59.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

В соответствии с темой диссертационной работы в литературном обзоре рассмотрены следующие вопросы.

Увлажнение полимеров без воздействия электрического поля.

Увлажнение полимеров при воздействии постоянного и переменного электрических полей.

Диэлектрические потери как характеристика полимера, изменяющаяся при увлажнении.

3.4. ВЫВОДЫ ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ЧАСТИ.

На основе разработанной методики проведен комплекс экспериментов по увлажнению полимерных диэлектриков в различных условиях. Выявлены закономерности изменения значений tgд и массы образцов от времени увлажнения. Показано, что переменное неоднородное электрическое поле наиболее сильно влияет на процесс увлажнения полимерной изоляции. Следует отметить, что постоянное неоднородное электрическое поле также оказывает влияние на процесс увлажнения по ионному механизму, но в силу незначительности изменения массы образцов этот механизм не является основным. Отмечено, что в однородном электрическом поле ускорения роста значений tgд и массы образцов не наблюдалось. На основе полученных данных рассчитан коэффициент диффузии, который увеличился при увлажнении в постоянном электрическом поле в 3 - 20 раз и в 10-100 раз при увлажнении в переменном электрическом поле по сравнению с увлажнением без воздействия электрического поля. Проведен анализ увлажнения полимерной изоляции, включающий в себя три основных механизма увлажнения.

3.5. О МОДЕЛИ УВЛАЖНЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ ИЗОЛЯЦИИ.

Как отмечалось в главе 1, на капельки воды действуют пондеромоторные силы, увлекающие воду в глубь полимера. Кроме того, возможны три молекулярных механизма влияния электрического поля на увлажнение полимеров:

- ионный

- дипольный

- мольионный.

Рассмотрим воздействие этих механизмов в отдельности.

Об ионном механизме.

Расчеты показывают (гл.1 стр. 17) , что даже у самых электропроводящих образцов для изменения массы, благодаря электролизу на 0,01%, требуется около 3 тысяч часов времени прохождения через них электрического тока, а проводимые опыты были значительно более короткими.

Ионный механизм должен проявляться и в однородном электрическом поле. Рассмотрим увлажнение СЭВ в переменном однородном и неоднородном электрических полях. Из приведенных данных (рис. 101 и рис. 102) видно, что увеличения значения tgS и массы образцов СЭВ при воздействии однородного электрического поля не наблюдается, в отличие от воздействия неоднородного электрического поля, где рост этих величин существенен. Аналогичные данные о том, что однородное электрическое поле не влияет на скорость увлажнения, получены и для других исследованных нами полимеров (рис. 103 и рис. 104, таблица 16).

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Предложен метод определения коэффициента диффузии по увеличению массы образцов и росту значения tgS. В обоих случаях метод позволяет получить усредненные по всей кинетической кривой значения коэффициента диффузии.

Выявлен процесс увлажнения полимерной изоляции без воздействия электрического поля. Даны количественные оценки коэффициенту диффузии, как основной характеристике увлажнения, которые совпадают с литературными значениями.

Изучено влияние однородного и неоднородного электрических полей на увлажнение полимерной изоляции. Показано, что однородное электрическое поле не влияет на скорость увлажнения полимеров. Проведен комплекс экспериментов по изучению увлажнения ПЭ высокого давления, ПВБ, ПЭТФ, ПВХ, СЭВ. Установлено, что увлажнение при воздействии электрического поля происходит существенно быстрее, чем без воздействия него. Показано, что воздействие на процесс увлажнения переменного электрического поля частотой 50Гц существенно больше, чем постоянного электрического поля. Установлено, что наличие солей в растворе электролита ускоряет процесс увлажнения полимерной изоляции.

Проведенный анализ показал, что ускорение увлажнения полимеров при воздействии неоднородного электрического поля может быть связано с воздействием этого поля на электрические моменты отдельных молекул воды как изолированных молекул, так и их агрегатов - капелек воды.

По полученным данным, на основе разработанной методики произведен расчет коэффициентов диффузии, который показал, что эти значения возрастают в 10-100 раз при воздействии переменного электрического поля

На основе проведенных экспериментов предложена модель явлений, ускоряющих увлажнение полимерной изоляции при воздействии переменного электрического поля.

172

1. Электрические свойства полимеров/Сажин Б.И., Лобанов A.M., Романовская О.С. и др. Под ред. Сажина Б.И. — 3-е изд., перераб. — Л.; Химия, 1986. с. 224., ил.

2. Михайлов М.М., Влагопроницаемость органических диэлектриков — М.; Госэнергоиздат, I960.,-с. 163.

3. Николаев Н.И., Диффузия в мембранах. М:, Химия, 1980., с 232., ил.

4. Диффузия и массоперенос в химической кинетике Межвузовский сборник. Красноярск:, Крас ГУ , 1979., с. 120.

5. Товбин Ю.К., Теория физико-химических процессов на границе газ-диэлектрик — М.,Мир 1984., с. 555. ил.

6. Казарновский Д.М., Тареев Б.М., Испытания электроизоляционных материалов — Л., Энергия:, 1969. с. 296.

7. Губкин А.Н. Физика диэлектриков /Учебное пособие для ВУЗов — М., Высшая школа. 1971.-е. 272.

8. Вода в полимерах Пер с англ яз. Под ред. С. Роуленда — М., Мир, 1984. - с. 555. ил.

9. Иоффе А.Ф. О физике и физиках — Л., Наука, 1977. е.- 260.

10. Канискин В.А. Влияние электрического поля на процесс увлажнения электрической изоляции // Электричество. — 1991. № 10.

11. Канискин В.А., Середа Г.Г. Оценка стойкости кабельной полиэтиленовой изоляции к водным триингам — Изв. вузов. Энергетика. 1989. №12.

12. Браун В. Диэлектрики. Перевод с англ. яз. А.Н. Губкина. — М. Издательство Иностранной литературы 1961.-е. 326.

13. Рабинович В.А. Хавин З.Я. Краткий химический справочник: Справ.изд./ Под ред. Потехина А. А. и Ефимова А. И. — 4-е изд., стереотипное. — СПб: Химия, 1994.,-с. 432.

14. Липатов Ю.С., Нестеров А.Е., Гриценко Т.М., Веселовский P.A. Справочник по химии полимеров — Киев: Наукова думка. 1971.-е. 532.

15. Журков С.Н., Рыскин Г.Я. ЖТФ, 24 т., в.5., 1954. с. 629

16. Г. Т. Сканави. Физика диэлектриков Москва 1949 Ленинград, - с. 500.

17. D. Andrews, I. Johnston, J.Amer. Chem. Soc; 46, 640, 1924.

18. Энциклопедия Полимеров. 1 том. "А-К" — М, 1972, 1224 стб. с ил.

19. Энциклопедия Полимеров. 2 том ."Л-П" — М, 1974, 1032 стб. с ил.

20. Энциклопедия Полимеров. 3 том . " П-Я" — М, 1977,1152 стб. с ил.

21. Ушаков С. Н., Поливиниловый спирт и его производные. Т.1-2, М.Л., 1960.

22. Николаев А.Ф., Синтетические полимеры и пластические массы на их основе, 2 изд., — М.-Л., 1966.

23. Справочник по пластическим массам /Под ред. М.И. Гарбара и др. Т.1, — М. 1967.

24. Ethylene and its industrial derivatives, ed. S. A. Miller, L., 1969, p. 1041.

25. Кузнецов Д.И. Влияние эксплуатационных факторов на рост водного триинга в кабельной изоляции на основе полиэтилена /Диссертация на соиск. ученой степени к.т.н., СПб, 1992.

26. Filippini J. С. Effect of Streguency on the growth of the water trees in polyethylene// IEEE Trans. Elec. Insulat. 1982. 17 №6. p. 554-559.

27. Kolkner W., Muller V., Water Treeing in PE and XLPE insulated High Voltage Cables // CIGRE Int. Conf. Large High Voltage Elec. Syst. Paris. 1982. p. 21-27.

28. Densley R.I., An investigation into the growth of electrical trees in XLPE cable insulation // IEEE Trans. El-14. 1979. p. 148-158.

29. J. Jow. Material Differentiation by Water Treeing Test // Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena., 1999. Vol. II. p. 500-503.

30. J. Kawai, M. Ogishima, J. Shinagawa. Dynamism of Interconnected Channels in Water Treed Polyethylene Under a Constant Voltage // Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena., 1999. Vol. II. p. 504-507.

31. Влияние переменного электрического поля на увлажнение полиэтиленовой кабельной изоляции. Ф.А. Белоусов, В.А Канискин., Б.И Сажин, В.Н. Созонов. // Электричество №9, 1999. с. 51-53.

32. Готлиб Ю.Я., Даринский А.А., Светлов Ю. Е. Физическая кинетика макромолекул — Л., Химия, 1986., с. 271, ил.

33. Сажин Б.И. Прохождение электрического тока через высокомолекулярные диэлектрики. Диссертация на соиск. уч.степени доктора физ.-мат. наук. 1971.

34. Ikada Е., Sugimara Т., Аоуаша Т. Polymer, 1975, v. 16, - p. 101-104.

35. Hashizume Т., Shinoda С., Nakamura К., Hotta M., Tani Т. Yazaka gijutsu ripoto = Yasaki Techn. Rept.-1996, N20. с.14-20.-Яп.; рез. Англ.-ISSN 0386-3794 JP.

36. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей — Изд. АН СССР 1945.

37. Волькенштейн М.В. Конфигурационная статистика полимерных цепей — Изд. АН СССР 1959.

38. Рейтлингер С.А. Успехи химии и технологии полимеров, сб. 3, — Госхимиздат, 1960,-с. 164.

39. К. Tsuda, Preprints of Scientific Papers, International Symposium on Macromolecular Chemie, Section 8, Tokyo Kyoto, 1966.

40. A. S. Michaels, J. Polymer Sci., № 41, (1959); № 50 (1961).

41. J. Crank, G. Park, Diffusion in Polymers, Lond. -N. Y. 1968.

42. Ушаков В. Я., Электрическое старение и ресурс монолитной полимерной изоляции — М. Энергоатомиздат, 1988. - с. 99-103.

43. Воробьев А. С., Головчанский Е. М., Власов А. Б, Механизм старения, защита и расчет срока службы электрической изоляции, состаренной в контакте с электролитом // Состояние и переспектива развития электрической изоляции. Л.; 1980. с. 26-29.

44. Шувалов М.Ю., Ромашкин А.В., Маврин М.А., Овсиенко В.Л. Видеомикроскопия триинга // Электричество. 1996, №3.

45. Sletbak J., Ildstat Е. The validity of the mechanical damage theory of water treeing tested against experimental results Conf. Rec. Of 1984 Int. Symp. on Elect. Insult. Montreal. Canada. June 11-13.1984.

46. Sletbak J. The mechanical damage theory of water treeing a status report -Proceedings of the 3rd Int. Conf. on Properties and Applications of Diel. Materisls. July 8-12. 1991. Tokyo, Japan.

47. Poggi Y., Raharimala V., Filipini J.C Water treeing, as mechanical damage: macroscopic and microscopic approach, influence of testspecimen process parameters . IEEE Transactions, 1990, vol. EI - 25, - № 6.

48. Шувалов M. Ю., Маврин M. А., Рост водного триинга как диффузионнно-кинетический процесс // Электричество. 1999. - № 4.

49. Краснер JI. В.,. Михайлов Г. П. Влияние влаги на дипольно-радикальные потери в поливинилацетате. — Высокомолекулярные соединения том1 1959, №4, с. 558-562.

50. С. Т. Meyer , A. Chamel. Water and Ion Absorption by polyethylene in relation to water treeing — IEEE Transactions on Electrical Insulation Vol. EI-15 N 5, October 1980.

51. Auckland D. W., Cooper R. Absorption of water by electrically stressed polyethylene. Proc. Inst. Elec. Eng. 1975 122 , N8, p 860-864.

52. Левин С.М., Петров В.В., Погодина Ж.П. Исследование полиимидно-фторопластовой изоляции в условиях воздействия водной среды и других эксплуатационных факторов. Сб."Электросила". Л. Энергоатомиздат. 1990.

53. Михайлов Г.П., Сажин Б.И., Исследование диэлектрических потерь и проницаемости кристаллизирующихся полимеров // Высокомолекулярные соединения. 1959. - №1, с. 9-16.

54. Eisenberg D, Kauzmann W. The Structure and Properties of Water. Oxford: Oxford Univ. Press, 1969.

55. Михайлов Г.П., Борисова Т.И., Митманходжиев A.C., Исследование молекулярного движения в поливинилацеталях диэлектрическим методом // Высокомолекулярные соединения. 1999. т. 8., №6. с.991-996.

56. Дебай. Полярные молекулы, ГТТИ, 1931.

57. Debye and Ramm., Phys. Rev. 28.28,1937.

58. Кабанова Н.Г. Влияние старения на диэлектрические свойства полиэтиленовой изоляции радиочастотных кабелей. JI. 1988. Дис. на соиск. уч.ст. к.т.н. ЛПИ им. М. И. Калинина.

59. F. Guastavino, Е. Torello, С. Lonzar, A. Strignano. Study of extruded power cable insulation anisotropy by means of electrical treeing growth tests. // Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena., 1999. Vol. II. p. 524-527.

60. T. Toyoda, S. Mukai,Y. Ohki, Y. Li, T. Maeno. Conductivity and Permittivity of Water Tree in Polyethylene. // Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena., 1999. Vol. II. p. 577-580.

61. B.R. Varlov, G.J. Malkin. Electrical Treeing in Mechanically Pre-stressed Insulation.// Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena., 1999. VI. II. p. 593-596.

62. Борисов B.H., Халилов Ф.Х., Изоляция электрических подстанций и станций. — Из-во МЭИ, 1984г. 16п. л.

63. Костенко М.В., Неврузинов Ю.М., Халилов Ф.Х. Грозозащита электрических сетей в районах с высоким сопротивлением грунтов. — Из-во Наука, 1984. 12п. л.

64. Набока Б.Г., Беспрозванных А.В., Васильева О.В. Анализ слабых мест в изоляции кабелей с секторными жилами. //Труды 9-ой Международнойконференции «Физика диэлектриков» (Диэлектрики-2000) С.-Петербург, 17-22.09.2000.СП6: РГПУ, 2000.

65. Набока Г.Б., Гурин А.Г. Влияние гигроскопического увлажнения на стеклослюдинитовую изоляцию катушек. Там же.

66. Потемкин А.В., Зеленов Ю.В. Особенности проявления молекулярной подвижности полимеров в условиях одновременного действия на них различных силовых факторов. ВМС, серия Б, 1994, т.36, №3, с.489.

67. Mole G.: "A mechanism of water treeing in polyethylene cable insulation". Word electrochemical congress, Moscow, June 1977.

68. Auckland D.W. and Cooper R.: "Investigation of water absorption by electrically stress polythene", Proc. IEE, 1975, 122, (8), pp. 860-864.

69. Шувалов М.Ю., Маврин M.A., Овсиенко В. JI., Ромашкин А.В. Видеомикроскопия электрических и водных триингов. Э., 1997, №7.

70. Karasaki Т., Toya A., Tanimoto G. Et.al.Generation of colored tree under influence of additives and impurities. Revue de I'Electricite' et de I'Electrigue' (REE). Numero special, Aout, 1996.

71. Шувалов М.Ю. Зарождение электрического триинга как процесс развития микроочаговой взрывной неустойчивости. Электротехника, 1997, №12.

72. Овсиенко В.Л., Шувалов М.Ю., Колосков Д.В., Ромашкин А.В. Возможности микроэксперимента в исследовании электрической изоляции кабелей высокого напряжения. Кабельная техника, №10-11,1997.

73. Xu J.J., Boggs S.A. The chemical nature of water treeing: theories and evidence. IEEE Electrical Insulation Magazine, 1994, vol. 10, №5.

74. Rakovska A., Hajdrowski K. Progress in quality of XLPE insulation for medium voltage cables. Texas. Conference 'Jicable 99', 1999.

75. Parpal J.L., Cardinaels J., Meurer D. AC field ageing of power cables. Texas. Conference 'Jicable-99', 1999.

76. Красиков H.H. К моделированию электрополевой активации воды//Электротехника. 1999. №3. с.58-60.178

77. Красиков H.H., Шуваев O.B. Кокунин A.B. О некоторых процессах происходящих в жидкостях при бесконтактном действии электрического поля//Электротехника. 2000. №5. с. 30-31.

78. Ваксер Н.М., Сторовойтенков В.В., Ступина В.К. Разработка методов увеличения жизнеспособности компаундовЮлектротехника. 2000. №3. с.30.

79. Федотова М.В., Тростин В.Н. Исследование влияния давления на структурные особенности водного раствора хлорида натрия методом интегральных уравнений//ЖФХ. 1999. т.73. №6. с. 1025-1028.

80. Демиденко Н.М. Аномалия диэлектрической проницаемости воды в диапазоне частот 2 103 105Гц//ЖФХ. 1999. т.73. №6. - с.1107-1111.

81. Чу ев И.И., Дубровский А. Д. Активности ионов и ионных ассоциатов в растворах сильных электролитов//ЖФХ. 1999. т.73. №1. с.50-52.

82. Григорьев А.И, Ширяева С.О., Жаров А.Н. Неустойчивость во внешнем электростатическом поле пузыря в жидком диэлектрике//Журнал технической физики. 1999. т.69. №11. с. 11-13.179