Pomiary i modelowanie wpływu parametrów konstrukcyjnych kabli elektroenergetycznych na występujące w nich zjawiska falowe

Kable elektroenergetyczne charakteryzują się dużą różnorodnością wykonania, zarówno jak chodzi o ich geometrię, strukturę poszczególnych elementów funkcjonalnych w przekroju kabla, jak również stosowane materiały konstrukcyjne. Ma to wpływ na właściwości transmisji sygnałów elektrycznych, w szczególności sygnałów szybkozmiennych, co z kolei w wielu praktycznie spotykanych sytuacjach ma znaczenie dla poprawności analizy rejestrowanych przebiegów falowych. Właściwości transmisyjne, w tym prędkość propagacji fali, impedancja falowa, tłumienność itd. mają znaczenie zarówno przy analizie sygnałów o dużych amplitudach – charakterystycznych dla fal przepięciowych pojawiających się w układach elektro-energetycznych, jak również przy sygnałach o niewielkich energiach, ale o bardzo krótkich czasach trwania – występujących np. podczas pomiarów impulsów wyładowań niezupełnych, powstających w defektach izolacji kablowej lub w osprzęcie kablowym. Celem artykułu jest: 1) przedstawienie wpływu konstrukcji kabli na wstępujące w nich zjawiska falowe na przykładzie wyników pomiarów prędkości propagacji impulsów wykonanych na wybranych, różnych rodzajach kabli, 2) opis modeli kabli stosowanych dla szacowania właściwości transmisyjnych – opartych na schematach zastępczych, uwzględniających poszczególne elementy ich konstrukcji.

Electric power cables are of different design, geometry, structure of functional elements, and applied materials. These elements influence on wave propagation parameters of cables and quality of propagating signals analysis. Transmission properties of cable i.e. wave propagation velocity, surge impedance, and attenuation coefficient are important for both: low amplitude, short time signals (like for PD sources localization) and for high level disturbances (overvoltages). Paper presents: 1) influence of cable construction on observed wave-propagation effects, 2) description of simplified cable models – based on equivalent circuits, used for evaluation of wave propagation parameters.