Obliczenia symulacyjne prądu upływu powierzchni starzonych izolatorów trakcyjnych w ujęciu teorii perkolacji

W pracy przedstawiono wartości natężenia prądu upływu powierzchni izolatorów trakcyjnych kompozytowych uzyskane w czasie badań starzeniowych oraz obliczeń symulacyjnych za pomocą modeli elektrycznych perkolacji ich powierzchni. Badania procesu starzenia izolatorów trakcyjnych przeprowadzono w stosownej komorze starzeniowej przy odpowiedniej wartości napięcia sieci i określonym stężeniu solanki w postaci mgły. Pomiary i rejestrację prąd upływu powierzchni starzonych izolatorów trakcyjnych dokonywano za pomocą specjalnie zbudowanego urządzenia. Natomiast obliczenia symulacyjne prądu upływu powierzchni starzonych izolatorów trakcyjnych dokonano za pomocą modeli elektrycznych perkolacji (perkolacja dla gałęzi na sieci) ich powierzchni. Modele elektryczne perkolacji stanowią obwody elektryczne, które składają się z sieci kwadratowych o charakterze impedancyjnym oraz odpowiednich źródeł napięcia o określonej częstotliwości. Modele elektryczne perkolacji zawierają losowe sposoby zwierania gałęzi na sieciach. Procedura obliczeń symulacyjnych prądu upływu starzonych izolatorów trakcyjnych polegała na stworzeniu ich schematów zastępczych powierzchni oraz zadeklarowaniu stosownych analiz prądowych w programie PSpice. Uzyskane w ten sposób wartości natężenia prądu upływu powierzchni izolatorów prętowych porównano z wartościami wyznaczonymi doświadczalnie podczas badań starzeniowych. Otrzymano podobne wartości natężenia prądu upływu powierzchni izolatorów w wyniku obliczeń symulacyjnych (teoria perkolacji) oraz pomiarów laboratoryjnych.

The paper presents the value of traction composite insulator surface’s leakage current obtained during the study of aging and the simulation calculations using electrical models of their surface’s percolation. The research of traction insulators going process have been conducted in the appropriate chamber at a suitable voltage value with a certain concentration of the brine in the form of mist. The measurement and registration of surface leakage current of aged traction insulators have been made using specially developed equipment. The simulation calculations of aged traction insulators surfaces’ leakage have been made using the models of their surface’s electrical percolation (percolation for the branch network). Electrical percolation models represent electric circuits, which consist of impedance square networks and the corresponding voltage sources of a specific frequency. The electric percolation models include the random ways of closing the branches on the network. The procedure of simulation calculations of aged traction insulators surfaces’ leakage current was to create their surfaces’ substitute diagrams and to declare the relevant current analyzes in PSpice software. The obtained values of rod insulators surfaces’ leakage current have been compared with the values designated experimentally during the aging researches. The values of insulators surfaces’ leakage current obtained as a result simulation calculations (percolation theory)were similar to the laboratory measurements.