Bulletin of scientific research results Bulletin of scientific research results Бюллетень результатов научных исследований 2223-9987 104603 10.20295/2223-9987-2025-3-61-75 Проблематика транспортных систем PROBLEMATIC OF TRANSPORT SYSTEM Проблематика транспортных систем Assessment of DC Cable Line Damage During Urban Electric Transport Operation Исследование повреждений кабельных линий постоянного тока в процессе эксплуатации на городском наземном электрическом транспорте Агунов Александр Викторович Agunov Aleksandr Viktorovich alexagunov@mail.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Тураев Семен Константинович Turaev Semen Konstantinovich skturaev@mail.ru Щербаков Роман Александрович Scherbakov Roman Aleksandrovich mrz@yandex.ru Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Россия Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University Russian Federation СПб ГУП «Горэлектротранс» Россия SUE “Gorelectrotrans” Russian Federation АО «Ленгипротранс» Россия JSC “Lengiprotrans” Russian Federation 28 09 2025 28 09 2025 2025 3 61 75 24 06 2025 20 07 2025 https://itt-pgups.ru/en/nauka/article/104603/view

Цель: Выполнить анализ факторов, влияющих на срок службы кабельных линий городского наземного электрического транспорта, а также существующих моделей расчета старения изоляции. Методы: Исследование процессов, оказывающих наиболее сильное влияние на изоляцию кабельных линий городского наземного электрического транспорта, оценка эффективности существующих математических моделей на основе анализа учитываемых факторов влияния и полученных результатов. Результаты: В работе представлено подробное описание контроля состояния кабельных линий городского наземного электрического транспорта на сегодняшний день, а также приведен анализ факторов, окаЗывающих влияние на нормальное старение изоляции кабельных линий. Выполнена оценка эффективности существующих математических моделей расчета срока службы изоляции. Практическая значимость: Результаты проделанной работы позволяют сделать следующий шаг к усовершенствованию математического моделирования по расчету срока службы изоляции кабельных линий, которая может быть применена в разрабатываемой методике непрерывного мониторинга и превентивном анализе аварийного состояния кабельных линий, проложенных под земляным полотном.

Purpose: To analyze the factors influencing the service life of urban electric transport cables, as well as the existing calculation models of insulation aging. Methods: The investigation will examine the factors that most influence the insulation of cable lines in urban electric transport. The efficiency of existing mathematical models will be evaluated based on the analysis of these factors and the results obtained. Results: The paper presents a comprehensive monitoring of cable lines of urban electric transport to date, as well as an analysis of the factors that influence the normal aging of cable line insulation. The efficiency of the existing mathematical models for calculating the cable insulation service life has been evaluated. Practical significance: The results of the investigation carried out have enabled a further step to be taken in the improvement of mathematical modelling for the calculation of cable line insulation service life. This can be applied in the method of ongoing monitoring and analysis of the condition of cable lines laid under the earth formation, in order to prevent potential emergencies.

 Городской электрический транспорт энергохозяйство кабельные линии диагностика мониторинг Urban electric transport energy management cable lines diagnostics monitoring

 

Правила устройства электроустановок / НЦ ЭНАС. — М., 2000. — 552 с. Pravila ustroystva elektroustanovok / NC ENAS. — M., 2000. — 552 s. Пономарев Н. В. Анализ методов диагностики состояния силовых высоковольтных кабельных линий / Н. В. Пономарев // Вестник КузГТУ. — 2012. — № 5(93). — С. 68–71. Ponomarev N. V. Analiz metodov diagnostiki sostoyaniya silovyh vysokovol'tnyh kabel'nyh liniy / N. V. Ponomarev // Vestnik KuzGTU. — 2012. — № 5(93). — S. 68–71. Гудков В. В. Особенности методик и средств испытаний кабелей с СПЭ-изоляцией / В. В. Гудков // Энергобезопасность и энергосбережение. — 2009. — № 6. — С. 9–11. Gudkov V. V. Osobennosti metodik i sredstv ispytaniy kabeley s SPE-izolyaciey / V. V. Gudkov // Energobezopasnost' i energosberezhenie. — 2009. — № 6. — S. 9–11. Койков С. Н. Электрическое старение твердых диэлектриков / С. Н. Койков, А. Н. Цикин. — Л.: Энергия, 1968. — 186 с. Koykov S. N. Elektricheskoe starenie tverdyh dielektrikov / S. N. Koykov, A. N. Cikin. — L.: Energiya, 1968. — 186 s. Степанов В. М. Определение электрического сопротивления изоляции и емкости кабелей / В. М. Степанов, С. В. Ершов // Известия ТулГУ. Технические науки. — 2010. — № 3–5. — С. 62–64. Stepanov V. M. Opredelenie elektricheskogo soprotivleniya izolyacii i emkosti kabeley / V. M. Stepanov, S. V. Ershov // Izvestiya TulGU. Tehnicheskie nauki. — 2010. — № 3–5. — S. 62–64. Соломенцев К. Ю. Измеритель тока для исследования токов абсорбции в диэлектриках / К. Ю. Соломенцев и др. // Современные энергетические системы и комплексы и управление ими: материалы 13-ой Международной научно-практической конференции. — 2015. — С. 97–99. Solomencev K. Yu. Izmeritel' toka dlya issledovaniya tokov absorbcii v dielektrikah / K. Yu. Solomencev i dr. // Sovremennye energeticheskie sistemy i kompleksy i upravlenie imi: materialy 13-oy Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii. — 2015. — S. 97–99. Власов А. Б. Факторный анализ диагностической модели тепловизионного контроля электрической машины / А. Б. Власов, Е. А. Мухин, Б. Д. Царев // Вестник МГТУ. — 2013. — № 1. — С. 46–51. Vlasov A. B. Faktornyy analiz diagnosticheskoy modeli teplovizionnogo kontrolya elektricheskoy mashiny / A. B. Vlasov, E. A. Muhin, B. D. Carev // Vestnik MGTU. — 2013. — № 1. — S. 46–51. Уразов Д. Ю. О преимуществах тепловизионного метода анализа работы электрооборудования / Д. Ю. Уразов // Вестник ВГУИТ. — 2012. — № 3. — С. 51–53. Urazov D. Yu. O preimuschestvah teplovizionnogo metoda analiza raboty elektrooborudovaniya / D. Yu. Urazov // Vestnik VGUIT. — 2012. — № 3. — S. 51–53. Сотников В. В. Математическое моделирование системы локализации и типизации повреждений работающей силовой сети / В. В. Сотников // Вестник СГТУ. — 2011. — № 4(62). — С. 165–169. Sotnikov V. V. Matematicheskoe modelirovanie sistemy lokalizacii i tipizacii povrezhdeniy rabotayuschey silovoy seti / V. V. Sotnikov // Vestnik SGTU. — 2011. — № 4(62). — S. 165–169. Аникушин Д. Г. Анализ методов определения мест повреждения кабельных линий на основе неразрушающей диагностики / Д. Г. Аникушин // Известия ТулГУ. Технические науки. — 2012. — Т. 3. — № 12. — С. 78–84. Anikushin D. G. Analiz metodov opredeleniya mest povrezhdeniya kabel'nyh liniy na osnove nerazrushayuschey diagnostiki / D. G. Anikushin // Izvestiya TulGU. Tehnicheskie nauki. — 2012. — T. 3. — № 12. — S. 78–84. Конкин А. А. Полиолефиновые волокна / А. А. Конкин, М. П. Зверев. — 3-е изд. — Л.: Химия, 1966. — 280 с. Konkin A. A. Poliolefinovye volokna / A. A. Konkin, M. P. Zverev. — 3-e izd. — L.: Himiya, 1966. — 280 s. Тагер А. А. Физико-химия полимеров / А. А. Тагер; под ред. А. А. Аскадского. — М.: Научный мир, 2007. — 576 с. Tager A. A. Fiziko-himiya polimerov / A. A. Tager; pod red. A. A. Askadskogo. — M.: Nauchnyy mir, 2007. — 576 s. Whitman L. C. Calculation of life characteristics of insulation / L. C. Whitman, P. Doigan // Transactions of the American Institute of Electrical Engineers, Part I: Communication and Electronics. — 1954. — Vol. 73. — Iss. 3. —Pp. 193–198. Whitman L. C. Calculation of life characteristics of insulation / L. C. Whitman, P. Doigan // Transactions of the American Institute of Electrical Engineers, Part I: Communication and Electronics. — 1954. — Vol. 73. — Iss. 3. —Pp. 193–198. Жанчипов Б. Д. Радиационная электризация диэлектриков / Б. Д. Жанчипов, К. А. Истомин // Ресурсоэффективные системы в управлении и контроле: взгляд в будущее: научные труды III Международной конференции школьников, студентов, аспирантов, молодых ученых. — Томск: Изд-во ТПУ, 2014. — Т. 1. — С. 83–90. Zhanchipov B. D. Radiacionnaya elektrizaciya dielektrikov / B. D. Zhanchipov, K. A. Istomin // Resursoeffektivnye sistemy v upravlenii i kontrole: vzglyad v buduschee: nauchnye trudy III Mezhdunarodnoy konferencii shkol'nikov, studentov, aspirantov, molodyh uchenyh. — Tomsk: Izd-vo TPU, 2014. — T. 1. — S. 83–90. Luo P. Thermal and mechanical properties analysis for EHV XLPE cables with different operating years / P. Luo et al. // 2013 Annual Report Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena. — Vol. 3. — Pp. 47–51. Luo P. Thermal and mechanical properties analysis for EHV XLPE cables with different operating years / P. Luo et al. // 2013 Annual Report Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena. — Vol. 3. — Pp. 47–51. Shimada A. Degradation distribution in insulation materials of cables by accelerated thermal and radiation ageing / A. Shimada et al. // IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. — 2013. — Vol. 20. — Iss. 6. — Pp. 2107–2116. Shimada A. Degradation distribution in insulation materials of cables by accelerated thermal and radiation ageing / A. Shimada et al. // IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. — 2013. — Vol. 20. — Iss. 6. — Pp. 2107–2116. Aras F. Aging of 154 kV underground power cable insulation under combined thermal and electrical stresses / F. Aras et al. // IEEE Electr. Insul. Mag. — 2007. — Vol. 23. — Iss. 5. — Pp. 25–33. Aras F. Aging of 154 kV underground power cable insulation under combined thermal and electrical stresses / F. Aras et al. // IEEE Electr. Insul. Mag. — 2007. — Vol. 23. — Iss. 5. — Pp. 25–33. Kim C. Investigation of dielectric behavior of thermally aged XLPE cable in the high- frequency range / C. Kim et al. // Polym. Test. — 2006. — Vol. 25. — Iss. 4. — Pp. 553–561. Kim C. Investigation of dielectric behavior of thermally aged XLPE cable in the high- frequency range / C. Kim et al. // Polym. Test. — 2006. — Vol. 25. — Iss. 4. — Pp. 553–561. Langlois V. Thermooxidative aging of crosslinked linear polyethylene: Stabilizer consump- tion and lifetime prediction / V. Langlois et al. // Polym. Degrad. Stab. — 1993. — Vol. 40. — Iss. 3. — Pp. 399–409. Langlois V. Thermooxidative aging of crosslinked linear polyethylene: Stabilizer consump- tion and lifetime prediction / V. Langlois et al. // Polym. Degrad. Stab. — 1993. — Vol. 40. — Iss. 3. — Pp. 399–409. Gulmine J. V. Correlations between structure and accelerated artificial ageing of XLPE / J. V. Gulmine, L. Akcelrud // Eur. Polym. J. — 2006. — Vol. 42. — Iss. 3. — Pp. 553–562. Gulmine J. V. Correlations between structure and accelerated artificial ageing of XLPE / J. V. Gulmine, L. Akcelrud // Eur. Polym. J. — 2006. — Vol. 42. — Iss. 3. — Pp. 553–562. Celina M. Accelerated aging and lifetime prediction: Review of non-Arrhenius behaviour due to two competing processes / M. Celina, K. T. Gillen, R. A. Assink // Polym. Degrad. Stab. — 2005. — Vol. 90. — Iss. 3. — Pp. 395–404. Celina M. Accelerated aging and lifetime prediction: Review of non-Arrhenius behaviour due to two competing processes / M. Celina, K. T. Gillen, R. A. Assink // Polym. Degrad. Stab. — 2005. — Vol. 90. — Iss. 3. — Pp. 395–404. Sugimoto M. Product analysis for polyethylene degradation by radiation and thermal ageing / M. Sugimoto et al. // Radiat. Phys. Chem. Elsevier. — 2013. — Vol. 82. — Iss. 1. — Pp. 69–73. Sugimoto M. Product analysis for polyethylene degradation by radiation and thermal ageing / M. Sugimoto et al. // Radiat. Phys. Chem. Elsevier. — 2013. — Vol. 82. — Iss. 1. — Pp. 69–73.