12260

12260

بررسي تاثير پديده‌آب‌درختي و بارهاي فضايي بر توزيع ميدان الكتريكي دركابل هاي فشار متوسط با استفاده از روش اجزا محدود

كارشناسي ارشد

برق قدرت - حفاظت شبكه

دي ماه 1392

دي ماه 1392

دكتر احمد غلامي

چكيده در كابل¬هاي فشار قوي، حضور آب درون مواد عايقي و تنش¬هاي الكتريكي وارده، مي¬تواند موجب ايجاد پديده آب‌درختي گردد. حضور آب و رطوبت درون كابل ها، شدت ميدان الكتريكي را به صورت محلي افزايش داده و منجر به خرابي در عايق و كاهش عمر عايقي كابل مي‌گردد. از طرفي حضور بار فضايي نيز توزيع ميدان الكتريكي را به شكل محلي تغيير داده و مي‌تواند در رشد درخت تاثير بسزايي داشته باشد. لذا به منظور ارزيابي تغييرات ميدان الكتريكي در عايق كابل، لازم است مدلي براي كابل با حضور درخت آبي و بر حسب مشخصات آن استخراج و با استفاده از نرم افزارهاي مربوطه، تحليل¬هاي لازم صورت پذيرد. در اين پژوهش انواع درختان آبي پيوسته و شاخه‌اي مدلسازي شده و وضعيت توزيع ميدان الكتريكي در عايق كابل به كمك نرم‌افزار المان محدود Comsol شبيه‌سازي و تحليل شده است. محاسبات ميدان الكتريكي در عايق كابل و براي هر دو درخت پيوسته و شاخه‌اي با فرض رويش درخت از سمت هر دو نيمه‌رساناي داخلي و خارجي انجام شده است. براي مدلسازي درخت پيوسته از هندسه استوانه‌اي و براي درخت شاخه‌اي از هندسه‌هاي بيضي‌گون و مخروطي استفاده شده است. همچنين حضور بار فضايي در تمامي مدل‌هاي ارائه شده بررسي و تاثير مقدار و پلاريته بارفضايي نشان داده شده است. در نهايت مدلي ساده كه به طبيعت واقعي درخت‌آبي شباهت بيشتري داشته باشد ارائه شده و اعوجاج حاصله در ميدان الكتريكي عايق كابل بررسي شده است. اين نتايج نشان مي‌دهد كه بارهاي فضايي توزيع ميدان الكتريكي در درون و بيرون درخت را تغيير مي‌دهد، ميزان اين تغيير علاوه بر وابستگي به ابعاد درخت، وابسته به اندازه و پلاريته بارهاي فضايي است. همچنين نتايج نشان مي‌دهند كه رخداد درخت الكتريكي در حالت حضور درخت آبي شاخه‌اي بسيار محتمل‌تر از درخت آبي پيوسته است. واژه‌هاي كليدي: كابل، پديده آب‌درختي، ميدان الكتريكي، روش اجزاي محدود