پژوهش های کارشناسی ارشد درباره مدلسازی و آشکارسازی درخت رطوبتی و تنزل عایقی ناشی ... |
vd= ولتاژ درخت رطوبتی
Rad= مقاومت تناسبی
icc= مولفه DC جریان تلفاتی
بخش اول معادله فوق، رفتار غیر خطی درخت های رطوبتی را نشان می دهد که از تشابه آن با دیود به دست آمده است. بخش دوم مربوط به تناسب غیر خطی بودن با هر درجه ضعف عایقی است. بخش سوم نیز مولفه DC جریان تلف است که در مقاله[۳۴]، برای سادگی از آن صرفنظر شده است. مدار معادل یک عایق کابل با درخت رطوبتی در شکل (۳‑۱۷) نمایش داده شده است.
شکل (۳‑۱۷). مدار معادل دیودی عایق با درخت رطوبتی[۳۴]
جریان Iwt(t) که در ناحیه با درخت رطوبتی جاری می شود، از معادله فوق محاسبه خواهد شد و vd(t) نیز با معادله (۳-۳۴) و با بهره گرفتن از روش اویلر به دست می آید[۳۴]:
مدل مداری Debye
با مدل Debye نیز میتوان درخت رطوبتی را مدلسازی کرد که مدل فوق درشکل (۳‑۱۸) قابل مشاهده است. با درنظرگرفتن دو فرض زیر می توان المانهای کابل درخت رطوبتی شده را محاسبه کرد[۳۰]:
سطح المانهای Debye قسمت درخت رطوبتی شده کابل XLPE مشابه سطح المانهای غیردرخت رطوبتی شده کابل XLPE است.
المانهای Debye بصورت برهم نهی ارائه شده است. تغییرات اندازه نمونه ها شامل مقاومت قطبشی و خازن ها بصورت خطی تغییر کند. اگر طول کابل دوبرابر شود خازن قطبشی نیز دوبرابر افزایش پیدا می کند درحالیکه مقاومت قطبشی نصف می شود.
شکل (۳‑۱۸). تحلیل مداری کابل حاوی درخت رطوبتی تنها [۲۷]
روابط زیر، نتایج فرضیات بالا هستند:
که در اینجا گذردهی نسبی کابل XLPE ، گذردهی نسبی درخت رطوبتی و همچنین و از روابط زیر بدست میآیند[۲۷]:
باید توجه داشت که المانهای debeye بدون درنظرگرفتن درخت رطوبتی شدن کابل است که ممکن است درخت رطوبتی در محل اتفاق افتاده باشد یا نه. مقادیر و هستند که نشان میدهد که درخت رطوبتی رخ داده است. برای شبیه سازی، پارامتر الی از مقاله [۳۶] گرفته شده که طول درخت رطوبتی براساس مشاهدات عینی بدست آمده است که مقادیر این پارامترها درجدول (۳‑۴) ذکر شده است.
جدول (۳‑۴). پارامترهای اندازه گیری درخت رطوبتی برای شبیه سازی[۳۶]
عمومی | |||||||
WT2 | WT1 | WT2 | WT1 | ||||
x | w | x | w | ||||
۵/۱% | ۲% | ۱۰% | ۵% | ۳/۲ | ۳/۲ | mΩ ۱۰۱۵ | mΩ ۱۰۹ |
نتایج شبیه سازی صورت گرفته از جدول (۳‑۴) درشکل (۳‑۱۹) نشان داده شده است.
شکل (۳‑۱۹). طیف قطبشی اندازه گیری شده وطیف تقریبی درخت رطوبتی شده کابل[۳۶]
نتایج شبیه سازی نشان میدهد که تاثیر طول درخت رطوبتی خیلی بیشتر ازعرض درخت رطوبتی است. حتی به میزان قابل توجهی در طیف قطبشی، بیشترین طول درخت رطوبتی غالب بر درختان رطوبتی کوچکتر است. با تائیدیه تست میدانی میتوان از این روش برای آشکارسازی تنزل عایقی درخت رطوبتی در کابل های XLPE استفاده کرد.
مدل مداری ماکسول-واگنر
درمقاله [۳۵] برای مدلسازی درخت رطوبتی در عایق XLPE، از مدارمعادلی مطابق شکل (۳‑۲۰) استفاده شده است.
شکل (۳‑۲۰). مدار معادل ماکسول – واگنر درخت رطوبتی[۳۵]
در این مدل، قطعه عایق XLPE با درخت رطوبتی به سه ناحیه تقسیم شده است، ۱d و(۳d+2d) و۳d، که به ترتیب متناظر با بخش سالم عایق، ناحیه درخت رطوبتی و ناحیه درختی شده رطوبتی با کانالهای پر آب (پل زده شده) است. ضریب گذردهی نسبی بخش سالم عایق را میتوان ۳/۲ در نظر گرفت. ضریب گذردهی ناحیه ۲d(ناحیه کانالهای خالی از آب) متفاوت خواهد بود، زیرا در آن حفرههای پر شده از آب وجود دارد، هرچند کانالهای درخت خالی از آب هستند. ضریب گذردهی ناحیه درختی شده رطوبتی، با فرض اینکه ناحیه ۳d+2d از دو لایه با کانالهای پر از آب و کانالهای خالی از آب تشکیل شده باشد، به دست می آید. بنابراین ظرفیت خازنی ناحیه درختیشده رطوبتی را میتوان با کم کردن ظرفیت بخش سالم از کل ظرفیت عایق محاسبه کرد.
فرم در حال بارگذاری ...
[یکشنبه 1400-08-16] [ 07:03:00 ق.ظ ]
|