شبیه سازی و تحلیل تأثیر آلودگی یکنواخت و غیریکنواخت (طولی و قطاعی) بر توزیع پتانسیل و میدان الکتریکی مقره پلیمری با استفاده از روش اجزاء محدود

داداشی زاده سماکوش, جابر; میرزایی, محمد

doi:10.22075/jme.2018.14237.1394

اداره چاپ و انتشارات دانشگاه سمنان

تعداد نشریات	21
تعداد شماره‌ها	620
تعداد مقالات	9,117
تعداد مشاهده مقاله	67,371,586
تعداد دریافت فایل اصل مقاله	7,861,392

	شبیه سازی و تحلیل تأثیر آلودگی یکنواخت و غیریکنواخت (طولی و قطاعی) بر توزیع پتانسیل و میدان الکتریکی مقره پلیمری با استفاده از روش اجزاء محدود
مدل سازی در مهندسی
مقاله 1، دوره 17، شماره 56، اردیبهشت 1398، صفحه 1-12 اصل مقاله (1.64 M)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22075/jme.2018.14237.1394
نویسندگان
جابر داداشی زاده سماکوش¹؛ محمد میرزایی^* ²
¹برق قدرت، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، ایران
²دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
تاریخ دریافت: 20 فروردین 1397، تاریخ بازنگری: 26 تیر 1397، تاریخ پذیرش: 27 شهریور 1397
چکیده
آلودگی به عنوان یکی از عوامل مهم و تأثیرگذار بر عملکرد مقره های پلیمری شناخته شده است. در عمل، آلودگی مستقر بر روی مقره ها کاملاً یکنواخت نبوده و به صورت آلودگی غیریکنواخت می باشد. تاکنون تحقیقات جامعی در خصوص تأثیر شکل های مختلف آلودگی غیریکنواخت بر عملکرد مقره ها، انجام نشده است. در این مقاله، تأثیر آلودگی یکنواخت، آلودگی غیریکنواخت طولی و همچنین آلودگی غیریکنواخت قطاعی در سه سطح آلودگی سبک، متوسط و سنگین بر روی توزیع پتانسیل و میدان الکتریکی یک نمونه مقره پلیمری 20 کیلوولت با استفاده از نرم افزار Comsol Multiphysics، انجام و نتایج تحلیل شده است. در آلودگی غیریکنواخت طولی، شدت آلودگی در نواحی نزدیک الکترودهای فشار قوی و زمین نسبت به ناحیه میانی، سنگین تر و در آلودگی غیریکنواخت قطاعی، شدت آلودگی در ناحیه پشت به باد نسبت به ناحیه رو به باد، سنگین تر در نظر گرفته شده است. نتایج نشان داده است که در حالت آلودگی یکنواخت سبک، شدت میدان الکتریکی کاهش و با افزایش شدت آلودگی، دامنه آن افزایش می یابد. در آلودگی غیریکنواخت طولی، در نواحی نزدیک الکترودها، پتانسیل الکتریکی تقریباً ثابت مانده و شدت میدان الکتریکی کاهش یافته است. همچنین در آلودگی غیریکنواخت قطاعی، شدت میدان الکتریکی در ناحیه پشت به باد افزایش یافته است.
کلیدواژه‌ها
مقره پلیمری؛ آلودگی یکنواخت؛ آلودگی غیریکنواخت؛ توزیع میدان الکتریکی؛ روش اجزاء محدود
عنوان مقاله [English]
simulation and analysis of uniform and non-uniform (longitudinal and fan-shaped) pollutions effect on the potential and electric field distribution of polymeric insulator using finite element method
نویسندگان [English]
jaber dadashizadehsamakosh¹؛ mohammad mirzaie²
¹power engineering, faculty of electrical and computer engineering, noshirvani university of technology, babol, iran
²Faculty of electrical and computer engineering, Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
چکیده [English]
Pollution is known as one of the important and effective factors on the performance of polymeric insulators. In practice, the deposit contamination on the insulator surface is not uniform completely and is non-uniform contamination. So far, comprehensive research has not been carried out on the effects of different forms of non-uniform contamination on the performance of the insulators. In this paper, the effect of uniform contamination, longitudinal non-uniform pollution and fan-shaped non-uniform pollution in three levels of light, medium and heavy contamination on the potential and electrical field distribution of a 20 kV polymeric insulator using Comsol Multiphysics software have been done and the results have been Analyzed. In longitudinal non-uniform pollution, the severity of pollution in the near of high voltage and ground electrodes regions is heavier than the middle region, and in fan-shaped non-uniform pollution, the severity of pollution in the leeward side region is heavier than the windward side region. The results show that in slightly uniform pollution, the electric field decreases and its amplitude increases with increasing the pollution intensity. In longitudinal non-uniform pollution, electrical potential is almost constant in the near of electrodes and the electric field intensity has been decreased. Also, in the fan-shaped non-uniform pollution, the electric field intensity has been increased in the leeward side region.
کلیدواژه‌ها [English]
polymeric insulator, uniform pollution, non-uniform pollution, electric field distribution, finite element method

مراجع
[1] R. Hackam, “Outdoor HV Composite Polymeric Insulators," IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation", Vol. 6, No. 5, 1999, pp. 557-585. [2] R.A. Rifai, A.H. Mansour and M.A.H. Ahmed, "Estimation of the electric field and potential distribution on three dimension model of polymeric insulator using finite element method", International Journal of Engineering Development and Research, Vol. 3, No. 2, 2015, pp. 694-705. [3] A. Phillips, J. Kuffel, A. Baker and et al., "Electric Fields on AC Composite Transmission Line Insulators", IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 23, No. 2, 2008, pp. 823-830. [4] Waluyo, M. Pakpahan, Suwarno and M. Djauhari, "Study on leakage current waveforms of porcelain insulator due to various artificial pollutants", International Journal of Electrical and Computer Engineering, Vol. 1, No. 8, 2007, pp. 1135-1140. [5] R. Sundararajan and R.S. Gorur, "Effect of insulator profiles on dc flashover voltage under polluted conditions", IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, Vol. 1, No. 1, 1994, pp. 124-132. [6] Z. Zhang, J. You, D. Zhang and et al., "AC flashover performance of various types of insulators under fan-shaped non-uniform pollution", IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, Vol. 23, No. 3, 2016, pp. 1760-1768. [7] Z. Zhang, J. You, D. Wei and et al., "Investigations on AC pollution flashover performance of insulator string under different non-uniform pollution conditions", IET Generation, Transmission & Distribution, Vol. 10, No. 2, 2016, pp. 437-443. [8] R.S. Gorur, E.A. Cherney and J.T. Burnham, Outdoor Insulators, Phoenix, Arizona, 1999. [9] R. Arora and W. Mosch, High Voltage and Electrical Insulation Engineering, IEEE Press, Wiley Publishing, 2011. [ 10 بررسی اثر زاویه کایرال بر کمانش محوری و پیچشی نانولولههای کربنی تکجداره به کمک روش اجزای « ، [ م. ذاکری و ا. افضلنژاد مجله مدلسازی در مهندسی، سال پانزدهم، شماره ،» محدود 48 ، 1396 ، صفحۀ 71 - 61 . [ 11 مدلسازی المان محدود یک اتصال صلب پیشنهادی برای ساختمانهای بتنی پیشساخته با « ، [ م .فتحی و ر. حسنی اصفهانی مجله مدلسازی در مهندسی، سال پانزدهم، شماره ،» استفاده از المان رابط فولادی 49 ، 1396 ، صفحۀ 200 - 189 . [ 12 مجله ،» رفتار جانبی دیوارهای برشی فولادی سرد نورد با پوشش ورق فولادی به روش اجزای محدود « ، [ م. قلیخانی و ش. حاتمی مدلسازی در مهندسی، سال سیزدهم، شماره 40 ، 1394 ، صفحۀ 150 - 129 . [ 13 تحلیل توزیع میدان الکتریکی در مقرههای پلیمری تحت شرایط یخزدگی با استفاده از روش المان « ، [ م. عسگری و ا. غلامی مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، دورۀ ،» محدود 44 ، شماره 4 ، 1393 ، صفحۀ 54 - 47 . [ 14 تأثیر پالسهای ادوات الکترونیک قدرت بر وقوع تخلیه جزئی در عایق ماشینهای الکتریکی با « ، [ ر. رستمینیا، م. صنیعی و ا. اکبری مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، دوره ،» استفاده از مدلسازی به روش اجزای محدود 45 ، شماره 1 ، 1394 ، صفحۀ 28 - 21 . [15] S. Muniraj and R. Chandrasekar, "Finite Element Modeling for Electric Field and Voltage Distribution along the Polluted Polymeric Insulator", World Journal of Modelling and Simulation, Vol. 8, No. 4, 2012, pp.310-320. [16] W. Sima, Q. Yang, C. Sun and F. Guo, "Potential and electric-field calculation along an ice-covered composite insulator with finite-element method", IEE Proceedings-generation Transmission and Distribution, Vol. 153, No. 3, 2006, pp. 343-349. [17] Z. Guan, L. Wang, B. Yang and et al., "Electric field analysis of water drop corona", IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 20, No. 2, 2005, pp. 964-969. [18] B. Marungsri, W. Onchantuek and A. Oonsivilai, "Electric field and potential distributions along surface of silicone rubber polymer insulators using finite element method", International Journal of Electrical, Computer, Energetic, Electronic and Communication Engineering, Vol. 2, No. 6, 2008, pp. 1055-1060. [19] D.S. Lopes and J.M.B. Bezerra, “Potential Distribution Along a 500kV Polymer Insulator in Presence of a Pollution Layer,” Excerpt from the Proceedings of the COMSOL Conference in Brazil, Curitiba, 2015. [20] El-Refaie,M. El-Sayed ,M.K. Abd Elrahman, M.Kh. Mohamed, “Electric field distribution of optimized composite insulator profiles under different pollution conditions,” Ain Shams Engineering Journal,Vol.9,No.4,2018,pp.1349-1356 [21] Z. Zhang, X. Liu, X. Jiang and et al., "Study on AC flashover performance for different types of porcelain and glass insulators with non-uniform pollution", IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 28, No. 3, 2013, pp. 1691-1698. [22] M. Bouhaouche, A. Mekhaldi and M. Teguar, "Improvement of electric field distribution by integrating composite insulators in a 400 kV AC double circuit line in Algeria", IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, Vol. 24, No. 6, 2017, pp. 3549-3558. [23] J.C. Canale, A. Phillips and L.E. Zaffanella, "Calculation of electric field near sheds and fittings of AC transmission-line polymer insulators", IEEE Transactions of Power Delivery, Vol. 27, No. 2, 2012, pp. 793-802.
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,176 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 752

سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب

پیوندهای مفید

پیوندهای مفید

آمار

شبیه سازی و تحلیل تأثیر آلودگی یکنواخت و غیریکنواخت (طولی و قطاعی) بر توزیع پتانسیل و میدان الکتریکی مقره پلیمری با استفاده از روش اجزاء محدود