مهمترین مشکلاتی که درخت رطوبتی ایجاد می کند شامل :
کاهش طول عمر کابل
با وجود اینکه نزدیک به ۳۰ سال یا بیشتر از شناخت پدیده درخت رطوبتی در کابل های PE و XLPE می گذرد هنوز نحوه فرایند تولید درخت رطوبتی و روش های تشخیص تنزل عایقی مورد بحث و بررسی است .
خطری که درخت رطوبتی ایجاد می کند باعث تسریع تغییرات خواص عایقی در کابل های پلیمری می­ شود.
در اواخر عمر کابل ممکن است درخت رطوبتی به درخت الکتریکی تبدیل شده و احتمال وقوع تخلیه جزئی را افزایش دهد.
رسانایی درخت ­رطوبتی بسیار بالا بوده و با رشد خود باعث شکست عایق کابل می شود.
باعث کاهش استقامت الکتریکی عایق کابل های پلیمر می­ شود.
رشد درخت رطوبتی تحت هر شرایطی می تواند ترکیبات و خواص مختلفی را از عایق خارج کند.
روش های جلوگیری از وقوع درخت رطوبتی در عایق کابل ها
مواردی که باعث ایمنی کابل دربرابر درختان رطوبتی می شود .
روش­های غیر مخرب مکان­ یابی درخت رطوبتی
خشک کردن درخت رطوبتی به روش های مختلف.
استفاده از زره رطوبتی برای کابل ها ( درصورت مقرون به صرفه بودن اقتصادی)

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

روش های جلوگیری از رشد درخت رطوبتی درعایق کابل­ها
مواردی که می تواند درجلوگیری از رشد درخت رطوبتی موثرباشد شامل:
کاهش تغییرات خواص عایقی
کاهش تنش میدان الکتریکی
جمع بندی
درخت رطوبتی از مهمترین پدیده­ تنزل عایقی درعایق کابل ها هستند، چنانچه تشخیص داده نشوند باعث شکست می­شوند. عامل اصلی وقوع پدیده درخت­رطوبتی درعایق کابل ها، افزایش میدان بصورت محلی در تنه عایق به دلایل مختلف از جمله وجود حفره ، ذرات یونی و … می تواند باشد. عواملی ازجمله ولتاژ اعمالی(هرچه قدر که اندازه ولتاژ اعمالی به عایق بیشتر باشد، میدان قوی­تری داخل عایق و به خصوص در حفره­ها و دربرآمدگی­های هادی ایجاد می­ شود)، فرکانس ولتاژ اعمالی(با افزایش فرکانس، تدریجا ضخامت شاخه­ها بیش­تر می­ شود)، رطوبت (چنانچه رطوبت ناشی از محلول نمکی مثل Naclبدلیل وجود یون ها، تخلیه ها شدیدتر شده و درخت رطوبتی ساده تر تشکیل شوند)، بارهای فضائی (وجود این بار باعث تغییر توزیع مکانی میدان الکتریکی در عایق کابل می شود) و … در رشد، سرعت و گسترش درخت رطوبتی در عایق کابل موثرند.
فصل سوم
آشکار سازی ومدلسازی پدیده درخت رطوبتی در عایق کابل ها
در این فصل، مسائل زیر بررسی شده است:
انواع روش های آشکارسازی
اعتبارسنجی روش های آشکارسازی
انواع مدل سازی
اعتبار سنجی مدل سازی ها
آشکارسازی و مدلسازی درخت رطوبتی
از معایب کابل­های زیرزمینی، علاوه بر هزینه بالای نصب، شکست عایقی است که سبب کاهش قابلیت اطمینان سیستم قدرت می­ شود و تعمیرات پر هزینه ای را نیز در بر دارد. برای بهبود قابلیت اطمینان سیستم قدرت و همچنین کاهش هزینه­ های بهره برداری، لازم است که روش­هایی برای پیش­گیری و جلوگیری از شکست عایقی کابل­های زیرزمینی، تدارک دیده شود همچنین با پی بردن به مکان فرسودگی عایقی ایجاد شده، می­توان هزینه و زمان تعمیرات را کاهش داد[۲۵]. از آن­جایی که پدیده درخت در عایق­ها تهدیدی جدی برای عایق و سیستم محسوب می شود، تشخیص زود هنگام وجود این پدیده در عایق ها امری مهم است. روش های مختلفی برای تشخیص وجود درخت در عایق ها پیشنهاد شده است که برخی مخرب و برخی غیر مخرب هستند.
یکی از رایج­ترین روش­هایی که مهندسین برق برای شناخت و تحلیل رفتار پدیده ­های پیچیده و هم­چنین برای آزمایش و اعتبارسنجی الگوریتم­های پیشنهادی خود در فضای مجازی استفاده می­ کنند، مدل­سازی است. هرچند به دلیل وجود عوامل ناشناخته درونی و بیرونی متعدد و هم­چنین وجود نویز، هیچ­گاه نمی­ توان ادعا کرد که مدل به صورت همه­جانبه هم­سنگ با پدیده است، لیکن مدل­ها معمولاً ابهامات بسیاری را روشن می­سازند و یا حداقل می­توان توسط آن­ها تغییر رفتار پدیده ­ها را در برابر تغییر شرایط گوناگون تخمین زد.
با توجه به این­که اعمال و مطالعه تاثیر تمامی شرایط فوق به عایق کابل در عمل بسیار مشکل و شاید نشدنی است، باید از مدل­های محاسباتی برای شبیه­سازی خرابی­های عایقی و اعمال شرایط فوق استفاده شود. کاملا واضح است که این مدل­ها باید بتوانند به صورت دقیق درخت رطوبتی را مدل کنند[۲۵].
مدل­های محاسباتی­ موجود برای پدیده ­های عایقی (پدیده­هایی مثل حفره و درخت رطوبتی که منجر به تنزل عایقی می­شوند) را می­توان به صورت زیر دسته­بندی کرد:
مدل­های میدانی، که معمولاً با مدل کردن بخش­های مختلف الکترود، عایق و خرابی عایقی با بارهای معادل، میدان را در هر لحظه از زمان در قسمت­ های مختلف عایق محاسبه (مثلا با بهره گرفتن از قوانین کولمب و جمع آثار و پواسن) و اگر میدان از آستانه­ای بیش­تر شد، در آن ناحیه درخت رطوبتی رخ داده است.
مدل­های مداری، که در آن­ها بخش­های مختلف عایق و خرابی عایقی با مدار معادل خود (معمولاً موازی) مدل می­شوند. این مدل­ها در این فصل مورد بررسی قرار گرفته و مدل مداری جدیدی برای درخت رطوبتی ارائه شده است.
برای شناخت بهتر پدیده درخت رطوبتی لازمست با روش های آشکارسازی آشنا شده و سپس نحوه مدلسازی مورد بررسی قرار گیرد. تاکنون روش استانداردی برای آشکارسازی درخت رطوبتی ارائه نشده است. برخی روش هایی که ارائه شده بر مبنای این فرض هستند که فرسودگی عایق سبب تغییرات در امپدانس مشخصه کابل می­شوند، بنابراین زمانی که یک سیگنال مربعی در داخل کابل منتشر می­ شود، بخشی از آن بازتاب خواهد کرد. با آشکارسازی این سیگنال و سیگنال منعکس شده از انتهای باز کابل، با محاسبه تاخیر زمانی، می­توان مکان فرسایش را مشخص کرد[۲۵].
برخی روش­ها، بر مبنای این حقیقت هستند که ناحیه فرسوده در عایق مانند یک المان غیر خطی عمل می­ کند. بنابراین اگر دو سیگنال با فرکانس­های مختلف در داخل کابل منتشر کنیم، سیگنال­های جدیدی با فرکانس­های برابر جمع و تفریق دو فرکانس اولیه حاصل می­ شود که با آشکارسازی آن­ها می­توان مکان فرسودگی را معین کرد[۲۵].
در ادامه، برخی از این روش­ها بررسی شده ­اند:
اندازه ­گیری ضریب تلفات tanδ
یکی از قدیمی­ترین روش­هایی­که هم اکنون نیز به وفور برای تشخیص شرایط عایق از آن استفاده می­ شود، اندازه ­گیری ضریب تلفات عایق است. نسبت جریان مقاومتی به جریان خازنی، tanδ، معیار خوبی برای نمایش ضعف عایقی است، زیرا مقدار ضریب تلفات عایقی عموما با افزایش خرابی عایقی، زیاد می شود. می­دانیم که ضریب تلفات عایقی، با رشد درخت­های رطوبتی افزایش می­یابد و ولتاژ شکست عایقی کاهش می یابد. روشی که از tanδ استفاده می­ کند، در شرایطی که خرابی­ها هم شکل هستند مفید خواهد بود. اما این روش قابلیت تشخیص تعداد بی شمار درخت رطوبتی با خرابی کم را از تعداد کمی درخت با خرابی زیاد ندارد[۲۵].
بدین ترتیب می­توان رابطه ضریب تلفات را از معادله (۳-۲) بدست آورد:

که در اینجا
Y: ادمیتانس کل عایق کابل با درخت رطوبتی
G: قسمت حقیقی ادمیتانس
B: قسمت موهومی ادمیتانس
چون ضریب تلفات بدست آمده نسبی است می توان آن را بصورت درصد نیز بیان کرد.
اندازه گیری بار باقیمانده
روش اندازه ­گیری بار باقیمانده یکی از روش­هایی درتشخیص تنزل عایقی کابل ها بر اساس اندازه گیری تجمع بار است. این روش با اعمال ولتاژ DC به غلاف کابل رخ می­دهد که در صورت سالم بودن کابل زمان اتصال کوتاه برابر صفر است درغیر این صورت مدت زمانی طول می­کشد تا به صفربرسد ، با اندازه ­گیری بارهای موجود (بارهای باقیمانده) در این مدت زمان می­توان درخت رطوبتی را آشکارسازی کرد.
مدار آشکارسازی بار باقیمانده
مدار آشکارسازی بار باقیمانده درشکل (‏۳‑۱) نشان داده شده است. ابتدا ولتاژVdc به CA (کابل) اعمال شده سپس بین هادی و غلاف اتصال کوتاه گردیده و سپس ولتاژac نیز اعمال شده است. مولفه ولتاژDC ، Vd(t) وقتی ظاهر می ­شود که Cd درطول ولتاژ ac اعمالی با امپدانس بالا توسط ولتمتر DC آشکارشده باشد.
مقدار Cd بیشتر از CA است. مقدار بار باقیمانده Q(t) که در معادله(۳-۳) نشان داده شده تعریف شده است[۲۱].

شکل (‏۳‑۱). مدار اندازه ­گیری بارباقیمانده[۲۱]
شکل (‏۳‑۲) مشخصه زمانی هرنمونه را نشان می دهد. درنمونه A زمان آسودگی[۳۰] بار باقیمانده سرعت قابل ملاحظه ای دارد ، بارباقیمانده تقریبا در ناحیه اشباع با صعود[۳۱] ac شبیه سازی شده و حتی اگر ولتاژ ac نگه داشته شود، بارباقیمانده بسختی افزایش می یابد. شکست ولتاژ ac در این نمونه ۳۰ کیلوولت است. زمان آسودگی در نمونه B کمتر از زمان آسودگی درنمونه A است. شکست ولتاژ ac دراین نمونه تا ۱۸۰ کیلوولت است . بار باقیمانده نمونه C از بار سطحی سرکابل با اعمال ولتاژ DC حاصل شده است. این بار باقیمانده نشان می دهد فرایند تجمع ­بار الکتریکی در سطح سرکابل حرکت کرده و کاهش یافته و تحت دمای بالا و رطوبت باعث مقاومت سطح گردیده است[۲۱].
شکل (‏۳‑۲). مشخصه زمان آسودگی بار باقیمانده تحت ولتاژ اعمالی AC[21]
جمع بندی روش اندازه ­گیری بار باقیمانده
با توجه به توضیحات داده شده نتیجه می گیریم که اندازه ­گیری زمان آسودگی بار باقیمانده روش موثری درآشکارسازی درخت رطوبتی است زیرا زمان آسودگی بارباقیمانده درکابل درخت رطوبتی شده سریعتر اتفاق می­افتد و زمان آسودگی بار باقیمانده در درخت رطوبتی بطور کامل چندین ثانیه است.
نتایج بدست آمده از این روش بشرح زیر است:

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...