Wyznaczanie pojemności i rezystancji izolacji linii kablowej
na podstawie obliczeń polowych
A. Wprowadzenie modelu
1.Zdefiniuj nowy model z jednostką podstawową długości w mm. Zaimportuj przekrój trójŜyłowego kabla z powłoką metalową z pliku: kabel_3zylowy.dxf
2. Zdefiniuj komponenty o długości L=1mm i określ materiały:
- Ŝyły 1,2,3, powłoka -aluminium
- izolacja-izolator rzeczywisty (przenikalność=20, przewodność=1.0e-6 S/m)
(nowy materiał definiuje się w Model Materials / New User Material)
3. Zdefiniuj na powłoce i Ŝyłach elektrody e0, e1, e2, e3 o potencjałach odpowiednio: V0=0, V1= 1000V, V2=V3= -500V, odpowiadających wybranej chwili czasu przy zasilaniu trójfazowym.
B. Obliczenia polowe
1. Wprowadź parametr rozwiązania równań pola metodą MES odpowiadający za stopień zagęszczenia siatki: Adaptation Options h>75%
2. Oblicz rozkład pola elektrostatycznego STATIC 2D. Wyświetl i odrysuj rozkłady 2D
CONTOUR - V, SHADED - V, ARROW - none
a-linii stałego potencjału V-const. oraz mapę rozkładu V
b- rozkład potencjału od Ŝyły do ekranu
CONTOUR – flux function, SHADED - /E/, ARROW - none
c- linii strumienia natęŜenia pola E oraz mapę rozkladu /E/
b- rozkład natęŜenia od Ŝyły do ekranu ( TOOLS / FIELD LINE GRAPH)
d- zlokalizuj punkty o maksymalnej wartości natęŜenia pola,
e- przy jakim napięciu zasilającym rozpocznie się wyładowanie zupełne jeŜeli wiadomo, Ŝe dla izolatora np. Emax=10MV/m
f- w zakładce RESULTS odczytaj ładunki na elektrodach i energię pola
3. Zadaj potencjały [ V1,V2,V3] =[ 1000, 0, 0]V przy potencjale powłoki =0 i oblicz rozkład pola.
Zapisz wyznaczone ładunki Q1, Q2, Q3.
Powtórz obliczenia dla potencjałów [ 0, 1000, 0] V oraz [ 0, 0, 1000] V
Oblicz pojemności wzajemne pomiędzy Ŝyłami korzystając z wzoru
=−
i
C j
i
Q / V j
4. Na elektrodach e1,e2,e3 zadaj jednakowy potencjał [ 1000, 1000, 1000] V i wyznacz rozkład pola.
Oblicz pojemności własne pomiędzy Ŝyłami a powłoką korzystając z wzoru
=
i
C i
i
Q / i
V
WIEiK PK
1
5. Uruchom procedurę Current Flow 2D wyznaczającą rozkład pola prądu stacjonarnego w warstwach izolacji. Powtórz obliczenia wg punktów 3a, 4, Odczytaj natęŜenia prądów przepływających przez powierzchnie poszczególnych elektrod oraz straty mocy. Oblicz rezystancje izolacji pomiędzy Ŝyłami oraz pomiędzy Ŝyłami i powłoką korzystając z zaleŜności analogicznych do podanych dla pojemności.
6. Sprawdź czy wyniki spełniają związek CR = ε/ γ
7. Pojemności cząstkowe własne linii tworzą układ gwiazdowy, a wzajemne układ trójkąta. Podaj zastępczą pojemność roboczą (uśrednioną, fazową dla skojarzenia w gwiazdę) na 1 km długości linii oraz uśrednioną rezystancję izolacji międzyfazowej i izolacji pomiędzy Ŝyłami i powłoką. Oblicz jednostkowe straty mocy przy zasilaniu linii trójfazowym układem napięć międzyprzewodowych o wartości skutecznej 400V.
WIEiK PK
2