| Περίληψη: | Η μόνωση αποτελεί ακρογωνιαίο λίθο για κάθε σύστημα και εξοπλισμό Υψηλής Τάσης που χρησιμοποιείται σε τεχνικές κατασκευές και βιομηχανικές εφαρμογές, αφού με την αντοχή της εξασφαλίζεται η εύρυθμη λειτουργία τους. Στο σύγχρονο εξοπλισμό Υ.Τ. επιβάλλεται αύξηση της αποτελεσματικότητας της μόνωσης και ταυτόχρονη μείωση στις διαστάσεις του εξοπλισμού, λαμβάνοντας υπόψη τις αυξημένες περιβαλλοντικές απαιτήσεις της εποχής μας. Οι ιδιότητες των διαθέσιμων ηλεκτρομονωτικών υλικών προδιαγράφουν τα όρια των εφαρμογών και τις δυνατότητες για την περαιτέρω πρόοδο της τεχνολογίας.
Σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η εξομοίωση και γραφική αναπαράσταση των ηλεκτροστατικών πεδίων μέσα σε διάφορα ηλεκτρομονωτικά στερεά και υγρά υλικά, που χρησιμοποιούνται στον εξοπλισμό Υ.Τ. Επίσης επιδιώκεται ο προσδιορισμός της μέγιστης εφαρμοζόμενης τάσης (DC) για την οποία δεν έχουμε έναυση φαινομένου διάσπασης. Οι εξομοιώσεις πραγματοποιούνται για μη ομογενές και ομογενές πεδίο, και γι αυτό σχεδιάσαμε και χρησιμοποιήσαμε 2 είδη διατάξεων, ακίδας – πλάκας και ηλεκτροδίων Rogowski αντίστοιχα. Για τις εξομοιώσεις έγινε χρήση του προγράμματος Vector Fields Opera 13.0 της Cobham.
Στο 1ο κεφάλαιο, ερχόμαστε σε επαφή με τις βασικές ιδιότητες των ηλεκτρομονωτικών υλικών και τις συσχέτισή τους με τα χαρακτηριστικά των ηλεκτρικών πεδίων. Οι ιδιότητές τους μας δίνουν τη δυνατότητα να κρίνουμε την ποιότητα των μονωτικών και τους παράγοντες που την επηρεάζουν. Επίσης, παρουσιάζονται τα θεωρητικά μοντέλα των διατάξεων που χρησιμοποιήσαμε στις εξομοιώσεις.
Στο 2ο κεφάλαιο, γίνεται μια σύντομη αναφορά στις μεθόδους υπολογισμού ηλεκτροστατικών πεδίων, με χρήση Η/Υ και μη, ενώ παρουσιάζεται αναλυτικά η μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων, καθώς σε αυτή βασίζεται το πρόγραμμα Opera, που χρησιμοποιήσαμε για τις εξομοιώσεις.
Στο 3ο κεφάλαιο, γίνεται μια γενική προσέγγιση στα μονωτικά υλικά και τα κριτήρια που λαμβάνονται υπόψη για την επιλογή τους.
Στο 4ο κεφάλαιο, στην ενότητα Α, περιγράφονται εκτενώς τα στερεά μονωτικά σε θεωρητική βάση, παρουσιάζονται οι διάφοροι μηχανισμοί διάσπασης τους και αναφέρονται οι παράγοντες που επηρεάζουν τη διηλεκτρική αντοχή τους, ενώ γίνονται και κάποια σχόλια πάνω στο συνδυασμό τους με τα υγρά μονωτικά. Επιπλέον, γίνεται μια σύντομη αναφορά στα πολυμερή υλικά και τη χρήση τους στον εξοπλισμό Υ.Τ. Στην ενότητα Β, δίνεται μια σύντομη περιγραφή των υλικών που χρησιμοποιήσαμε (PE, BA, PVC, PMMA) και παραθέτονται οι γραφικές αναπαραστάσεις των ηλεκτροστατικών πεδίων που εξομοιώσαμε, καθώς και τα αποτελέσματα των μετρήσεων και παρατηρήσεων μας.
Στο 5ο κεφάλαιο, στην ενότητα Α, γίνεται εκτενής περιγραφή των υγρών μονωτικών υλικών και των μηχανισμών διάσπασής τους. Επίσης, αναλύεται η επίδραση διαφόρων παραγόντων στη διηλεκτρική αντοχή των υγρών μονωτικών, ενώ γίνεται αναφορά στα έλαια μετασχηματιστή και τα συνθετικά έλαια. Στην ενότητα Β, δίνονται εν τάχει κάποια χαρακτηριστικά του μονωτικού ελαίου που χρησιμοποιήσαμε στην εξομοίωση. Έπειτα, παραθέτονται αναλυτικά οι γραφικές αναπαραστάσεις των ηλεκτροστατικών πεδίων που εξομοιώσαμε, και για τις διάφορες τιμές εφαρμοζόμενης τάσης παρατηρήσαμε αν συμβαίνει έναυση διάσπασης, ενώ εξάγαμε αποτελέσματα και για άλλες παραμέτρους.
Στο 6ο κεφάλαιο, δίδονται κάποια γενικά σχόλια και παρατηρήσεις πάνω στις εξομοιώσεις που πραγματοποιήσαμε.
Τέλος, στο Παράρτημα παραθέτονται αναλυτικά οι πιο εύστοχες εξομοιώσεις που πραγματοποιήθηκαν και οδήγησαν στην εξαγωγή των αποτελεσμάτων.
|
|---|
