مدلسازی رفتار شکست الکتریکی مقره های فشار قوی در محیط های مرطوب و آلوده

مقره¬ها به عنوان یکی از حساس¬ترین اجزای خطوط انتقال و توزیع، وظیفه ایزولاسیون هادی¬ها از بدنه دکل و از یکدیگر را به عهده دارند. خطوط انتقال هوایی به علت عبور از مناطق مختلف، همواره در معرض شرایط جوی گوناگون قرار دارند. در این راستا، رطوبت و آلودگی دو عامل محیطی بسیار مهمی هستند که بر عملکرد مقره ها تاثیر می¬گذارند. وقتی مقره¬های خطوط انتقال در معرض رطوبت طولانی مدت و آلودگی¬های شدید قرار می¬گیرند، به علت کاهش مقاومت سطحی مقره، جریان سطحی شدیداً افزایش یافته که می تواند منجر جرقه¬ الکتریکی گردد. بروز این خطاها سبب کاهش قابلیت اطمینان شبکه می¬شود. لذا بررسی عملکرد مقره¬ها در شرایط آلودگی از اهمیت بسزایی برخوردار است. در سالیان اخیر تحقیقات متعددی در خصوص چگونگی عملکرد و رفتار مقره¬ها در مناطق آلوده صورت پذیرفته است. در این تحقیقات عمدتا تاثیر پارامترهایی نظیر میزان و نوع آلودگی، یکنواختی و یا عدم یکنواختی آلودگی بر عواملی همچون طیف جریان نشتی و توزیع ولتاژ به جهت پایش عملکرد مقره¬ها مورد تحلیل قرار گرفته است. در این پژوهش، رفتار مقره¬های چینی و شیشه¬ای در شرایط آلودگی و رطوبت مطالعه شده است. در ادامه مدل الکتریکی از مقره آلوده در شرایط مرطوب ارائه شده است. همچنین مدل ریاضی برای تعیین و پیش بینی پارامترهای بحرانی (جریان نشتی، طول قوس الکتریکی و ولتاژ بحرانی ) وابسته به پروفیل و میزان آلودگی سطح مقره¬ها ارائه شده¬است. آماده¬سازی مقره¬ها برای تست آلودگی مصنوعی، برداشت و سنجش میزان آلودگی و انجام تست¬های لازم روی مقره هایی با سطح آلودگی مختلف، اندازه¬گیری و ثبت جریان نشتی و ولتاژ بحرانی از جمله فعالیت¬های انجام شده در این پروژه می باشد. با تحلیل نتایج آزمایشگاهی مشخص می شود که ثوابت قوس الکتریکی به پروفیل مقره ها و همچنین شدت آلودگی وابسته می باشند. لذا با توجه به متنوع بودن پروفیل مقره¬ها و متفاوت بودن شدت آلودگی، این پارامترها را نمی توان ثابت در نظر گرفت، بلکه متغییر و دینامیکی می باشند. در این پروژه با بررسی نتایج تجربی وانجام محاسبات ریاضی و حسب مدار معادل الکتریکی مقره آلوده، رابطه ای تحلیلی برای تعیین پارامترهای باند تخلیه الکتریکی ارائه شده است. از این رو با استفاه از این روابط و با توجه به مدار معادل الکتریکی توصیف شده برای مقره آلوده یک مدل ریاضی جدید طوری برای پیش بینی پارامترهای بحرانی مقره های آلوده، ارائه شده است. ثوابت قوس الکتریکی در مدل طوری تعیین گردیده است که پاسخ مدل ارائه شده مطابقت قابل قبولی با نتایج تجربی متناظر دارد. نزدیکی پاسخ مدل ارائه شده با نتایج تجربی و پاسخ مدل های مراجع معتبر دیگر، اعتبار مدل های ارائه شده را تأیید می کند.