2-4-3-3…………………………………….. اکسیداسیون 19
2-4-3-4…………………………. اندازه ولتاژ اعمالی 20
2-4-3-5……………………………….. وجود بار فضائی 20
2-4-3-6…………………………………. مشخصه آبدوستی 20
2-4-3-7………………………………………….. یون ها 22
2-4-3-8……………………………….. از شکل افتادگی 22
2-4-3-9………………………………………….. فرکانس 22
2-4-3-10ساختار کریستالی عایق 24
2-4-4 مشکلات ناشی از وجود درخت رطوبتی در عایق کابلها 25
2-4-5 روش های جلوگیری از وقوع درخت رطوبتی در عایق کابل ها 26
2-4-6 روش های جلوگیری از رشد درخت رطوبتی درعایق کابلها 26
2-5 جمع بندی 26
3 آشکارسازی و مدلسازی درخت رطوبتی 28
3-1 اندازهگیری ضریب تلفات tanδ 29
3-2 اندازه گیری بار باقیمانده 30
3-2-1 مدار آشکارسازی بار باقیمانده 30
3-2-2 جمع بندی روش اندازهگیری بار باقیمانده 32
3-3 استفاده از اعوجاج هارمونیکی (THD)جریان تلفات 32
3-4 استفاده از مولفه DC جریان نشتی عایق 32
3-5 اندازه گیری ولتاژبازگشتی 33
3-6 روش اندازه گیری جریان آسودگی همدما 36
3-7 اندازه گیری دمای تحریک جریان غیر قطبی شدگی 38
3-8 مدل های آزمایشگاهی پدیده درخت رطوبتی 39
3-9 مدل سازی میدانی پدیده درخت در عایق جامد 41
3-9-1 مدل سازی عددی 41
3-9-2 مدل محاسباتی 42
3-9-2-1…………………………… درخت رطوبتی پیوسته 43
3-9-2-2……………………………. درخت رطوبتی منفرد 47
3-9-3 مدل پاسخ عایقی 48
3-9-3-1…………….. مدل المان محدود متغیر با زمان 49
3-9-3-2……………………………………… بررسی مدل 51
3-9-3-3………………………………….. نتایج مقایسه 52
3-9-4 جمع بندی مدل میدانی 53
3-10 مدل مداری درخت رطوبتی در عایق کابل 53
3-10-1 مدل مداری دیودی 53
3-10-2 مدل مداری Debye 55
3-10-3 مدل مداری ماکسول-واگنر 57
3-10-4 مدل مداری بارباقیمانده 60
3-10-5 اعتبارسنجی مدل مداری 62
3-11 جمع بندی 62
4 بررسی و اعتبارسنجی مدل پیشنهادی 65
4-1 مدل مداری پیشنهادی درخت رطوبتی 65
4-2 محاسبه عناصر مدل مداری 67
4-2-1 در ناحیه safe: 69
4-2-2 – در ناحیه res : 70
4-2-3 درناحیه s : 70
4-2-4 درناحیه s_wt : 71
4-2-5 -در ناحیه p_wt : 71
4-2-6 – در ناحیه ins_wt : 72
4-2-7 – در ناحیه tree_wt : 73
4-2-8 محاسبه حالت خاص مدل مداری 77
4-3 قابلیت های مدل پیشنهادی 79
4-3-1 مقایسه مدل مداری پیشنهادی با نتایج تست واقعی 79
4-3-2 تاثیر رطوبت در مدل پیشنهادی 80
4-3-3 پارامترهای موثر درخت رطوبتی با محاسبه ضریب تلفات 85
4-4 اعتبار سنجی مدل پیشنهادی 89
4-5 جمع بندی مدل پیشنهادی 89
5 جمع بندی وپیشنهادات 91
5-1 جمع بندی 91
5-2 پیشنهادات 92
فهرست 93
محصولات انتشار یافته پایان نامه 98










فهرست شکل ها
شکل (‏2‑1). درخت الکتریکی[1]. 8
شکل (‏2‑2). درخت الکتریکی کابل های کاغذ روغنی[5] 9
شکل (‏2‑3) مراحل رشد درخت الکتریکی[13] 9
شکل (‏2‑4). درخت بوته ای(الف) درخت شاخه ای(ب)، درخت گره – پاپیونی(ج) [1] 10
شکل (‏2‑5). نمائی از درخت الکتریکی که با بزرگ شدن درخت رطوبتی روزنه ای ایجاد شده است[15]. 11
شکل (‏2‑6). تاثیر فرکانس در طول درخت رطوبتی درعایق کابل پلی اتیلن مرطوب اندازه گیری شده با آب مقطر تحت میدان الکتریکی ثابت ) ولت بر متر 8-10×9/4) [18] 12
شکل (‏2‑7). نتایج شکل2-5 که بصورت لگاریتمی Log L و Log N رسم شده است[19] 13
شکل (‏2‑8). درخت روزنه ای کابل های مینیاتوری تحت شتاب پیری (بخش برش شعاعی ) [20] 13
شکل (‏2‑9). (الف) درخت رطوبتی پلشده (ب) درخت رطوبتی غیر پلشده[21] 14
شکل (‏2‑10). درخت گره– پاپیونی کاغذهای روغنی[5] 14
شکل (‏2‑11) . درخت گره– پاپیونی حفره هسته عایق[20] 15
شکل (‏2‑12). تولید درخت سوزنی توسط آزمایش تسریع پیری تحت فرایند افزایش دما[20] 15
شکل (‏2‑13). فوتوگرافی SEM درختان نقره ای[22] 16
شکل (‏2‑14). درخت روزنه ای بوجود آمده در اطراف الکترود مرطوب[17] 17
شکل (‏2‑15). رشد درخت رطوبتی در اطراف حفره پر از آب[17] 17
شکل (‏2‑16). رابطه بین طول درختان رطوبتی وزمان[17] 18
شکل (‏2‑17). رابطه بین ضریب گذر دهی محلول نمک وطول درخت رطوبتی[17] 19
شکل (‏2‑18). منحنی های رشد درخت رطوبتی با افزایش ولتاژ اعمالی [23] 20
شکل (‏2‑19). زاویه تماسی و ریخت درخت رطوبتی در سه ماده مختلف[17] 21
شکل (‏2‑20). رابطه فرکانس و طول درخت رطوبتی[17] 23
شکل (‏2‑21). اضافه کردن فرکانس های بالا. [19]. 23
شکل (‏3‑1). مدار اندازهگیری بارباقیمانده[21] 31
شکل (‏3‑2). مشخصه زمان آسودگی بار باقیمانده تحت ولتاژ اعمالی AC[21] 31
  />شکل (‏3‑3). مراحل اندازه گیری ولتاژ باز گشتی[27] 33
شکل (‏3‑4). طیف قطبشی کابل PE سالم[26] 34
شکل (‏3‑5). طیف قطبشی کابل PE درخت رطوبتی[26] 34
شکل (‏3‑6). طیف تقسیم شبیه سازی شده کابل های XLPE با طول درخت رطوبتی در محدوده 10 الی 80 درصد ضخامت عایق[27] 35
شکل (‏3‑7). طیف تقسیم شبیه سازی شده کابل های XLPE با عرض درخت رطوبتی در محدوده 0.1 الی 5 درصد طول عایق[27] 35
شکل (‏3‑8). نمودار i.t-logt نوعی جریان غیرقطبی شدن عایق ترمیم شده [29] 37
شکل (‏3‑9). نمودار i.t-logt نوعی جریان غیرقطبی شدن عایق نو[29] 37
شکل (‏3‑10). نمودار i.t-logt نوعی جریان غیرقطبی شدن عایق فرسوده[29] 38
شکل (‏3‑11). شکل سلول آزمایشی:1.الکترود، 2.درپوش، 3.سلول تست، 4.قطعه عایق، 5.الکترود زمین، 6.پیچ[31] 39
شکل (‏3‑12). (الف)کابل، (ب)کابل با درخت رطوبتی پیوسته، (ج)کابل با درخت رطوبتی منفرد[32] 42
شکل (‏3‑13). مدل توزیع درخت رطوبتی پیوسته و بار فضایی در عایق کابل[32] 44
شکل (‏3‑14). مدل توزیع دو درخت رطوبتی منفرد در عایق کابل[32] 47
شکل (‏3‑15). تجزیه زمانی مشخصات بار فضائی تحت ولتاژ اعمالی 7 کلیولت AC فرکانس 50هرتز ، نمونه W [33] 52
شکل (‏3‑16). مشخصه ولتاژ-جریان درخت رطوبتی[34] 54
شکل (‏3‑17). مدار معادل دیودی عایق با درخت رطوبتی[34] 54
شکل (‏3‑18). تحلیل مداری کابل حاوی درخت رطوبتی تنها [27] 55
شکل (‏3‑19). طیف قطبشی اندازهگیری شده وطیف تقریبی درخت رطوبتی شده کابل[36] 57
شکل (‏3‑20). مدار معادل ماکسول – واگنر درخت رطوبتی[35] 57
شکل (‏3‑21). مدار معادل ماکسول-واگنر[35] 59
شکل (‏3‑22). مدار معادل اندازهگیری بار باقیمانده[21] 60
شکل (‏3‑23). مشخصه V-I غیرخطی درخت رطوبتی[21] 61
شکل (‏4‑1). شکل شماتیک درخت رطوبتی در عایق کابل(الف) ، لوله های نواحی درخت رطوبتی و عایق سالم (ب) مجموع لوله های نواحی درخت رطوبتی و عایق سالم (ج). 65
شکل (‏4‑2). کابل استوانه ای فشار قوی با درخت رطوبتی 66
شکل (‏4‑3). مدل مداری پیشنهادی درخت رطوبتی عایق کابل 66
شکل (‏4‑4). شکل هندسی سطح مقطع کابل استوانه ای با درخت رطوبتی 68
شکل (‏4‑5). شکل هندسی سطح مقطع هر ناحیه 69
شکل (‏4‑6). قطاع مثلثی شکل ناحیه درختی شده عایق کابل استوانه ای 75
شکل (‏4‑7). شماتیک هندسی مدل خاص مدل پیشنهادی 77
شکل (‏4‑8). قطاع مثلثی شکل ناحیه درختی شده عایق کابل استوانه ای مدل حالت خاص 78
شکل (‏4‑9). درخت روزنه ای به طول 1780 میکرو متر[38] 82
شکل (‏4‑10). درخت گره-پاپیونی به طول 635 میکرو متر[38] 82
شکل (‏4‑11). تاثیر طول درخت در میزان درصد تغییرات ضریب تلفات عایق 86
شکل (‏4‑12). تاثیر رطوبت در میزان درصد تغییرات ضریب تلفات عایق 86
شکل (‏4‑13). تاثیر رسانایی درخت در میزان درصد تغییرات ضریب تلفات عایق که مقادیر رسانایی نمونه ها بترتیب عبارتند از: sigma4=5×10-8 , sigma3=10-8 , sigma2=5×10-9 , sigma1=10-9 87
شکل (‏4‑14). تاثیر تراکم درخت در میزان درصد تغییرات ضریب تلفات عایق 87
شکل (‏4‑15). تاثیر زاویه درخت در میزان درصد تغییرات ضریب تلفات عایق 88
فهرست جداول
جدول (‏2‑1). زاویه تماسی وطول درخت رطوبتی در سه ماده مختلف[17] 21
جدول (‏2‑2). ضریب یانگ وطول درخت رطوبتی در سه ماده مختلف[17] 22
جدول (‏3‑1). میزان سطح فرسودگی عایقی با درنظر گرفتن ضریب A[28] 37
جدول (‏3‑2). اعتبار سنجی روش های آشکارسازی درخت رطوبتی 39
جدول (‏3‑3). پارامترهای اندازهگیری درخت رطوبتی برای شبیه سازی[36] 56
جدول (‏3‑5). جمع بندی مدل های درخت رطوبتی 62
جدول (‏3‑4). اعتبار سنجی مدل های مداری 63
جدول (‏4‑1). اجزای مدار معادل پیشنهادی برای درخت رطوبتی عایق کابل فشار قوی 67
جدول (‏4‑2). مشخصات نمونه کابل اندازه گیری شده از تست عملی [38] 79
جدول (‏4‑3). ضریب تلفات عایق کابل از شبیه سازی پیشنهادی 80
جدول (‏4‑4). شرایط تست شبیه سازی 82
جدول (‏4‑5). مقادیر عناصر مدل مداری نمونه 1 83
جدول (‏4‑6). مقادیر عناصر مدل مداری نمونه 2 84
جدول (‏4‑7). شرایط شبیه سازی 86
جدول (‏4‑8). اعتبار سنجی مدل پیشنهادی 89





فصل اول
مقدمه