تبلیغات اینترنتیclose
خطوط انتقال عایق شده با گاز(GIL)

یک تجزیه و تحلیل با استفاده از روش FEM (ANSYS) مطالعه رفتار غیر ماندگار GILرا به عهده دارد در یک امتحان طولانی مدت GIL نتایج محاسبه شده با نتایج اندازه گیری شده مقایسه می شود برای چک کردن صحت مدل عددی آن برای طراحی و اصلاح کاربرد های آینده مورد استفاده قرار بگیرد

1-مقدمه

2-مدل ریاضی و طراحی سیستم GIL

1 -2- مزایای سیستم

2-2- اطلاعات فنی

1-2-2-واحد های استاندارد

2-2-2-GILمستقیما در زیر زمین

3-2-معبر حرارتی

3- جنبه های الکتریکی

1-3-آزمون های نوع

2-3-آزمون طولانی مدت

4-مدل عدد ی

1-4-عنصر گرمایی متقارن دو بعد ی

2-4-شرایط اولیه مرزی و بارها

3-4-مقایسه محاسبات و نتایج آزمون

5-جنبه های مکانیکی حرکت های لوله احاطه کننده در طول امتحان GIL

برای سیستم های انتقال توان بالا که خطوط هوایی مناسب نیستند در نتیجه

فاکتور های محیطی یا به منظور خراب نکردن یک چشم انداز خاص

خطوط انتقال عایق شده با گاز (GIL) یک روش می باشد.

این خطوط نسبت به هادی های کپسولی برای مسافت های طولانی مورد توجه قرار گرفتند و مخصوصا برای اتصال نواحی پر جمعیت به مراکز تغذیه قدرت مناسب است.

آنها همچنین مثل کابل های قدرت معمولی ناشناخته هستند

مزایای دیگری همچون رده های توان بالا،توان راکتیو پایین وتوانایی های

مقاومت در برابر آرک های زیاد دارد.

GIL محتوی سه لوله آلومینیومی کپسولی تک فاز است که مستقیما در زیر زمین هستند. هر لوله شامل یک غلاف آلومینیومی خارجی روی پتانسیل صفرمی باشند وبا یک هادی نصب شده داخلی روی ولتاژزیاد می باشد

در قسمت داخل فضای میان هادی و غلاف با یک مخروطی از گاز پرمی شود، قسمت عمده این گاز، گاز نیتروژن با SF6 برای دارا بودن عایق الکتریکی می باشد.

جریانی که به بزرگی جریان هادی در غلاف تولید می شود برای جدا کردن میدان مغناطیسی هادی به بیرون به کار میرود.

جنبه ی گرمایی خطوط الکتریکی زیر زمینی مربوط است به مسيله همرفت در فاصله اندازه های دایره ای افقی و هدایت گرما در هادی و غلاف.

اولین مطالعات انتقال گرما در فاصله اندازه های افقی در سال1931

توسط beckmann انجام شد. او چندین اندازه گیری تجربی برای سیال های مختلف انجام داد .

تلفات گرمایی در GILدر نتیجه ی تاثیرات ژولی که بوسیله مقاومت فلزی داخل هادی تعیین می شود که به دمای استوانه ی داخلی بستگی دارد.

برای تایید قابلیت اطمینان GIL یک فاز تکی زیر زمینی در یک آزمون بلند مدت در طول 6 ماه روی زمین های برلین نصب می شوند.

در آزمایش های IPH در یک عمقی بین 7.تا3مترآزمون انجام میشود

مجموع طول لوله 100 لوله است.GIL زیر زمینی به طور متناوب در معرض جریان بالا (4000) و ولتاژ بالا قرار می گیرد که مطابق یک فاز سرد و گرم میباشد در طول سیکل ها جریان طوری انتخاب میشود که دماهای لوله ی غلاف و هادی زیر دما های مجاز قرار بگیرند ودر همان زمان یک دوره سرویس دهی 50 ساله شبیه سازی می شود.

اندازه گیری های دما یی گسترده به منظور نشان دادن د ماها در GIL

انجام میشود.و همچنین قادر است آنها را با مقدار های محاسبه شده

مقایسه کند. GILدر عمل بدون وقفه از آغاز آگوست تا پایان نوامبر استفاده شد .

امتحان بلند مدت GIL زیر زمینی به159زیر سیکل در 104 روز که 120زیر سیکل کوچک در 60 روز و39زیر سیکل بزرگ در 34 روز اتفاق بیفتد.

برای تمام دوره آزمون خط در معرض فاز گرما تا جریان A 4000 و فاز سرما تا ولتاژ KV480 قرار داشت.

مدل ریاضی و طراحی سیستم GILزیرزمینی:

در مطالعه ی اخیر در مورد رفتار گرمایی گذرای GILپدیده های فیزیکی مختلفی در نظر گرفته شده اند.

تا کنون کار های مهمی در توسعه مکانیک خاک ومواد جامد در مهندسی مکانیک و عمران صورت گرفته است اما در مهندسی برق برای خطوط انتقال عایق شده ی گازی کار زیادی صورت نگرفته است.

این مسیله شامل مکانیک ساختار ومکانیک خاک به عنوان شرایط مرزی پیچیده میباشد.

موفقیت شبیه سازی عددی به مدل المانی معین و اینکه چطور مسیله را برای یک چار چوب زمانی قابل قبول اجرا کنیم بستگی دارد.

در مطالعات اخیر روی تحلیل گرمایی در معرض جریان بالا و ولتاژ بالا قرار دارد تمرکز می کنیم.

معادله ی موثر برای انتقال حرارت از نگه داری انرژی با استفاده از قانون فوریه سرچشمه می گیرد بنا براین دما معادله ی زیر را با شرایط مرزی ارضا می کند:

Pچگالی ماده ی جامد ، c گرمای ویژه ، λضریب ذوب گرمایی

q’ نرخ تولید گرمااست.

1-2 مزایای سیستم

GILیک سیستم انتقال برای انتقال توان بالا در مسافت های طولانی می باشد نرخ جریان تا4000آمپر و مسافت های چندین کیلومتر در تونل های زیر زمینی ممکن می با شد.

یک سیستم عایق شده با گاز دارای مزایای شبیه به رفتار الکتریکی خط هوایی می باشدکه برای عملکرد بسیار مهم می باشد.

محدودیتی در خراب شدن گاز وجود ندارد که یک مزیت بسیار ارزشمند می باشد.

GILبه دلیل بخش عرضی بزرگ هادی کمترین تلفات الکتریکی را نسبت به سیستم های انتقال قابل دسترس دارد

این هزینه ها عملکرد را کاهش می دهدوگرمایی کلی رابه دلیل تولید تلفات توان کمتر کاهش میدهد.

ایمنی شخصی در محیطGILخیلی بالاست زیرا غلاف فلزی یک محافظ قابل اطمینان می باشد.

حتی به ندرت موارد یک مشکل داخلی در غلاف فلزی گزارش شده است

این به ما اجازه می دهد تا این سیستم را به داخل خیابان یا تو نل ها ی

راه آهن و پل ها بیاوریم موارد غیر قابل اشتعال برای ساخت GIL استفاده می شود.

این استفاده از تونل ها باعث صرفه جویی اقتصادی میشود و میتواند بعضی از مشکلات محیطی را حل کند

به دلیل بار خا زنی کم GIL طول های در حدود 100کیلومتر و بیشتر می تواند استفاده شود.

GILیک راه تکنیکی قابل دسترس برای آوردن توان انتقالی بوسیله خط در زیر زمین می باشد،بدون کاهش ظرفیت انتقال توان در مواردی که خطوط هوایی ممکن نیست.

2-2-اطلاعات فنی:

اطلاعات فنی اصلی GIL برای شبکه ها ی انتقال KV420 وKV550 در جدول( 1)نشان داده شده اند:.

مقادیر نامی نشان داده شده در جدول (1)برای شبکه انتقالی ولتاژ با دو خطوط هوایی انتخاب شده اند.ظرفیت انتقال توان GIL اجازه می دهد ماکزیمم توان خطوط هوایی توسط خطوط زیر زمینی انتقال یابند

1-2-2-واحد های استاندارد:

برای ساختن خطوط انتقال فقط 4 واحد استاندارد متفاوت مورد نیاز

می باشد واحد مستقیم ،واحد زاویه ،واحد قطع ،واحد جبران .

به عنوان مثال واحد مستقیم ترکیب شده با واحد زاویه در شکل (1)نشان داده شده اند.

واحد مستقیم شامل یک غلاف تک فاز ساخته شده از آلیاژ آلومینیوم می باشد.

در غلاف هادی داخلی بوسیله یک عایق مخروطی و لایه های روی عایق محافظت کننده ثابت شده است.توسعه ی دمایی هادی به سمت غلاف بوسیله ی سیستم تماسی ،ورقه ای تنظیم می شود.

یک واحد مستقیم طولی بالغ بر 120متر دارد که بوسیله ی بخش های تک لوله ای ساخته می شود و بوسیله ذوب شدن با ماشین های ذوب کننده دایره ای به یکدیگر پیوند می خورد .

اگر یک تغییر مسیر نیاز باشد که از حد خم شدن الاستیکی واحد مستقیم بیشتر باشد یک عنصر زا و یه دار نشان داده شده كه در شکل(1) مشاهده شد مي باشد.

عنصر زاویه دار زاویه های از4تا 40 درجه راتحت پوشش قرار می دهد

تحت شرایط عادی چشم انداز واحد های زاویه مورد نیاز نیست .

در فاصله های 1200-1500متر واحد قطع در شفت های زیر زمین قرار می گیرد. واحد های قطع برای جدا کردن اجزای گاز و اتصال ابزار های تست ولتاژ بالا در پروژه ی GIL مورد استفاده قرار می گیرد.

واحد جبران برای مراقبت از انبساط دما یی غلاف مورد ا ستفا ده قرار می گیرد این جبران گر در تونل های زیر زمینی به خوبی شفت ها مورد استفاده قرار می گیرد .

GIL یک سیستم بسته الکتریکی می باشد که ولتاژ ضربه ای صاعقه نمی تواند مستقیما به GIL برخورد کند بنابر این کاهش ولتاژ ضربه ای صاعقه با استفاده از برق گیر در انتهای GIL ممکن می باشد.

اصطلاح برق گیر کاهش اضافه ولتاژ فرکانس بالا را ممکن می سازد بو سیله تماس برق گیر به GIL در واحد گاز.

2-2-2-GIL زیر زمینی مستقیم:

سریع ترین و اقتصادی ترین روش لوله گذاری بین کشوری GIL زیر زمینی مستقیم می باشد.

با خمش الاستيكي غلاف فلزي Gil :

اين غلاف با انعطاف بيشتري تنظيم مي شود.در خاك Gil به طور پيوسته لنگر مي اندازد بنابراين عنصر جبران پذير اضافي نياز نيست.

آنها به وسيله جرثقيل تا نزديك گودال حمل مي شوند و سپس داخل گودال قرار داده مي شوند در داخل گودال اتصال به بخش قرار گرفته روي زمين در داخل يك خيمه انجام مي گيرد.خيمه براي اتصالات بعدي حركت داده مي شود و گودال به عنوان پشت زمينه آن مي باشد در لحظه قرار گرفتن Gil به داخل گودال خميدگي لوله و پر شدن زمينه گودال مي تواند ديده شود.

تماس دمايي :

Gil و خاك اطرافش يك سيستم دمايي كوپل شده با يكديگر با توليد گرماي داخلي به وسيله حركت جريان الكتريكي در هادي و غلاف مي باشد.

همرفت و تابش تلفات گرمايي را از هادي به سمت غلاف جابجا مي كند.

در هنگامي كه انتقال گرما بوسيله هادي ناچيز باشد سپس اين گرما به تلفات اضافه مي شود توسط اثر ژولي كه از غلاف به سمت خاك در مسير شعاعي به سمت سطح خاك حركت مي كند كه آن نيز در هوا توسط همرفت مي رود. پارامترهاي خاك از منابع مختلفي در مورد مشخصات خاك برلين گرفته مي شود.

3- ديدگاههاي الكتريكي :

3.1: آزمونهاي نوعي :

اطمينان از ماكزيمم قابليت اطمينان براي سيستمهاي انتقال توان بالا به آزمونهاي جامعي نياز دارد. بيشتر آزمونهاي الكتريكي بر روي Gil هاي زيمنس در IPH استفاده مي شوند. آزمون ولتاژ بالا وتوان بالا در آزمايشگاه اختصاصي در برلين انجام مي گيرند.

آزمونهاي استقامت اتصال كوتاه, آزمونهاي آرك زني داخل, آزمونهاي

عايق بر اساس IEC 61640 جديد (گزارش فني 1998 ) براي Gil>=12.5 kv بنا نهاده شده اند.پارامترهاي آزمون براي آزمونهاي بعدي براي تشخيص طول عمر Gil استفاده مي شوند كه پيشنهاد CIGRE براي آزمونهاي كيفي پيشين (سپتامبر 1992 ( و IEC 61640 انجام مي شود. همه آزمونهاي الكتريكي در Gil زير زميني زيمنس با موفقيت انجام شده است.

3.2 : آزمون طولاني مدت :

براي بررسي مناسب بودن سيستم Gil در عمل همه تلاشها روي پياده سازي يك آزمون متمركز شد كه نزديك شرايط واقعي باشد.Gil زيرزميني مستقيم در خاك قرار داده شد (طول مجموع 100 متر) آزمونهاي كيفي شامل چندين قسمت مي شود

هدف آزمون بلند مدت شبيه سازي فشارهاي الكتريكي و مكانيكي كه در طول 50 سال به Gil وارد مي شوند بود.زمان آزمون سپري مي شد بدون اينكه هيچ مشكلي براي Gil بوجود آيد كه اين قابليت Gil را در سرويس نشان مي داد و روش نصب Gil در مكان را كه با نيازمنديهاي ولتاژ بالا سازگار باشد تاييد مي كرد.

4 : مدل عددي :

قبل از تكميل مطالعات رفتار دمايي گذراي Gil , يك مدل ماندگار كه مكانيزم هاي هدايت را در يك جسم جامد نشان دهد توسعه پيدا كرد.

همرفت طبيعي در استوانه هاي مخروطي , تابش و همرفت بين سطح خاك و هوا .

سيستم دمايي به دو بخش تقسيم مي شود( Gil و خاك اطرافش) با توجه به پديده هاي فيزيكي كه در داخل هر دو اينها اتفاق مي افتند

روش FEM در ابتدا براي بررسي صحت مدل تحليلي پيشرفته و براي تحليل ناپايداري رفتار دمايي Gil زيرزميني استفاده شد.

4.1 : عنصر دمايي متقارن محوردو بعدي :

رفتار دمايي استوانه هاي Gil با يك عنصر چهار گره اي حلقه اي متقارن محور با توانايي هدايت دمايي دو بعدي در هر يك از چهار گره با يك درجه آزادي مدل شده است.

مطابق قانون اول ترموديناميك انرژي گرمايي حفظ مي شود مخصوصا براي كنترل جمعي ديفرانسيل Gil و مطابق اين قانون :

كه ρ چگالي جسم جامد مي باشد.c گرماي ويژه جسم جامد وT(r,z,t)

دما, t زمان و q بردار شار گرمايي q’ نرخ توليد گرما در واحد حجم و اپراتور برداري مي باشد

بردار شار گرمايي با شيب دمايي متناسب است. مطابق قانون فوريه :

كه ماتريس هدايت مي باشد.و Krr و

Kzz به ترتيب هدايت در عناصر z و r مي باشند مرزهاي عناصر به دو سطح مكمل تقسيم مي شوند.s1 كه شار گرمايي مشخص شده است و سطح s2 كه شار همرفتي مشخص شده است.

كه η بردار نرمال به سمت خارج s1و q’ شار گرمايي مشخص شده مي باشد.

كه hfضريب پوسته اي به دست آمده در (TB+TS)/2 مي باشد كه TB قسمت اعظم دماي عايق محيطي وTs دما در سطح مدل مي باشد. با انتگرال گرفتن معادلات بالا بر روي حجم عنصر و شكل ساده اي از مسئله شار گرمايي با معادلات زير داده مي شود.

كه Vol حجم عنصر وT ∂ دماي واقعي مجاز مي باشند.دما به فضا و زمان وابسته مي باشد كه توسط رابطه زير داده مي شود :

كه N(r,z) بردار توابع شكلي عنصر و Te(t) بردار دماي گره اي مي باشد.

4.2 : شرايط اوليه و مرزي و بارها :

محاسبات با روش المان معين انجام مي شود.تلفات گرمايي ضريب انتقال حرارت و مقاومت حرارتي در شكاف بين هادي و لوله احاطه كننده با استفاده از روش ماندگار مطابق استاندارد IEC60287 محاسبه مي شوند.و به عنوان ثابت در محاسبات گذرا مورد استفاده قرار مي گيرند.

محاسبات براي بخش عرضي Gil در مكان يك با پارامترهاي زير انجام مي شود :

مقاومت حرارتي خاك در شروع آزمون در سه مكان مختلف اندازه گيري مي شود (در دو انتهاي خط ودر وسط خط ) در هر نقطه اندازه ها در دو نقطه به عمق 2.3-0.9 متر اندازه گيري مي شوند. مقاوت حرارتي متوسط اندازه گيري شده از 0.46 تا 0.8 متغير است. به بيان ديگر70%اختلاف بين مقادير اندازه گيري شده نهايي وجود دارد. اندازه ها يك پراكندگي گسترده را از مقدار ميانگين نشان مي دهند. مقاومت حرارتي كه در محاسبات استفاده مي شود به عنوان مقادير ميانگين اندازه ها استفاده مي شوند.

شرايط مرزي :

رابطه بين خاك و هوا :

ضريب انتقال حرارتw/m2k 20

دماي هوا به عنوان تقريبي از دماي هواي اندازه گيري شده توسط يك تابع سينوسي در نظر گرفته مي شود : شكل 2 را ببينيد.

دماي خاك : 15 c (20 متر دور از Gil )

دماي اوليه خاك : 20 c

تقسيم كردن خط به دو قسمت : تلفات حرارتي 0 w/m2 )شرايط متقارن)

محاسبات انجام شده براي سيكلهاي بار زير :

8 h/=4000A , تلفات = 145 w/m سيكل بلند

16 h/=0 A , تلفات= 0 w/m

8 h/=4000A , تلفات= 145 w/m سيكل كوتاه

4 h/= 0 A , تلفات= 0 w/m

4.3 : مقايسه محاسبات و نتايج آزمون :

به منظور مقايسه دماهاي اندازه گيري شده با دماهاي محاسباتي , حرارت Gil در طول تمام مدت آزمون شبيه سازي مي شود. مقايسه دماهاي اندازه گيري شده و محاسبه شده براي عمق 1 متر و براي 16 روز (دوره تناوب 16.9.99 – 1.9.99( در دو سيكل اتفاق مي افتد. بالا (TM1 )و پايين (TM3 ) و به يك طرف حلقه غلاف (TM3 ) در شكل 1 مشاهده كرديم.

محاسبات با مقادير اندازه گيري شده مطابقت دارند. دماهاي ماكزيمم به كندي در طول سيكلهاي كوتاه افزايش مي يابد پس از 8 روز به 25 C ميرسند در طول دوره تناوب دوم فاز سرد ازH 4 به 16 H افزايش مي يابد كه دليل اين مي باشد كه دماها در سيستم Gil افت مي كنند (شكل 3)در اين مورد دماهاي حلقه غلاف ماكزيمم كمتراز 33 c هستند.

محاسبات اندازه هاي احتمالي نشان مي دهند كه دماهاي ماكزيمم روي محيط دايره حلقه داخل غلاف پيدا مي شوند. هنگامي كه اثر انتقال حرارت توسط همرفت طبيعي از هادي داخلي به سمت حلقه غلاف در محاسبات داخل نشده اند در قسمتهاي بالايي و پاييني غلاف دماهاي مختلفي به دليل تفاوت در مقاومت خاك به دست مي آيد.

دياگرام شكل 3 توزيع دمايي محاسبات در خاك را در زمان 188 ساعت نشان مي دهد.(8-7 روز) فاز حرارت , دماي اندازه گيري شده در طول آزمون به عنوان شرايط حاشيه اي براي دماي هوا فرض مي شوند.

توزيع دمايي در طول روز و شب تفاوتي را فقط در لايه بالايي خاك درست در زير سطح زمين نشان مي دهد اين مي تواند توسط انتقال حرارت بين هوا و سطح زمين در نتيجه دماي پايين هوا در طول شب توجيه گردد.

انتقال حرارت از Gil هنگامي كه دماها در خاك كمي پايينتر هستند بهتر است. نوسان در دماي هوا بين شب و روز تاثير زيادي روي توزيع دمايي در Gil وخاك به نحوي كه باعث تغيير بار شود ندارد.

شبيه سازي ديگري براي امتحان در عمق 2.9 متري در طول همان پريود 16.9.99-1.9.99 انجام مي گيرد. مقايسه محاسبات و اندازه گيري ها تناسب خوبي را با هم نشان مي دهند.

محاسبات نشان مي دهند كه دماها در پايين و بالا بزرگتر از دماها در طرفين هستند ويك اختلاف دمايي كمتر از 2 c وجود دارند. دمادر زير كمي بيشتر از دما در بالا مي باشد.(dT<=0.5 c)

بر خلاف آزمون يك اختلاف دمايي قابل توجه ميان پايين , بالا و طرفين با يك مقدار دمايي بالا در بالا و مقدار دمايي پايين در پايين ديده مي شود.

در اين مثال دما در محيط لوله براي محاسبات اثر همرفت طبيعي ميان هادي داخلي و غلاف ثابت نيست.

5 : ديدگاههاي مكانيكي , حركت غلاف در طول آزمون بلند مدت Gil زيرزميني :

در نقاط اندازه گيري شده در وسط بخش مستقيم در Gil زيرزميني فقط حركت بسيار كمي ثبت شده است , مقادير اندازه گيري شده بين 1.1- تا 0 متغير است.

اين مطابقت دارد با ماكزيمم حركت مطلق بخش بلند لوله نزديك خميدگي غلاف در مسير ساختار شفت شماره 1 كه به بزرگترين بخش متصل شده است. دو بخش لوله مي تواند به عنوان ناحيه پيوستگي مورد توجه قرار گيرند. نقطه اندازه گيري شده pt1 در ساختار شفت شماره 1 در انتهاي آزمون حركت انبساطي را كه مطابق تغييرات در لوله مي باشد اندازه گيري مي كند.

اندازه هاي حركت لوله در شكل 4 نشان داده شده اند.

دماهاي غلاف در ابتداي بخش عرضي در مسافتي حدود 9 متر از شفت شماره 1 (TM1_TM3) به طور متوسط بين 28 c تا 34 c در مورد سيكلهاي كوچك (∆T=6 c) و بين 25 c تا 33 c در مورد سيكلهاي بزرگ (∆T=8 c) تغيير مي كند.

در طول اين دوره غلاف در ساختار شفت شماره 1 از 3.4 mm تا 0.8mm كه مطابق با فاصله مطلق (∆L=4.2 mm) مي باشد حركت مي كند.

در ماه اول مينيمم مقادير اندازه گيري شده در ساختار شفت 1 در نقطه اندازه گيري pt1 ثبت شده اند مقادير نهايي در سپتامبر و اكتبر براي نقطه اندازه گيري pt1 در ساختار شفت 1 3.4 mm در طول فاز گرم و 3.5 mm در طول فاز سرد مي باشد.

دماهاي ماكزيمم براي بالا , طرفين و پايين لوله در فاز گرم 31.4 , 33.5 , 34.3 مي باشد.

3.1.1 ) مقدار متوسط : Td=33 (

3.1.2 ) مقدار متوسط :Td=19 (

مقادير براي لوله در شفت شماره 1 , ∆T=14 c و L=7.1 mm∆ هستند. مقادير متناظر براي نقطه اندازه گيريpt6 در انتهاي لوله درشفت شماره 2نشان داده شده اند.

تفاوت در دماي مطلق و مسافت براي لوله در شفت شماره 2T=14 c ∆و

L=7.1 M ∆ هستند. مقادير متناظر براي نقطه اندازه گيري pt6 در انتهاي لوله در شفت شماره 2 در زير نشان داده شده اند.

تفاوت در دماي مطلق و مسافت براي لوله در شفت شماره 2 T=10 c∆وL=2.6 mm∆ مي باشند.

حل تحليلي زير براي بخش بلند لوله كه با دماي T=14 c∆ گرما داده شده به دست مي آيد.

∆L=α ∆TL=18.6 mm

حل تحليلي زير براي بخش كوتاه لوله كه با دماي T=10 c∆ گرما داده شده به دست مي آيد

∆L=α ∆TL=11.4 mm

روشن است كه اصطكاك استاتيكي لوله در خاك نقش مهمي را ايفا مي كند. وبنابراين انبساط لوله را به 62% كاهش مي دهد.

براي مقايسه اي با محاسبات تئوري براي آزمون بلند مدت Gil زيرزميني , محاسبات FEM را استفاده مي كنند در اين محاسبات اصطكاك بين لوله وخاك ناديده گرفته شده است. و يك اختلاف دمايي 40 C را شامل مي شود. اين محاسبات ماكزيمم انبساط لوله 55 mm را در انتهاي آن توليد مي كنند. رابطه اي براي حركت محوري لوله براي اختلاف دمايي ∆T=14 k يك انبساط L=19.3 mm∆ است.

اين نتايج مطابق حركت آزادانه لوله مي باشد و با محاسبات تحليلي متناسب است.(به شكل5 توجه شود)

شبيه سازي اصطكاك كه لوله و خاك را از طريق المانهاي متصل كننده به هم ارتباط مي دهد.(به عبارت ديگر حركت آنها با يكديگر مربوط مي باشد براي بخشي از لوله به طول 20 متر با استفاده از ضريب اصطكاك 0.4 انجام مي شود. اين باعث يك شيفت افقي جمعي 16.6 mm مي شود.

ارتباط متناسب بين دما و انبساط براي دماي ∆ T=14 c يك ∆L=56.6 mm مي دهد.و حركت محوري لوله 16.4 mm است كه معادل است با حدود 85% .

حل تحليلي براي يك لوله كه آزادانه مي تواند حركت كند يك اختلاف 43% بين حركت محاسبه شده (16.4 mm ) و حركت واقعي اندازه گيري شده (7.1 mm ) مي باشد.

اين اختلاف مي تواند اين طور توضيح داده شود كه براي ضريب اصطكاك تقريب به كار رفته است.

كه از مقاومت پيوستگي تماسي بين لوله و خاك كه در هر دو به صورت تماسي و در زاويه هاي 90 درجه مي باشد.

Gil تكفاز كه در زير زمين قرار دارد در آزمايشگاه IPH به طور متناوب در معرض جريان و ولتاژ بالا قرار مي گيرد كه متناظر با فاز سرد و فاز گرم مي باشد.

آزمون طولاني مدت Gil به مجموع 2500 ساعت مي رسد. در تمام مدت آزمون Gil در معرض فاز گرم براي جريان4000 A و ولتاژ 480 kv قرار مي گيرد.

مقايسه دماهاي محاسبه شده و اندازه گيري شده براي يك دوره تناوب دو هفته اي با دو نوع سيكل و براي دو مكان , و براي عمق 1 متر تا 2.9 متر بيان مي كنند.كه نتايج محاسبات وآزمون با يكديگر هماهنگ هستند.

آزمون نشان مي دهد كه دما در محيط غلاف ثلبت نيست و در بالا بيشترين و در پايين كمترين مقدار را دارد.(ماكزيمم اختلاف دما = 3 c ) گرما از هادي داخلي به سمت غلاف توسط همرفت انتقال مي يابد.

صفحه قبل صفحه بعد
نظر شما
نام : *
پست الکترونیک :
وب سایت/بلاگ :
*
:) :( ;) :D
;)) :X :? :P
:* =(( :O @};-
:B /:) =D> :S
کد امنیتی : *


برچسب ها: ,
موضوع : | لينك ثابت
نوشته شده در تاريخ دوشنبه 9 بهمن 1391 توسط حميد تلك آبادي