تحلیل سازگاری الکترومغناطیسی در یک کانال شامل کابل فشار متوسط و مخابراتی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی - واحد علوم و تحقیقات - گروه برق قدرت

2 دانشگاه شهید بهشتی - دانشکده برق و کامپیوتر

چکیده

تحلیل سازگاری الکترومغناطیسی در فضای اطراف کابل‌های فشار متوسط یکی از مسائل مهم تحقیقاتی بوده و در این راستا استانداردهای متنوعی نیز تدوین شده‌است. در این مقاله فضای الکترومغناطیسی اطراف کابل‌های فشار متوسط شبیه‌سازی شده و اثر پوشش الکترومغناطیسی کابل‌ها در کاهش میدان‌های الکترومغناطیسی در یک فضا شامل یک مدار kV20 و کابل مخابراتی بررسی شده‌است. شبیه‌سازی در نرم‌افزارهای مبتنی‌بر المان محدود با مدل‌سازی در چهار حالت اعم از داشتن یا نداشتن پوشش الکترومغناطیسی هر یک از دو نوع کابل در محیط با تلف انجام شده‌است. مطابق تحقیقات پیشین، هیچ گزارشی مبنی‌بر تعیین فاصله مجاز مجاورتی کابل‌های فشارمتوسط و مخابراتی در محیط با تلف با بیشینه‌ای از میدان به‌روش المان محدود دردسترس نیست. حال‌آنکه در کاربردهای عملی کابل‌کشی بسیار مهم و راهگشا بوده که نقطه عطف مقاله به شمار می‌رود. درنهایت نتایج براساس محدودیت ارائه‌شده در استاندارد ICNIRP موردتحلیل و ارزیابی قرار گرفته است. در راستای راستی‌آزمایی نتایج مجدداً شبیه‌سازی در نرم‌افزار مبتنی تفاضل محدود CST انجام گردید، همچنین اندازه‌گیری میدان‌های الکترومغناطیسی کابل‌های فشارمتوسط تک‌هسته‌ای نیز در آزمایشگاه فشارمتوسط انجام شد که هر دو حکایت از اعتبار روش مدل‌سازی و نتایج شبیه‌سازی اجزاء محدود در این مقاله دارد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Electromagnetic Compatibility (EMC) in a Canal Consist of High Voltage and Telecommunication Cable

نویسندگان [English]

  • R. Amirabadi Farahani 1
  • F. Faghihi 1
  • S. E. Afgheei 2
1 Islamic azad university, Science and Research Branch, Faculty of Electrical Engineering, Tehran, Iran
2 Shahid Beheshti, Faculty of Electrical Engineering, Tehran, Iran
چکیده [English]

Electromagnetic Compatibility (EMC) analysis around High Voltage (HV) cables is one of the important research problems, which several standards are published. In this paper, field simulation of HV cable space based on finite element method (FEM) is proposed to identify cable shielding effectiveness for a permitted distance of HV cable and communication cable proximity. FEM simulation method is performed for four situations including shielded cable or simple cable (cable with or without shield) for each type of HV and communication cable in losses environment. As authors are aware there is no research report for the amount of proximity distance for HV cable and communication cable in losses spaces in spite of partial approach in cabling route. Finally, simulation result is evaluated by comparison with ICNIRP standard constraints.FEM simulation results are validated by FDM based simulation software(CST); Also electromagnetic field measurement for one-core medium voltage voltage labratory. Both of them illustrates the authentication of FEM modeling of and simulation results of the investigation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Electromagnetic compatibility
  • maxwell equation
  • finite element
  • high power cable
  • telecommunication cable

مراجع

[1] D. K. Cheng, Electromagnetic Feild and Wave, Tehran, 2011.
[2] R. W. Hilbig, Mitigation Quality Power, ANDISHE VA FARHANE JAVIDAN, 2010.
[3] M. R. Yazdani, Electromagnetic compatibility and Noise Reduction Methods, Azad University, 2015.
[4] A. D. Hossein Hosseinian, ‌ Electrical Power System Quality, Tehran: Tehran, 2004.
[5] A. Nemati, EMC In Electronics And Communicative Systems. (digital circuits design of high frequency), Tehran: Amir Kabir University, 2007.
[6] IEC61000-4-8, International Standard Electromagnetic Compatibility(EMC), CEC, 2007.
[7] IEC61000-3-6, International Standard Electromagnetic Compatibility(EMC), 2007.
[8] CISPR12, International Commision On Non-Ionizing Pardition Protection, 1999.
[9] ISO11451-1, Road Vehicles,Vehicle Test Methods For Electrical Disturbances From Narrowband Radiated Electromagnetic Energy ,Part 1-General Principles And Terminology, Switzerland, 2005.
[10] American National Standard Dictionary for Technologies of Electromagnetic Compatibility (EMC),Electromagnetic Pulse (EMP), and Electrostatic Discharge (ESD), 1994.
[11] ISNO-IEC61000-4-8, Iranian National Standardization Organization, IRAN, 2012.
[12] P. S. d. merwe, "Cable Tray Connections for Electromagnetic Interference (EMI) Mitigation" IEEE Transaction On Electronmagnetic Compability, vol. 53, no. 2, 2011.
[13] k. M. P. B. H.k Agarwal, "Partially And Fully Insulated Conductor Systems For Low And Medium Voltage Over Head Distribution Lines," Condition Assessment Techniques in Electrical Systems (CATCON), vol. 23, no. 2, pp. 323-338, 2011.
[14] L. D. P. Satsios K.J, "The influence of nonhomogeneous earth on the inductive interference caused to telecommunication cables by nearby AC electric traction lines," IEEE Transaction On Power Delivery, vol. 15, no. 1 ,pp.1016 - 1021, 2000.
[15] Martin T. Arentsen, Adrian Expethit, "MVAC submarine cable , magnetic fields measurements and analysis," 52nd International Universities Power Engineering Conference (UPEC), pp1-6, 2017.
[16] S. T. Sayan Sarkar, "Study Of Electrical Field Distortion Around Man-Made Object Under High Voltage Lines," India Conference (INDICON), Annual IEEE, vol. 10, no. 1, 2015.
[17] Y. S. Kim, "Analysis Of Magnetic Field for Power Transmission Line With Multiple AC Singular Currents by Coupling of Fourier Series Expansion and FEM," IEEE Transaction On Magnetic, vol. 49, no. 5, 2015.
[18] M. F. M. Ghassemi, "Effects of Tower, Phase Conductors and Shield Wires on the Electrical Field around a Tower Window during Live-line Work," IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, vol. 22,no.6,pp. 3413 – 3420, 2015.
[19] H.Javadi, Principles Of High Voltage Engineering, TEHTAN, Power and Water University of Technology, 2004.
[20] M. Jafarboland, A. Shirzadi, " Controller Design for BPMSM with Consideration of Coupling between T orque and Magnetic Suspension Windings", Tabriz Journal of Electrical Engineering, vol. 47, no. 3, autumn 2017.
[21] R. Emadifar, S. Tohidi , " Analysis of Magnet Shape Effect on Cogging Torque and EMF Waveform of AFPM Generators Using FEM Methods" Tabriz Journal of Electrical Engineering, vol. 47, no. 3, autumn 2017.
[22] A. Darabi, A. Behniafar, “Finite Element Modeling of an Inversed Design Circumferential Flux Cylindrical Hysteresis Motor in Steady State Condition”, Tabriz Journal of Electrical Engineering, vol. 47, no. 3, autumn 2017.
[23] B. Constantin, Advanced Engineering Electromagnetics, Tehran: IHU, 2001.
[24] Z. Q. Zhu; H.Y. Li, “Recent developments and comparative study of magnetically geared machines" CES Transactions on Electrical Machines and Systems, vol. 2, no. 1, march 2018.
[25] M. I. Montrose, EMC and the Printed Circuit Board:Design, Theory, and Layout Made Simple, Wiley-IEEE Press, 1999.
[26] Emrah Tas, Frederic Pythoud, “Design, Implementation, and Evaluation of Proficiency Testing in EMC Conducted Immunity," IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, Vol59, no 4, 2017.
[27] E. B. M.Motaei, Electromagnetic compatibility engineering, Tehran: SARVNEGAR, 2013.
[28] ICNIRP, International Commision On Non-Ionizing Pardition Protection, ICNIRP, 2008.
[29] IEC61442, Test methods for accessories for power cables with rated voltages from 6 kV (Um = 7,2 kV) up to 30 kV (Um = 36 kV), International Electrotechnical Commission, 2005.
[30] H. Baghban, COMSOL Modeling, tehran: kiyan, 2014.
[31] NRL, Electric And Magnetic Field And Your Health Information On Electric And Magnetic Fields Associated With Transmission Lines,Distribution Lines And Electrical Equipment, National Radiation Labratory, 2010.
 
 
مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز
دوره 49، شماره 1 - شماره پیاپی 87
اردیبهشت 1398
صفحه 63-70

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار