Μελέτη, ανάλυση και μοντελοποίηση των παραμέτρων που περιγράφουν τη θερμοκρασιακή συμπεριφορά των μονωτήρων σε διάφορες συνθήκες λειτουργίας

Abstract

Αντικείμενο της Διατριβής είναι η μελέτη της συμπεριφοράς των πορσελάνινων μονωτήρων των γραμμών μεταφοράς. Συγκεκριμένα, επιλέχθηκαν μονωτήρες που χρησιμοποιούνται στο ελληνικό δίκτυο μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας για γραμμές Υψηλής και Υπερυψηλής Τάσεως και πραγματοποιήθηκαν πειράματα για τη μέτρηση των θερμοκρασιακών μεταβολών τους. Τα αντίστοιχα πειραματικά αποτελέσματα, αξιοποιήθηκαν για την ανάπτυξη υπολογιστικών μεθοδολογιών και την επικύρωση των αποτελεσμάτων των μεθοδολογιών αυτών. Αρχικά, οι μετρήσεις για διαφορετικές τιμές της έντασης του ρεύματος στους αγωγούς που συνδέονται με τους μονωτήρες χρησιμοποιήθηκαν για την ανάπτυξη μεθόδου υπολογισμού των θερμοκρασιακών μεταβολών με χρήση της μεθόδου των πεπερασμένων στοιχείων (FEM). Επίσης, εφαρμόστηκαν τεχνικές ανέπαφων μετρήσεων (υπέρυθρη ακτινοβολία) με χρήση θερμικής κάμερας για την εκτίμηση και πρόβλεψη των τιμών της παραμέτρου της εκπεμπτικότητας της θερμοκάμερας. Οι θερμοκρασιακές μεταβολές των μονωτήρων υπό πραγματικές συνθήκες περιβάλλοντος μετρήθηκαν για διαφορετικά σημεία παρατήρησης από τη θερμική κάμερα και τα αποτελέσματα χρησιμοποιήθηκαν για την ανάπτυξη μεθόδου υπολογισμού των παραμέτρων (εκπεμπτικότητα) της θερμικής κάμερας που επηρεάζονται. Επιπλέον, ελέγχθηκε η αξιοπιστία διάφορων μαθηματικών μοντέλων πρόβλεψης της τιμής της παραμέτρου της εκπεμπτικότητας και με τη χρήση της μεθόδου των ελαχίστων τετραγώνων τρίτου βαθμού που αναπτύχθηκε βελτιστοποιήθηκε η μοντελοποίηση της σε σχέση με τις αντίστοιχες πειραματικές τιμές. Τέλος, αναπτύχθηκε λογισμικό υπολογισμού των τιμών της μοντελοποίησης για την παραπάνω παράμετρο με χρήση κατάλληλης υπολογιστικής πλατφόρμας με στόχο να ελαχιστοποιηθεί η υποκειμενικότητα στην επιλογή του καταλληλότερου μονωτή.