Performance Analysis of Cylindrical Shielding in Underground Cables
Selim Köroğlu1, Nurettin Umurkan2, Selami Kesler11Department of Electrical-Electronics Engineering, Faculty of Engineering, Pamukkale University, 20070, Denizli, Turkey2Department of Electrical Engineering, Faculty of Electrical-Electronics, Yildiz Technical University, 34220, Istanbul, Turkey
The shielding efficiency of cylindrical shields for three phase underground cable is investigated for several shields material using finite element method (FEM). This FEM model takes into account the nonlinear hysteretic behavior for ferromagnetic material in the shield. The shields are cylindrical shaped and the power cables are positioned in flat configuration. The shielding efficiency is compared for shields with the same geometry but several shielding materials with nonlinear hysteretic behavior (Magnetil and DX52, both from Arcelor-Mittal firm) and a non-ferromagnetic and electrically conducting shielding material (Aluminium). The paper investigates the influence of several parameters on shielding efficiency: the size of the shield radius, the current amplitude in the cable and the thickness of the shield. Magnetil shield material is the best in terms of shielding performance.
The numerical models are validated with experimental results for without shield.
Yeraltı Kablolarında Silindirik Ekranlamanın Performans Analizi
Selim Köroğlu1, Nurettin Umurkan2, Selami Kesler11Pamukkale Üniversitesi, Elektronik-elektronik Mühendisliği Bölümü, 20070, Denizli2Yıldız Teknik Üniversitesi, Elektrik-elektronik Fakültesi, Elektrik Mühendisliği Bölümü, 34220, İstanbul
Üç fazlı yeraltı kabloları için silindirik ekranlama etkinliği, sonlu elemanlar yöntemi (SEY) kullanarak çeşitli ekran malzemeleri için incelenmiştir. Bu SEY modeli ferromanyetik ekran malzemelerinin doğrusal olmayan histerezis davranışlarını da dikkate almaktadır. Kullanılan ekranlar silindir yapılı ve ekran içerisinde kabloların yerleştirilmesi ise düz şekildedir. Aynı ekran geometrisinde farklı ekran malzemelerinin ekranlama etkinliği karşılaştırılmıştır. Burada kullanılan ekran malzemelerinden ikisi ferromanyetik özellikli lineer olmayan histerezis davranışlarını sahip (Arceler-Mittal tarafından üretilen Magnetil ve DX52) ekranlardır. Diğeri ise ferromanyetik olmayan yüksek iletkenlikli ekran (Alüminyum) malzemesidir. Bu çalışmada; ekran yarıçapı, kablolardan geçen akımın genliği ve ekran kalınlığı gibi parametrelerin ekranlama etkinliği üzerindeki etkisi analiz edilmiştir. Ekranlama etkinliği açısından en iyi ekran malzemesinin Magnetil olduğu görülmüştür. Sayısal yöntem ekransız durum için deneysel sonuçlarla da doğrulanmıştır.
Anahtar Kelimeler: Manyetik ekranlama, Silindirik ekran, Sonlu elemanlar yöntemiManuscript Language: Turkish