Thermal field of the high-voltage direct-current cable

• Autorzy: Gołębiowski J. , Zaręba M.

Warianty tytułu

PL

Pole termiczne wysokonapięciowego kabla prądu stałego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Thermal processes generated by a direct current flowing in a core of the HVDC cable were investigated. In the physical model of the system five regions are considered: Cu, XLPE, SC, Pb, PE. Convectional cooling of the external coating is assumed. The transient thermal field is determined by the method of finite elements. The stationary field is computed in analytical way. The long lasting admissible current is determined. Spatial-time distributions of the temperature are presented. The discussion of the achieved results has been carried out taking into account a change of the heat transfer coefficient.

PL

W pracy badano termiczne procesy generowane prądem stałym płynącym w żyle kabla HVDC. W modelu fizycznym układu uwzględniono pięć obszarów: Cu, XLPE, SC, Pb, PE. Założono konwekcyjne chłodzenie zewnętrznej powłoki. Nieustalone pole termiczne wyznaczono metodą elementów skończonych. Pole stacjonarne obliczono analitycznie. Określono długotrwały prąd dopuszczalny. Przestrzenno-czasowe rozkłady temperatury przedstawiono na wykresach. Przeprowadzono dyskusję otrzymanych wyników z uwzględnieniem zmiany współczynnika przejmowania ciepła.

Słowa kluczowe

EN

HVDC cables; transient and stationary heat transfer

PL

kable HVDC; nieustalona wymiana ciepła; ustalona wymiana ciepła

• Wydawca: Polish Academy of Sciences, Committee on Electrical Engineering
• Czasopismo: Archives of Electrical Engineering
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 57, nr 1
• Strony: 57--68
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Gołębiowski J.

autor

Zaręba M.

• Division of Theoretical Electrotechnics, Technical University of Bialystok,

Bibliografia

• 1. HVDC and HVDC Light - http://www.abb.com/hvdc.
• 2. GołębiowskiJ., Zaręba M.: A method of the analysis of the thermal field dynamics in a core and insulation of a DC lead with convectional heat abstraction. Electrical Engineering-Archiv für Elektrotechnik 2006, Vol. 88, No. 5, pp. 453-464, online version http://dx.doi.org/10.1007/s00202- 005-0297 - z.
• 3. Zaręba M., Gołębiowski J.: Asymptotic analysis of transient thermal field in a DC cable covered with insulation, Archives of Electrical Engineering 2006, Vol. LV, No. 3/4, pp. 325-336.
• 4. High voltage cables 110 kV of XLPE insulation (in Polish). Catalogues of Bydgoszcz Manufacture of Cables Inc. WM Publishers, Bydgoszcz 2000 (in Polish).
• 5. Grobicki J., Germata M.: Electrical power engineering leads and cables (in Polish). Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warsaw 2000.
• 6. Rakowska A.: Operational properties of insulation of the cross-linking polyethylene applied in high voltage electrical power engineering cables (in Polish). Polytechnic of Poznań Publishers, Poznań 1998.
• 7. Lejdy B.: One second density of the short-circuit current in the leads with the long-lasting temperature less than the admissible one (in Polish). Wiadomości Elektrotechniczne, 1998, Vol. LXVI, No. 10, pp. 580-583.
• 8. Kącki E.: Partial differential equations in physics and technicals problems (in Polish). Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warsaw 1992.
• 9. Hering M.: Thermokinetics for electrical engineers (in Polish). Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warsaw 1980.
• 10. Szargut J., et al.: Numerical modeling of the thermal fields (in Polish). Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warsaw 1992.
• 11. Bolkowski S., et al.: Computer methods of analysis of the electromagnetic field (in Polish). Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warsaw 1993.
• 12. User's manual for NISA III: Numerically integrated elements for systems analysis. Engineering Mechanics Research Corporation, Troy-Michigan, USA 1996.
• 13. Feirweather G.: Finite element Galerkin methods for differential equations. Marcel Dekker Inc., New York 1978.
• 14. Turowski J., Zakrzewski K., Sikora R., Pawluk K.: Analysis and synthesis of the electromagnetic fields (in Polish). Ossolineum, Wrocław 1990.
• 15. Drwal G., Grzymkowski R., Kapusta A., Słota D.: Mathematica 4 (in Polish). Wydawnictwa Pracowni Komputerowej Jacka Skalmierskiego, Gliwice 2002.