Temperature-time profiles of a tubular bus in shorting conditions

• Autorzy: Gołębiowski Jerzy , Zaręba Marek

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2020.03.32

Warianty tytułu

PL

Przebiegi temperatury szynoprzewodu rurowego w warunkach zwarciowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper temperature-time profiles generated in a tubular bus under short-circuit conditions were determined. The initial-boundary parabolic problem was the mathematical model. Adiabatic boundaries of the system and field uniformity at the initial moment of shorting were assumed and motivated. The two models of the bus-bar electric resistivity were considered: the temperature dependent (variable) and averaged one (constant). The problem was solved by means of Green’s function. The one-second shorting current and its multi-second equivalents were determined based on the above. The analytical results were verified numerically by the finite element method.

PL

W artykule wyznaczono czasowe przebiegi temperatury generowane w szynoprzewodzie rurowym podczas zwarcia. Matematycznym modelem jest początkowo-brzegowe zagadnienie paraboliczne. Przyjęto i uzasadniono założenie o adiabatycznych brzegach układu oraz o równomierności pola w początkowej chwili zwarcia. Rozpatrywano dwa modele elektrycznej rezystywności szynoprzewodu: uzależnionej termicznie (zmiennej) i uśrednionej (stałej). Zagadnienie rozwiązano za pomocą funkcji Greena. Na tej podstawie wyznaczono jednosekundowy prąd zwarcia i jego wielosekundowe równoważniki. Wyniki analityczne zweryfikowano numerycznie metodą elementu skończonego.

Słowa kluczowe

EN

tubular bus; shorting; temperature-time profile; Green’s function; one-second shorting current

PL

szynoprzewód rurowy; zwarcie; przebieg temperatury; funkcja Greena; jednosekundowy prąd zwarcia

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 96, nr 3
• Strony: 146--149
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Gołębiowski Jerzy

• Bialystok University of Technology, Faculty of Electrical Engineering, Department of Theoretical Electrotechnics and Measurements, 15-351 Białystok, 45 D Wiejska Street, Poland

autor

Zaręba Marek

• Bialystok University of Technology, Faculty of Electrical Engineering, Department of Theoretical Electrotechnics and Measurements, 15-351 Białystok, 45 D Wiejska Street, Poland

Bibliografia

• [1] Gołębiowski J., Zaręba M., Analytical modelling of the transient thermal field of a tubular bus in nominal rating, COMPEL: The International Journal for Compuation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, 38 (2019), no.2, 642-656, https://doi.org/10.1108/COMPEL-02-2018-0078.
• [2] Ashcroft N.W., Merlin N.D., Solid state physics, Holt-Saunders International Editions, Japan (1981).
• [3] Hoffer O., Instationäre Temperaturverteilung in Einem Runddraht, Archiv für Elektrotechnik, 60 (1978), no.6, 319-325.
• [4] Anders G.J., Rating of electric power cables: ampacity computations for transmission, distribution, and industrial applications, McGraw-Hill Professional, New York (1997).
• [5] Kącki E., Równania różniczkowe cząstkowe w zagadnieniach fizyki i techniki (Partial differentail equations in the problems of physics and technology), WNT, Warszawa (1992).
• [6] Hahn D.W., Ozisik M.N., Heat Conduction, John Wiley and Sons, New Jersey (2012).
• [7] Markiewicz H., Urządzenia elektroenergetyczne (Electric power devices), WNT, Warszawa (2016).
• [8] Kulas S., Tory prądowe i układy zestykowe (Current ducts and contact systems), Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa (2008).
• [9] Cole K.D., Haji-Sheikh A., Beck J.V., Litkouhi B., Heat conduction using Green’s functions, CRC Press-Taylor and Francis Group, Boca Raton-London-New York (2011).
• [10] Duffy D.G., Green’s functions with applications, CRC Press (2015).
• [11] Greenberg M.D., Applications of Green’s function in science and engineering, Dover Publications, USA (2015).
• [12] Latif M.J., Heat conduction, Springer-Verlag, Berlin, Haidelberg (2009).
• [13] Wolfram Research Inc., Mathematica, version 10.4, Champaign, Ilinois (2016).
• [14] Nithiarasu P., Lewis R.W., Seeharamu K.N., Fundamentals of the finite element method for heat and mass transfer, John Wiley and Sons Ltd., New Jeresey (2016).
• [15] Coneybeer R.T., Black W.Z., Bush R.A., Steady-state and transient ampacity of bus bar, IEEE Transactions on Power Delivery, 9(1994), no.4, 1822-1829.
• [16] Nawrowski R., Tory wielkoprądowe izolowane powietrzem lub SF6 (Air-insulated or SF6 high current busbars), Oficyna Wydawnicza Politechniki Poznańskiej, Poznań (1998).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).