Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Investigation of static voltage accumulation on wind turbine blade in atmospheric wind speed humidity and temperature

Wahdain Samer S., Mohamed A. I., Saari Mohd Mawardi, Daud Mohd Razali, Jamil Mohamad Kamarol Mohd

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 6

175--180

EN

Wind turbines are one of renewable energy sources. Wind turbines installed at wild open area such offshore, mountains and deserts are filled with air particles and flow of wind speed. During the wind flow throughout the wind turbines which rotates the turbine blades, there is friction between the air particles and the blade surface that leads the static voltage to accumulate on the blade surface causing upward streamers. Using fiberglass reinforced plastic (FRP) wind turbine blades by simulation and experimental method. The charged particle tracing with electrostatics and laminar flow with time-dependent used to determine the value of static voltage accumulation. Static voltage accumulation is influenced by various factors such as wind speed (1, 5, and 7 m/s), humidity (20, 50, and 70 %RH) and temperature (28, 35, and 48 oC) had tested and analyzed. Furthermore, the result obtained using the Finite Element Method (FEM) has shown a good agreement with the experimental result. It was observed that high flow velocity has a great tendency to charge the blade surface with 36.70%higher from 1 m/s to 7 m/s. Low relative air humidity increases the risk of static electricity 221.6 V at the of side of the blade when humidity is 20%. Moreover, increasing the air temperature from 28 to 48 degrees Celsius increases the voltage by 20%. Therefore, determining the need for statice voltages generated in the blade surface and the risk related to upward streamers is obliged to be evaluated as it is the essential ways in adopting the correct protection systems.

PL

Turbiny wiatrowe są jednym z odnawialnych źródeł energii. Turbiny wiatrowe zainstalowane na dzikich terenach otwartych, takich jak wybrzeże, góry i pustynie, są wypełnione cząsteczkami powietrza i prędkością wiatru. Podczas przepływu wiatru przez turbiny wiatrowe, który obraca łopaty turbiny, występuje tarcie między cząstkami powietrza a powierzchnią łopaty, co prowadzi do gromadzenia się napięcia statycznego na powierzchni łopaty, powodując wznoszenie się wstęg. Wykorzystanie łopat turbin wiatrowych z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym (FRP) za pomocą modelowania i metody eksperymentalnej. Śledzenie cząstek naładowanych za pomocą elektrostatyki i przepływu laminarnego z zależnym od czasu wykorzystaniem do wyznaczania wartości kumulacji napięcia statycznego. Na akumulację napięcia statycznego mają wpływ różne czynniki, takie jak prędkość wiatru (1, 5 i 7 m/s), wilgotność (20, 50 i 70 %RH) oraz temperatura (28, 35 i 48 oC). . Ponadto wynik uzyskany metodą elementów skończonych (MES) wykazał dobrą zgodność z wynikiem doświadczalnym. Zaobserwowano, że duża prędkość przepływu ma dużą tendencję do obciążania powierzchni łopaty o 36,70% większą od 1 m/s do 7 m/s. Niska wilgotność względna powietrza zwiększa ryzyko powstania elektryczności statycznej 221,6 V z boku łopaty, gdy wilgotność wynosi 20%. Ponadto zwiększenie temperatury powietrza z 28 do 48 stopni Celsjusza powoduje wzrost napięcia o 20%. W związku z tym określenie konieczności występowania napięć statycznych generowanych na powierzchni łopaty oraz zagrożenia związanego ze skierowanymi w górę streamerami wymaga oceny, ponieważ jest to niezbędny sposób w doborze odpowiednich systemów ochronnych.

2

Fractioning of grain materials in the vertical ring air channel during electric field imposition

Kotov Boris, Stepanenko Seghii, Tsurkan Oleh, Hryshchenko Volodymyr, Pantsyr Yuriy, Garasymchuk Ihor, Spirin Anatolii, Kupchuk Ihor

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 1

100--104

EN

The problem of obtaining high-quality (commercial) food grains and seeds of cereals and oilseeds can be solved by using fractional technology for post-harvest processing of grain. The shortcomings of existing machines can be eliminated if, when a particle moves in an ascending air flow, the orientation of its axes of inertia in the channel space is stabilized. One of the effective ways of directional orientation of elongated grains can be the imposition of a stable electric field on a two-phase flow (grain-air). The article theoretically summarizes and proposes a new solution to the scientific problem of increasing the efficiency of the process of separating grain material according to the complex of aerodynamic and electrophysical properties of individual components of the grain material.

PL

Problem otrzymywania wysokiej jakości (handlowych) zbóż spożywczych oraz nasion zbóż i roślin oleistych można rozwiązać stosując technologię frakcyjną do pożniwnego przerobu ziarna. Wady istniejących maszyn można wyeliminować, jeśli podczas ruchu cząstki we wznoszącym się strumieniu powietrza ustabilizuje się orientacja jej osi bezwładności w przestrzeni kanału. Jednym ze skutecznych sposobów kierunkowej orientacji wydłużonych ziaren może być nałożenie stabilnego pola elektrycznego na przepływ dwufazowy (ziarno-powietrze). W artykule teoretycznie podsumowano i zaproponowano nowe rozwiązanie problemu naukowego zwiększenia wydajności procesu separacji materiału ziarnowego według kompleksu właściwości aerodynamicznych i elektrofizycznych poszczególnych składników materiału ziarnowego.

3

Analysis of electric field behaviour for wind turbine blades under the influence of various gas

Wahdain Samer S., Mohamed A. I., Sulaiman Mohd Herwan, Daud Mohd Razali, Raja Ismail Raja Mohd Taufika

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 7

29--33

EN

Wind turbines are one of the most important natural sources of energy. The components of atmosphere gases in the surrounding wind turbines that are installed may significantly affect the increasing of electrical field resulting from lighting strikes. Here, we use the initiation and spread of electrical field in various gases O2, N2, Ar, Ne and SO2 to examine the behaviour of electrical field on blade. This study uses the Finite Element Method to investigate the influence of gases on the lightning strike carbon fibre wind turbine blade. We use 3D modelling geometry i n this study to get accurate results for all sides of the blade. The generation of an impulse wave uses three stages with time varying from 0 to 60 µs. It was observed that N2 and Air give the same reading because Nitrogen represents 72% of the air contents. Thus, our study elucidates that applying various gases can affect the electric field strength.

PL

Turbiny wiatrowe są jednym z najważniejszych naturalnych źródeł energii. Składniki gazów atmosferycznych w otaczających turbinach wiatrowych, które są zainstalowane, mogą znacząco wpłynąć na zwiększenie pola elektrycznego w wyniku uderzeń pioruna. Tutaj wykorzystujemy inicjację i rozprzestrzenianie się pola elektrycznego w różnych gazach O2, N2, Ar, Ne i SO2, aby zbadać zachowanie pola elektrycznego na ostrzu. Niniejsze badanie wykorzystuje metodę elementów skończonych do zbadania wpływu gazów na uderzenie pioruna łopaty turbiny wiatrowej z włókna węglowego. W tym badaniu używamy geometrii modelowania 3D, aby uzyskać dokładne wyniki dla wszystkich stron łopaty. Generowanie fali impulsowej składa się z trzech etapów w czasie od 0 do 60 µs. Zaobserwowano, że N2 i powietrze dają ten sam odczyt, ponieważ azot stanowi 72% zawartości powietrza. W ten sposób nasze badanie wyjaśnia, że stosowanie różnych gazów może wpływać na natężenie pola elektrycznego.

4

A measuring instrument for analyzing the behavior of seeds of selected plant species exposed to a uniform electric field

Kolankowska Ewelina, Konopka Stanisław, Urbańska-Gizińska Renata, Nalepa Krzysztof, Choszcz Dariusz Jan, Markowski Piotr

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 6

107--110

EN

The article reviews electrical separation techniques for processing seed mixtures and proposes a measuring instrument for analyzing the behavior of seeds of selected plant species exposed to a uniform electric field. By changing the intensity of the electric field, the device can be used in the process of cleaning and sorting seeds and other loose materials. The device can be applied to identify differences in the electric charge of the components of loose materials, which can provide a basis for developing new separation techniques.

PL

W pracy przedstawiono przegląd technik elektroseparacji składników mieszanin nasiennych oraz propozycję urządzenia badawczego do identyfikacji reakcji wybranych gatunków nasion poddanych działaniu jednorodnego pola elektrycznego. Urządzenie może być wykorzystane w wspomaganiu procesów czyszczenia i sortowania mieszanin nasiennych oraz materiałów sypkich, dzięki przewidzianej możliwości zmian wartości natężenia pola elektrycznego. Umożliwia to wyznaczenie różnic w elektryzacji składników mieszanin, co może być podstawą do opracowania nowych technologii separacji.

5

Slip regime MHD 2-liquid plasma heat transfer flow with hall currents between parallel plates

Linga Raju T., Satish P.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2023

|

Vol. 28, no. 3

65--85

EN

The influence of the slip factor on the MHD 2-liquid heat transfer flow of ionized gases within a channel between two non-conducting plates with Hall currents is investigated theoretically. Slip conditions were used to obtain solutions for the velocity and temperature fields, as well as the heat transfer rates. The flow characteristics of the two liquids are studied for estimates of the leading parameters, for instance the magnetic parameter, Hall and slip factors, viscosity, density, height, electrical conductivity and the thermal conductivity ratios. It was observed that an upsurge in temperature in the two zones is caused by the thermal conductivity proportion. The rate of heat transfer coefficient diminishes up to a certain point, after that it starts to increase as the magnetic and Hall parameters increase.

6

Impact of heterogeneous cavities on the electrical constraints in the insulation of high-voltage cables

Bakri Badis, Benguesmia Hani, Mira Aya, M’ziou Nassima

Diagnostyka

|

2023

|

Vol. 24, No. 1

art. no. 2023109

EN

The main insulation layer is the most important layer of the high-voltage cable, and the quality of this material directly affects the life of the cable. It is also known that contamination, porosity and associated partial discharges in the insulation can affect the service life of cables. In this paper, we use the COMSOL Multiphysics software, which is based on the finite element method in AC/DC, 2D electrostatic. Our study shows the effect of heterogeneous cavities on the functioning of electrical cables. This work contains the study of electric field distribution and potential of a model of high voltage cable; we took into account the absence and the presence of heterogeneous cavities. The study was conducted using numerical results with mathematical validation. The obtained results are considered satisfactory, favorable and very promising.

7

Finite element modeling for electric field and voltage distribution along the cap and pin insulators under pollution

Ghermoul Oussama, Benguesmia Hani, Benyettou Loutfi

Diagnostyka

|

2023

|

Vol. 24, No. 2

art. no. 2023201

EN

The knowledge of the behavior of both the electric potential and electric field is one of the main factors needed when designing an insulator. Using AutoCAD software a 2D cap and pin 1512L insulator model was created in the clean state and under pollution from one to five insulators separately making a chain of insulators for a total of 10 models. Later they are imported to COMSOL Multiphysics 5.6 software, simulations of the 1512L insulator were made to see the effect the pollution has and the differences that occur on the distribution with the addition of more insulators in the chain. The potential distribution starts to develop a pattern after a certain number of insulators in the chain while the pollution induces high value spikes in the field distribution. Finite-element-analysis for numerical simulation of the pollution effect in outdoor insulators: a review and a novel method.

8

Oddziaływanie elektromagnetyczne linii przesyłowych 400 kV na środowisko – analiza i metody jego redukcji

Tarko Rafał, Gajdzica Jakub, Nowak Wiesław

Śląskie Wiadomości Elektryczne

|

2022

|

Nr 5 (143)

11--16

PL

Celem artykułu jest analiza możliwości redukcji szerokości stref oddziaływania pola elektrycznego, poprzez zmianę parametrów projektowych linii elektroenergetycznych, określających przestrzenne rozmieszczenie jej przewodów. Analizę tę przeprowadzono z zastosowaniem opracowanych i zweryfikowanych eksperymentalnie modeli do wyznaczania pola elektrycznego w otoczeniu linii. Modele obliczeniowe wykorzystano do badań szerokości stref oddziaływania pola elektrycznego jedno- i dwutorowych linii elektroenergetycznych 400 kV. Badania potwierdziły możliwość znacznej redukcji szerokości stref oddziaływania pola elektrycznego poprzez odpowiedni wybór kluczowych parametrów projektowych i konstrukcyjnych linii. Otrzymane wnioski słuszne są nie tylko dla linii 400 kV, ale także wskazują na kierunki zmian parametrów linii o innych napięciach znamionowych.

EN

The aim of this paper is to analyze the possibilities of reducing the width of electric field influence zones by changing the design parameters of power lines and defining the spatial distribution of its conductors. This analysis was carried out using the developed and experimentally verified models for determining the electric field. The computational models were used to analyze the width of the electric field influence zones of single and double circuit 400 kV power lines. The analyses confirmed that the width of the electric field influence zones can be significantly reduced if the most important design and construction parameters of the line are properly selected. The obtained conclusions are valid not only for 400 kV lines, but also set directions to follow when changing the parameters of high voltage transmission lines of other rated voltages (above 100 kV).

9

Badanie pola elektrycznego dojrzałej chmury burzowej przy pomocy długich anten napowietrznych

Miś Tomasz Aleksander

Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne

|

2022

|

nr 4

351--354

PL

Referat porusza kwestię wyznaczania wartości natężenia pola elektrycznego wewnątrz dojrzałej chmury typu Nimbostratus (ciepły front burzowy) przy pomocy danych doświadczalnych zebranych w trakcie balonowego lotu testowego napowietrznej długiej anteny liniowej. Na podstawie zarejestrowanych sygnałów i założonego modelu teoretycznego różnicowania ładunków elektrycznych na antenie wewnątrz chmury wyznaczono wartości pola elektrycznego zewnętrznego, generującego proces ładowania i powstawania wyładowań koronowych na przewodzie antenowym. Uzyskane dane porównano z danymi doświadczalnymi z lat poprzednich dla chmur burzowych typu Nimbostratus, ukazując nowe zastosowanie długich napowietrznych anten liniowych w bezpośrednim badaniu niebezpiecznych procesów zachodzących w atmosferze Ziemi.

EN

The paper describes an attempt to define the electric fields strength inside a mature Nimbostratus cloud (warm storm front) using experimental data collected during the flight of a long linear airborne antenna. Basing on the registered signals and a theoretical model of electrical interactions between the antenna and the cloud’s interior the values of the external electric field strength have been calculated – the field that allows the build-up of the electric charge of the antenna and the excitation of corona. The calculations have been compared with experimental data on the electric field strength in Nimbostratus clouds, showing a new use of long airborne antennas in direct research on dangerous processes in the Earth’s atmosphere.

10

Modification of the colour of dessert strawberries subjected to pulse electric field

Gałązka-Czarnecka Ilona, Korzeniewska Ewa

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 12

298--301

EN

The article presents the results of the impact of the pulsed electric field (PEF) on the modification of strawberry colour. The study concerned dessert strawberries. The electric field intensity of 5 kV/cm and 10 kV/cm was used. The CIELab system was used to assess the colour. It was shown that at the intensity of 5 kV/cm, the red component in the colour of the fruit increased by 19% in relation to the fruit not treated with PEF. This is important in the context of the content of the health-promoting anthocyanin pigments of pelargodnidin-3-glucosides, which give strawberries a red colour. The modification of strawberries with the use of an electric field also reduced the brightness of the color by 16.1%.

PL

W artykule zaprezentowano wyniki wpływu działania impulsowego pola elektrycznego (PEF) na modyfikację barwy truskawek. Badanie dotyczyło truskawek deserowych. Zastosowano pole o natężeniu 5 kV/cm i 10 kV/cm. W celu oceny barwy wykorzystano system CIELab. Wykazano, że przy natężeniu 5 kV/cm zwiększyła się składowa czerwona w barwie owoców o 19% w stosunku do owoców nie poddawanych działaniu PEF. Ma to znaczenie w kontekście zawartości prozdrowotnych barwników antocyjanowych 3-glukozydów pelargodnidyny, które nadają czerwoną barwę truskawkom. Modyfikacja truskawek z wykorzystaniem pola elektrycznego spowodowała także zmniejszenie jasności koloru o 16,1%

11

Investigation of ultra-low photon emission of rapeseed seeds stimulated in an electric field

Kovalyshyn Stepan, Ptashnyk Vadym, Nester Bogdan, Shvets Oleksiy, Tylek Paweł, Miernik Anna, Kiełbasa Paweł

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 12

271--274

EN

This paper describes the response of rapeseed photon emission to their stimulation by an electric field. The stimulation time and the intensity of the electric field were the experimental factors. In the experiment, the electric field intensity was applied from 1 kV/cm to 3kV/cm in intervals of 0.5 kV/cm and for each of these values the stimulation time was from 5s to 30s in intervals of 5s. In the next stage of the project, fieldstimulated seeds were parameterized using the Single Photon Couting (SPC) method. An R4220 photomultiplier was used to record photon radiation. It was found that the highest photon emission was characterised by the stimulation range from 1.8 kV/cm to 2.2 kV/cm, which expanded with increasing time of rapeseed stimulation. However, the amount of radiation increases monotonically depending on the duration of electrical stimulation. At the same time, the effect of changes in the intensity of the electric field is much smaller, which indicates the presence of structural features of the seed material and its selective susceptibility to electromagnetic interactions.

PL

W pracy opisano odpowiedź emisji fotonów rzepaku na ich stymulację polem elektrycznym. Czynnikami eksperymentalnymi były czas stymulacji i natężenie pola elektrycznego. W doświadczeniu zastosowano natężenie pola elektrycznego od 1 kV/cm do 3kV/cm w odstępach co 0,5 kV/cm, a dla każdej z tych wartości czas stymulacji wynosił od 5s do 30s w odstępach co 5s. W kolejnym etapie projektu nasiona stymulowane polowo były parametryzowane metodą SPC (Single Photon Couting). Do rejestracji promieniowania fotonowego wykorzystano fotopowielacz R4220. Stwierdzono, że największą emisją fotonów charakteryzuje się zakres stymulacji od 1,8 kV/cm do 2,2 kV/cm, który rozszerzał się wraz ze wzrostem czasu stymulacji rzepaku. Natomiast ilość promieniowania wzrasta monotonicznie w zależności od czasu trwania stymulacji elektrycznej. Jednocześnie efekt zmian natężenia pola elektrycznego jest znacznie mniejszy, co wskazuje na obecność cech strukturalnych materiału siewnego i jego selektywną podatność na oddziaływania elektromagnetyczne.

12

Effect of constant electric field stimulation of suspensions of selected microorganisms on geometric structure of cells

Kiełbasa Paweł, Miernik Anna, Dróżdż Tomasz

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 5

148--151

EN

This paper discusses the effect of constant electric field on the geometrical parameters of selected microorganisms. In the experiment different time of exposure of suspension of microorganisms to constant electric field was applied and then the cell area and its diameter were determined. It was found that with increasing stimulation time the diameter and area of the cells relatively decreased in the case of Enterococcus faecalis strain ATCC 29212 as well as Candida krusei strain ATCC 14243. It should be noted, however, that in the case of Enterococcus faecalis ATCC 29212 cells the area and diameter of the cells after stimulation are higher than in the case of untreated cells, while in the case of Candida krusei ATCC 14243 both the area and diameter of the cells after stimulation are lower than in the cells from the control sample.

PL

W artykule omówiono wpływ oddziaływania stałego pola elektrycznego na parametry geometryczne wybranych mikroorganizmów. W doświadczeniu zastosowano zróżnicowany czas ekspozycji zawiesiny mikroorganizmów na oddziaływanie stałego pola elektrycznego a następnie określono powierzchnię komórki oraz jej średnicę. Stwierdzono, że wraz ze wzrostem czasu stymulacji średnica i pole powierzchni komórek względnie zmniejsza się zarówno w przypadku komórek szczepu Enterococcus faecalis ATCC 29212 jak również szczepu drożdżaka Candida krusei ATCC 14243. Należy jednak zaznaczyć, że w przypadku komórek Enterococcus faecalis ATCC 29212 pole powierzchni i średnica komórek po stymulacji jest wyższa niż u komórek nie poddanych takiemu oddziaływaniu, natomiast w przypadku szczepu Candida krusei ATCC 14243 zarówno pole powierzchni jak i średnica komórek po stymulacji jest niższa niż u komórek z próby kontrolnej.

13

Unsteady electro-magneto hydrodynamic flow and heat transfer of two ionized fluids in a rotating system with Hall currents

Raju T. Linga, Rao B. Venkat

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2022

|

Vol. 27, no. 1

125--145

EN

An unsteady flow and heat transmission of ionized gases via a horizontal channel enclosed by non-conducting plates in a rotating framework with Hall currents is examined using electro-magnetohydrodynamic (EMHD) two-fluid heat flow. The Hall current impact is taken into account by assuming that the gases are totally ionized, the applied transverse magnetic field is very strong. For temperature and velocity distributions in two-fluid flow regions, the governing equations are solved analytically. For numerous physical parameters such as the Hartmann number, Hall parameter, rotation parameter, viscosity ratio, and so on, numerical solutions are visually displayed. It was discovered that an increase in temperature in the two regions is caused by the thermal conductivity ratio. It was also realized that an increase in rate of heat transfer coefficient at the plates is caused by either the Hartman number or the Hall parameter.

14

Analiza porównawcza obliczeniowej identyfikacji natężenia pola elektrycznego z zastosowaniem różnicy centralnej drugiego oraz czwartego rzędu

Sztafrowski Dariusz, Gumiela Jacek

Przegląd Elektrotechniczny

|

2021

|

R. 97, nr 1

182--184

PL

Do obliczeniowej identyfikacji natężenia składowej elektrycznej pola elektromagnetycznego stosuje się metody, w których opis różniczkowy opisujący w sposób ciągły przestrzenny rozkład potencjału jest zamieniony na dyskretny opis różnicowy. W zależności od złożoności centralnej różnicy poszukiwanej funkcji w metodzie różnicowej wartość każdego punktu siatki standardowo można wyznaczyć przy zastosowaniu różnicy centralnej drugiego lub czwartego rzędu. Dla wybranego przypadku linii napowietrznej 110 kV autorzy dokonali porównania wpływu zastosowanego rzędu różnicy centralnej na czas wykonania obliczeń oraz wartość maksymalnego błędu względnego symulacji.

EN

For the digital identification of intensity of electrical component of the electromagnetic field the method can be used where the continuous description of the potential distribution with differential equations is transformed to a discrete differences description with the grid of nodes. Depending on the complication level for construction of the central difference of the searched function with the differences description the value for each node of a grid can be calculated in a standard way with central differences of second or fourth order. For the selected case of the 110 kV overhead power line, the authors compared the influence of the applied order of the central difference on the calculation time and the value of the maximum relative error of the simulation.

15

Electro-magnetohydrodynamic two fluid flow of ionized-gases with hall and rotation effects

Linga Raju T.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2021

|

Vol. 26, no. 4

128--144

EN

An electro-magnetohydrodynamic (EMHD) two fluid flow and heat transfer of ionized gases through a horizontal channel surrounded by non-conducting plates in a rotating framework with Hall currents is investigated. The Hall effect is considered with an assumption that the gases are completely ionized and the strength of the applied transverse magnetic field is strong. The governing equations are solved analytically for the temperature and velocity distributions in two fluid flow regions. The numerical solutions are demonstrated graphically for various physical parameters such the Hartmann number, Hall parameter, rotation parameter, and so on. It was noticed that an increment is either due to the Hall parameter or the rotation parameter reduces the temperature in the two regions.

16

Effects analysis of the pollution layer parameters on a high-voltage porcelain cylindrical insulator using response surface methodology

Belhouchet Khaled, Bayadi Abdelhafid, Alti Nadjim, Ouchen Lyamine

Diagnostyka

|

2021

|

Vol. 22, No. 2

21--28

EN

The influences of the pollution layer parameters including; conductivity, position and length on the performance of high-voltage cylindrical insulator were investigated. Parameters effects and their interactions have been assessed and determined using the variance statistical technique and the relation between parameters and the flashover voltage, maximum electric field and the breakdown strength is modeled by the response surface methodology (RMS). The 3D model from Comsol Multiphysics was used for modeling and the FEM method was utilized for simulations. The findings demonstrate that the flashover voltage of the non-uniformly contaminated surface is primarily affected by the pollution layer length. Simulation results show that the intensity of the electric field rises with the increasing in length of pollution layer and its position. It was noted that the experimental tests in laboratory for non-uniform contamination are in strong alignment with simulation studies. The results of this analysis should expand our understanding about the performance of outdoor insulators under specific contaminated conditions. The knowledge gathered can be used to enhance the configuration of insulators used in contaminated regions and it is believed that the current study has resulted methodology to estimate reliably and realistically the pollution performance of cylindrical porcelain insulators.

17

Pole elektromagnetyczne emitowane przez systemy radiokomunikacyjne – zmiany poziomów ekspozycji na terenie Warszawy w XXI wieku

Gryz Krzysztof, Karpowicz Jolanta, Zradziński Patryk

Bezpieczeństwo Pracy : nauka i praktyka

|

2021

|

nr 7

5-9

PL

Powszechne wykorzystywanie systemów radiokomunikacyjnych przyczynia się do ekspozycji ludzi na pole elektromagnetyczne emitowane przez te systemy. Ze względu na dużą liczbę użytkowników w środowisku wielkomiejskim występuje tu największe zagęszczenie anten radiokomunikacyjnych oraz pole elektromagnetyczne o najbardziej złożonym widmie częstotliwości. W artykule przedstawiono wyniki rozpoznania i oceny ekspozycji na pole elektromagnetyczne emitowane przez systemy radiokomunikacyjne. Te wyniki bazują na rezultatach badań własnych i charakteryzują niemal dwudziestoletnią ewolucję parametrów ekspozycji w centrum Warszawy. Wskazują ponadto, że do 2020 r. w budynkach użyteczności publicznej i w otwartej przestrzeni miasta nie dochodziło w Warszawie do ekspozycji pracowników na pole elektromagnetyczne o poziomie wymagającym okresowej kontroli według wymagań prawa pracy. Badania nie obejmowały oceny parametrów lokalnego narażenia na silniejsze pole elektromagnetyczne bezpośrednio przy antenach nadajników, zlokalizowanych najczęściej na dachach budynków lub wolnostojących konstrukcjach wsporczych.

EN

The common use of radiocommunication systems and their dynamic development affects the exposure of people to the electromagnetic field emitted by devices operating in these systems. Due to the large number of users in the urban environment, there is the highest density of radiocommunication antennas and the electromagnetic field with the most complex frequency spectrum. The article presents the results of the recognition and assessment of exposure to electromagnetic field emitted by radiocommunication systems, based on the results of own research, characterizing the evolution of the parameters of this exposure over nearly twenty years in the center of Warsaw. The results of discussed investigations shown, that till 2020 in considered locations in public buildings and outdoor urban spaces, there was no exposure of workers to electromagnetic field in Warsaw at levels requiring a periodic inspection with respect to the labour law provisions. Discussed investigations did not cover the evaluation of locally stronger electromagnetic field exposure in the proximity of emitting antennas located usually at the building roofs or free-standing constructions.

18

Safety evaluation for a high signal operator with electric field exposure induced by contact wires

Yang Chang-Qiong, Lu Mai

Archives of Electrical Engineering

|

2021

|

Vol. 70, nr 2

431--444

EN

To evaluate the occupational safety of a high signal operator exposed to the electric field induced by contact wires with a frequency of 50 Hz and a voltage of 27.5 kV, this study established a model of a high signal operator working in the vicinity of single and double-track railways. The electric field distribution in the operator’s body and his head were calculated and analyzed during the operation using the finite element method (FEM). The calculated results were compared with the international standard occupational exposure limits formulated by the International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP) and action levels (ALs), exposure limit values (ELVs) in Directive 2013/35/EU (EU Directive). In the case of a single-track railway exposure, the maximum electric field strength in the worker’s body, in the scalp layer, and inside the brain are 227 mV/m, 2.76 kV/m, and 0.14 mV/m, respectively. For a double-track railway exposure, the maximum internal electric field strength of the operator is 310 mV/m, which is 37.85% of the occupational exposure basic restriction limit. The maximum electric field strength in the head layers is 3.42 kV/m, which is 34.2% of the occupational exposure reference level and 34.2% of the low ALs. The maximum electric field strength of the brain is 0.19 mV/m, which is 0.19% of the occupational basic restriction limit and 0.135% of the sensory effects ELVs. Results show that the electric field exposure of the high signal operator to contact wires in single- and double-track railways is lower than the occupational exposure limits provided by the ICNIRP and EU Directive standards and is thus regarded as safe for workers.

19

Multiple regression analysis predicts the dynamic of chondrocytes stimulated by magnetic and electric fields

Vaca-Gonzalez Juan Jairo, Escobar Juan Felipe, Garzon-Alvarado Diego Alexander

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2021

|

Vol. 23, no. 3

109--124

EN

Purpose: The aim of this study was to implement a multiple regression analysis to find mathematical models that estimate the proliferative rate and the molecular synthesis of chondrocytes when these cells are stimulated either by magnetic or electric fields. Methods: Data derived from previous studies performed in our laboratory were used for statistical analyses, which consisted of applying magnetic fields (1 and 2 mT) and electric fields (4 and 8 mV/cm) to chondrocytes. Data from cell proliferation and glycosaminoglycan expression were used to adjust and to validate each mathematical model. Results: The root square model efficiently predicted the chondrocyte dynamics, evidencing determination coefficients of R2 = 92.04 for proliferation and R2 = 70.95 for glycosaminoglycans when magnetic fields were applied, and R2 = 88.19 for proliferation and R2 = 74.79 for glycosaminoglycans when electric fields were applied. Conclusions: The reduced, interactive, quadratic and combined models exhibited lower R2 values, nevertheless, they were useful to predict proliferation and glycosaminoglycan synthesis, as the right-skewed distribution, determined by the F parameter, evidenced a Frejected < Fcomputed. The models are efficient since the prediction of chondrocyte dynamics is comparable to the cell growth and to the molecular synthesis observed experimentally. This novel formulation may be dynamic because the variables that fit the models may be modified to improve in vitro procedures focused on cartilage recovery.

20

Analiza możliwości ograniczania natężenia składowej elektrycznej pola elektromagnetycznego przez zastosowanie dodatkowych przewodów w napowietrznych liniach elektroenergetycznych

Gumiela Jacek, Sztafrowski Dariusz

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 1

230--233

PL

Jednym z ubocznych skutków towarzyszących pracy napowietrznych linii elektroenergetycznych jest emisja wokół przewodów roboczych pola elektromagnetycznego o niskiej częstotliwości, które składa się z dwóch składowych: elektrycznej oraz magnetycznej. W związku z potencjalnym oddziaływaniem pola elektromagnetycznego na środowisko, a w szczególności na organizmy żywe, dąży się do ograniczania natężenia występujących pól elektromagnetycznych. W odpowiednich aktach prawnych zostały określone wartości maksymalne, których przekroczenie mogłoby nieść potencjalnie niekorzystne skutki dla środowiska. W niniejszym artykule poddano obliczeniowej identyfikacji rozkład natężenia pola elektromagnetycznego generowanego przez linię napowietrzną 400 kV wyposażoną w dodatkowe elementy, których zadaniem jest ograniczenie emisji pola elektromagnetycznego pod przewodami.

EN

One of the side effects of overhead power lines is the emission of a low-frequency electromagnetic field around working wires, which consists of two components: electrical and magnetic. In connection with the potential impact of electromagnetic field on the environment, and in particular on living organisms, it is strived to reduce the intensity of the existing electromagnetic fields. The relevant legal acts set maximum values that, if exceeded, could have potentially adverse effects on the environment. In this article the distribution of electromagnetic field strength generated by an overhead line 400 kV equipped with additional elements, whose task is to limit electromagnetic field emissions under wires, has been subject to computational identification.