Пошук оптимального засобу моделювання електричного поля ізоляторів

Анотація

У статті проаналізовано програмні засоби моделювання електричного поля ізоляторів. Необхідність вирішення даного питання диктується тим, що неточність програм моделювання дозволяє стверджувати, що покращення імітаційної моделі не може бути виконане правильно через наявність похибок розрахунку в самій програмі. Розглянуто конструктивні особливості різних типів ізоляторів, в першу чергу найбільш розповсюджених та використовуваних – фарфорових та скляних. Описано зміну електричного поля в скляному та фарфоровому ізоляторі, що працюють в мережі змінного струму без забруднень. Проаналізовано чисельні методи розрахунку як-от метод граничних елементів, метод скінчених елементів, метод інтегральних рівнянь та інші. Виявлено, що з погляду функціональних можливостей та доцільності застосування для вирішення польових задач, актуальних для електроенергетики, найбільш універсальними є метод скінчених різниць та метод скінчених елементів. Наведено результати моделювання електричного поля ізоляторів в програмах Ansoft Maxwell, CST EM Studio та Elcut. Серед проаналізованих програм – Ansys, FEMLAB, Ansoft Maxwell, CST EM Studio, IES Coulomb та Elcut, відштовхуючись від твердження про те, що необхідно для вирішення поставленої задачі вирішити диференційне рівняння, було обрано програми Ansoft Maxwell та CST EM, в яких реалізовано чисельний метод скінчених елементів. Виявлено, який з пакетів більше задовольняє поставленим вимогам по точності (шляхом розрахунку похибки відхилення математичного моделювання та експериментальних даних) та з точки зору методу, що закладено в алгоритмах програми. Проведено порівняння експериментальних даних з результатами імітаційного моделювання. Виявлена можливість діагностування ізоляторів по параметрам напруженості електричного поля.