23481

PHY2 778

كارشناسي ارشد

فوتونيك

فيزيك

بهمن ماه 1402

88 ص.

محمد ملك محمد

نقص تجهيزات الكتريكي , تخليه كرونا , آشكارسازي كرونا , فرابنفش كور خورشيدي , تصويربرداري فرابنفش , طراحي الكترواپتيكي

با توسعه ولتاژ بالا و فوق‌العاده بالا، مشكل ناشي از تخليه الكتريكي هادي‌ها در خطوط انتقال نيرو موردتوجه بيشتري قرار گرفت. هنگامي كه ميدان الكتريكي در هادي از سطح انرژي اوليه يونيزاسيون فراتر رود، مولكول‌هايموجود در هوا يونيزه مي‌شوند و پديده‌اي تحت عنوان هاله كرونا رخ مي‌دهد. در اين حالت مولكول‌هاي گاز قادر به دريافت و آزادسازي مداوم انرژي با نور فرابنفش و امواج صوتي هستند. تخليه كرونا باعث اتلاف انرژي، تداخل راديويي،سروصدايقابل‌شنيدن، تسريع فرسودگي،جرقه‌زدنعايق‌ها و آسيب عملكرد ايمن شبكه برق مي‌شود و اين عامل باعث كاهش بازده انرژي و همچنين تهديد بزرگي براي ايمني و ثبات تجهيزات الكتريكي خطوط انتقال نيرو هستند؛ بنابراين تشخيص مؤثر تخليه كرونا، خطرات احتمالي كار را به‌موقع كشف كرده و آن را رفع مي‌كند.روش‌هاي زيادي براي آشكارسازي به‌موقع تخليه الكتريكي وجود دارد؛ اما روشيكه ما در اين پژوهش به آن مي‌پردازيم، روش تصويربرداري فرابنفش است كه در حال حاضر يكي از روش‌هاي اصلي آشكارسازي تخليه در جهان است. علت اصلي كه ما از اين روش استفاده مي‌كنيم، ناحيه طيفي از فرابنفش است كه به آن فرابنفش كور خورشيدي گفته مي‌شود. فقدان هر گونه تشعشع پس‌زمينه در اين طيف، به ما اين امكان را مي‌دهد كه هر پديده‌اي كه شامل تابش فرابنفش است (از جمله پديده كرونا) را بتوان تشخيص داد و آشكارسازي كرد. مسئله اصلي اين پژوهش كه ما به آن مي‌پردازيم، طراحي الكترواپتيكي و مدل‌سازي يك دوربين فرابنفش در يك طيف خاص فرابنفش كور خورشيدي است كه با استفاده از نرم‌افزار زيمكس انجام مي‌شود.طرح اوليه اين دوربين از طرح‌هاي موجود استخراج و مناسب‌ترين آنها انتخاب و در نهايت با استفاده از روش‌هايبهينه‌سازي موجود بهينه‌سازي شد.

Electrical equipment defect , Corona discharge , Corona detection , Solar blind UV , UV imaging , Electro-optical design

Electro optical design and modeling of UV cameras for electrical discharge detection in transmission lines

فيزيك

With the development of high and ultra high voltage, the problem caused by electrical discharge of conductors in power transmission lines received more attention. When the electric field in the conductor exceeds the initial ionization energy level, the molecules in the air are ionized and a phenomenon known as corona halo occurs. In this case, gas molecules are able to receive and continuously release energy with ultraviolet light and sound waves. Corona discharge causes energy loss, radio interference, audible noise, acceleration of wear, ignition of insulations and damage to the safe operation of the power grid, and these factors reduce energy efficiency and also pose a great threat to the safety and stability of electrical equipment of power transmission lines. Therefore, the effective detection of corona evacuation, discovers possible work hazards in time and fixes them.There are many methods for timely detection of electric discharge, but the method we are dealing with in this research is the ultraviolet imaging method, which is currently one of the main methods for detecting discharge in the world. The main reason we used this method is the spectral region of ultraviolet light, which is called solar-blind ultraviolet. The absence of any background radiation in this spectrum allows us to detect and reveal any phenomenon that includes ultraviolet radiation (including the corona phenomenon). The main issue of this research that we are dealing with is the electro-optical design and modeling of an ultraviolet camera in a specific solar-blind ultraviolet spectrum, which is done using Zimax software. The initial design of this camera was extracted from the existing designs and the most suitable ones were selected and finally optimized using existing optimization methods.

4

احمد وزواني