 |
ولتاژ ناشی از رعد و برق یک خط هوایی بر روی زمین تلف شده
معرفی
صاعقه می تواند ولتاژهای زیادی را در خطوط انتقال برق ایجاد کند و باعث خرابی عایق و قطع برق شود. بنابراین، محاسبه ولتاژ ناشی از رعد و برق در مراحل طراحی، بهره برداری و نگهداری از اهمیت بالایی برخوردار است. به غیر از ارتفاع خط هوایی و نقطه برخورد، پارامترهای دیگری مانند هدایت خاک و شیب کانال رعد و برق نیز نقش زیادی دارند.
این مدل نحوه محاسبه ولتاژ ناشی از رعد و برق یک خط هوایی را بر روی زمینی با تلفات نشان می دهد. کانال های رعد و برق با شیب های مختلف در نظر گرفته می شوند. اثر هدایت خاک نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. پیکربندی مدل در شکل 1 نشان داده شده است، که در آن ولتاژ در هر دو انتهای یک خط هوایی (A و B) با یک اسیلوسکوپ اندازه گیری می شود که دارای ظرفیت 50 pF و مقاومت 600 Ω است .
شکل 1: پیکربندی مدل.
تعریف مدل
جریان صاعقه بسیار غیرخطی است و یک مطالعه سه بعدی گذرا مورد نیاز است. ماژول RF یک رابط فیزیک به نام امواج الکترومغناطیسی، گذرا ارائه می دهد که برای این منظور اختصاص داده شده است. امواج الکترومغناطیسی، رابط گذرا جریان صاعقه از پیش تعریف شده را فراهم می کند. جریان را می توان به راحتی با کلیک کردن روی دکمه Plot Pulse Shape در پنجره تنظیمات ، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، مشاهده کرد .
شکل 2: جریان صاعقه استفاده شده در مدل.
شعاع کانال رعد و برق معمولاً چند میلی متر است و در اینجا با ویژگی Edge Current مدل می شود . جریان صاعقه معمولاً با یک سوم سرعت نور به دلیل تخلیه‌های کرونا در اطراف کانال حرکت می‌کند. ویژگی Edge Current شکل موج جریان و همچنین نحوه انتشار آن در لبه (مسیر رعد و برق) را مشخص می کند.
اسیلوسکوپ با یک خازن واقعی به موازات یک مقاومت مدل سازی شده با ویژگی Lumped Element شبیه سازی شده است . مدل سازی سیم نازک در محاسبه ولتاژ القایی بسیار مهم است. بخش زیر یک روش ساده برای مدل‌سازی سیم نازک با استفاده از امواج الکترومغناطیسی، رابط گذرا را معرفی می‌کند .
مدل سازی سیم نازک
تئوری
سیم های نازک به طور گسترده در سیستم های الکتریکی و الکترونیکی وجود دارد. نسبت ابعاد سیم می تواند بیش از شش مرتبه بزرگی باشد به طوری که مش بندی حجمی سیم غیرعملی است. روش‌های متعددی در ادبیات برای مدل‌سازی سیم‌های نازک بر اساس فرمول‌های جدید مانند روش عنصر مرزی یا مفروضات موردی مانند روش دامنه زمان تفاضل محدود (FDTD) پیشنهاد شده‌اند. ایده اصلی مدل سازی سیم نازک در روش FDTD این است که سیم را در یک لبه مش ساختاریافته قرار دهیم و به صورت دستی خواص مواد را در سلول حاوی سیم تغییر دهیم، همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است .
شکل 3: نمایش سیم نازک در مش های FDTD
فرض کنید d s طول سلول جانبی شبکه ساختار یافته مورد استفاده در شبیه سازی FDTD باشد. سپس مشخص شد که یک سیم نازک با شعاع r 0 در هوا شعاع معادل 0.23d s دارد اگر میدان الکتریکی در امتداد محور سیم (جهت خارج از صفحه در شکل 3 ) روی صفر تنظیم شود. . همچنین مشخص شده است که یک سیم نازک را می توان با قرار دادن یک سیم با شعاع صفر در یک منشور مستطیل شکل، هم محور با سیم نازک، با سطح مقطع 2d s در 2d s و گذردهی و نفوذپذیری نسبی اصلاح شده به طور معادل نشان داد. توسط
مزایا و معایب
مزایای روش فوق آشکار است:
• | از آنجایی که از مش بندی حجمی جلوگیری می شود، کل DoF ها را به طور قابل توجهی کاهش می دهد |
• | نتایج کاملا دقیق هستند و در کاربردهای مهندسی قابل قبول هستند |
• | این نظریه به طور گسترده پذیرفته شده است |
معایب عبارتند از:
• | متکی به یک مش بندی خاص است |
• | این سیم نمی تواند خیلی به سیم های نازک دیگر و اشیاء مورد علاقه نزدیک باشد |
• | نتایج ممکن است به تنظیمات حل کننده بستگی داشته باشد |
پیاده سازی در FEM
می توان سیم نازک را در چارچوب المان محدود که رابط امواج الکترومغناطیسی، گذرا بر روی آن ساخته شده است، مدل کرد. مدل سازی نیاز به تنظیمات مختلفی دارد که به شرح زیر است:
• | در هندسه ، یک بلوک هم محور به سیم نازک اضافه کنید |
• | در تنظیمات واسط الکترومغناطیسی ، گسسته سازی را روی خطی قرار دهید |
• | یک محدودیت نقطه ای اضافه کنید تا پتانسیل بردار مغناطیسی مماسی را به صفر محدود کنید |
• | در Mesh ، یک مش نگاشت شده را در یک طرف بلوک اضافه کنید و سپس از ویژگی Swept استفاده کنید |
توجه داشته باشید که روشی که در بالا توضیح داده شد مبتنی بر مفروضات موردی است و محدودیت‌ها را باید همیشه در نظر داشت. بنابراین این روش تنها یک تقریب اولیه را ارائه می‌کند و به معیار و اعتبارسنجی بیشتری نیاز دارد.
نتایج و بحث
شکل 4 ولتاژ القایی محاسبه شده را در هر دو انتهای خط هوایی با هدایت خاک متفاوت نشان می دهد. این به وضوح نشان می دهد که افزایش هدایت خاک می تواند به طور قابل توجهی ولتاژ القایی را کاهش دهد.
موقعیت و شیب کانال رعد و برق پارامتری است و بنابراین بررسی اثرات آنها بر ولتاژ القایی ساده است. این مدل همچنین می‌تواند برای مدل‌سازی خطوط هوایی متعدد و شامل سایر اشیاء مانند ساختمان‌ها گسترش یابد.
شکل 4: ولتاژ القایی در انتهای A و انتهای B به عنوان تابعی از زمان تحت دو رسانایی مختلف خاک.
مسیر کتابخانه برنامه: RF_Module/ESD_and_Lightning_Surge/lightning_induced_voltage_overhead_lines
دستورالعمل های مدل سازی
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی 
Model Wizard کلیک کنید .
Model Wizard کلیک کنید .مدل جادوگر
1 | در پنجره Model Wizard ، روی  3D کلیک کنید . |
2 | در درخت انتخاب فیزیک ، فرکانس رادیویی > امواج الکترومغناطیسی، گذرا (temw) را انتخاب کنید . |
3 | روی افزودن کلیک کنید . |
4 |  روی مطالعه کلیک کنید . |
5 | در درخت انتخاب مطالعه ، General Studies>Time Dependent را انتخاب کنید . |
6 |  روی Done کلیک کنید . |
تعاریف جهانی
پارامترهای 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions روی Parameters 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، بخش پارامترها را پیدا کنید . |
3 |  روی پاک کردن جدول کلیک کنید . |
4 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | ارزش | شرح |
W_air | 1200[m] | 1200 متر | عرض دامنه هوا |
D_air | 800[m] | 800 متر | عمق حوزه هوا |
H_on | 1000[m] | 1000 متر | ارتفاع دامنه هوا |
H_خاک | 200[m] | 200 متر | ضخامت لایه خاک |
L_wire | 300[m] | 300 متر | طول سیم |
H_wire | 6[m] | 6 متر | ارتفاع سیم |
r_wire | 1[cm] | 0.01 متر | شعاع سیم |
LDx | 80[m] | 80 متر | X فاصله بین سیم و نقطه ضربه |
لیدی | 20[m] | 20 متر | فاصله Y بین سیم و نقطه ضربه |
ds | 1[m] | 1 متر | اندازه مش دامنه سیم نازک |
vr | 150 [m/us] | 1.5E8 متر بر ثانیه | سرعت جریان |
شماره اپسیلون | log(1/0.23)/log(ds/r_wire) | 0.31914 | گذردهی نسبی اصلاح شده |
مور | 1/اپسیلون | 3.1335 | نفوذپذیری نسبی اصلاح شده |
C_term | 50 [pF] | 5E-11F | ظرفیت مورد استفاده برای خاتمه |
R_term | 600 [اهم] | 600 Ω | مقاومت مورد استفاده برای خاتمه |
S_خازن | 0.5[m] | 0.5 متر | جداسازی خازن صفحه موازی |
W_خازن | 3[m] | 3 متر | عرض خازن |
L_خازن | C_term*S_capacitor/epsilon0_const/W_capacitor | 0.94117 متر | طول خازن |
زاویه | 90 [درجه] | 1.5708 راد | زاویه شیب سیم |
سیگما_خاک | 0.01 [S/m] | 0.01 S/m | هدایت خاک |
هندسه 1
بلوک 1 (blk1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Block کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Block ، قسمت Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، W_air را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن عمق ، D_air را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن ارتفاع ، H_air را تایپ کنید . |
6 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن z ، -H_soil را تایپ کنید . |
7 | برای گسترش بخش لایه ها کلیک کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام لایه | ضخامت (متر) |
لایه 1 | H_خاک |
8 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
تعاریف
در پنجره Model Builder ، گره Component 1 (comp1)>Definitions را گسترش دهید .
پنهان کردن برای هندسه 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Component 1 (comp1)>Definitions>View 1 را گسترش دهید . |
2 | روی View 1 کلیک راست کرده و گزینه Hide for Geometry را انتخاب کنید . |
3 | در پنجره تنظیمات برای Hide for Geometry ، بخش Selection را پیدا کنید . |
4 | از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
5 | در شیء blk1 فقط مرزهای 4، 5 و 7 را انتخاب کنید. |
هندسه 1
بخش خط 1 (ls1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  More Primitives کلیک کنید و Line Segment را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای بخش خط ، بخش Starting Point را پیدا کنید . |
3 | از لیست Specify ، Coordinates را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن x ، W_air/2-L_wire/2 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن y ، D_air/2 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن z ، H_wire را تایپ کنید . |
7 | قسمت Endpoint را پیدا کنید . از لیست Specify ، Coordinates را انتخاب کنید . |
8 | در قسمت متن x ، W_air/2+L_wire/2 را تایپ کنید . |
9 | در قسمت متن y ، D_air/2 را تایپ کنید . |
10 | در قسمت متن z ، H_wire را تایپ کنید . |
بخش خط 2 (ls2)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  More Primitives کلیک کنید و Line Segment را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای بخش خط ، بخش Starting Point را پیدا کنید . |
3 | از لیست Specify ، Coordinates را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن x ، W_air/2+L_wire/2+LDx را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن y ، D_air/2+LDy را تایپ کنید . |
6 | قسمت Endpoint را پیدا کنید . از لیست Specify ، Coordinates را انتخاب کنید . |
7 | در قسمت متن x ، W_air/2+L_wire/2+LDx+(H_air-H_soil)*0.8*cos(زاویه) را تایپ کنید . |
8 | در قسمت متن y ، D_air/2+LDy را تایپ کنید . |
9 | در قسمت متن z ، (H_air-H_soil)*0.8*sin(angle) را تایپ کنید . |
10 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
بلوک 2 (blk2)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Block کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Block ، قسمت Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، L_wire را تایپ کنید . |
4 | در قسمت Depth text 2*ds را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن ارتفاع ، 2*ds را تایپ کنید . |
6 | قسمت Position را پیدا کنید . از لیست پایه ، مرکز را انتخاب کنید . |
7 | در قسمت متن x ، W_air/2 را تایپ کنید . |
8 | در قسمت متن y ، D_air/2 را تایپ کنید . |
9 | در قسمت متن z ، H_wire را تایپ کنید . |
10 | قسمت لایه ها را پیدا کنید . زیربخش Layer position را پیدا کنید . چک باکس Front را انتخاب کنید . |
11 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام لایه | ضخامت (متر) |
لایه 1 | ds |
12 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)
در نوار ابزار هندسه ، روی صفحه کار کلیک کنید .
کار کلیک کنید .صفحه کار 1 (wp1)> هندسه صفحه
در پنجره Model Builder ، روی صفحه هندسه کلیک کنید .
صفحه کار 1 (wp1)> مستطیل 1 (r1)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، L_wire را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، W_capacitor را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . از لیست پایه ، مرکز را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت نوشتار xw ، W_air/2 را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متن yw ، D_air/2 را تایپ کنید . |
8 | برای گسترش بخش لایه ها کلیک کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام لایه | ضخامت (متر) |
لایه 1 | L_خازن |
9 | تیک Layers on bottom را پاک کنید . |
10 | تیک لایه های سمت چپ را انتخاب کنید . |
11 | تیک Layers را در سمت راست انتخاب کنید . |
اکسترود 1 (ext1)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Geometry 1 کلیک راست کرده و Extrude را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Extrude ، بخش Distances را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
فواصل (متر) |
S_خازن |
H_wire-ds |
حذف نهادهای 1 (del1)
1 | روی Geometry 1 کلیک راست کرده و Delete Entities را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای حذف نهادها ، بخش Entities یا Objects to Delete را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید . |
4 | در شیء ext1 ، فقط دامنه های 3 و 4 را انتخاب کنید. |
5 |  روی Build All Objects کلیک کنید . |
6 |  روی دکمه Go to Default View در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
مواد
هوا
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Materials راست کلیک کرده و Blank Material را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد ، Air را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت محتوای مواد را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
ویژگی | متغیر | ارزش | واحد | گروه اموال |
مجوز نسبی | epsilonr_iso ; epsilonrii = epsilonr_iso، epsilonrij = 0 | 1 | 1 | پایه ای |
نفوذپذیری نسبی | mur_eye ; murii = mur_iso، murij = 0 | 1 | 1 | پایه ای |
رسانایی الکتریکی | sigma_iso ; sigmaii = sigma_iso، sigmaij = 0 | 0 | S/m | پایه ای |
4 | قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . در لیست، 1 ، 5 ، 6 ، 7 و 8 را انتخاب کنید . |
5 |  روی حذف از انتخاب کلیک کنید . |
6 | فقط دامنه های 2-4، 9 و 10 را انتخاب کنید. |
خاک
1 | روی Materials کلیک راست کرده و Blank Material را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مواد ، خاک را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | فقط دامنه 1 را انتخاب کنید. |
4 | قسمت محتوای مواد را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
ویژگی | متغیر | ارزش | واحد | گروه اموال |
مجوز نسبی | epsilonr_iso ; epsilonrii = epsilonr_iso، epsilonrij = 0 | 1 | 1 | پایه ای |
نفوذپذیری نسبی | mur_eye ; murii = mur_iso، murij = 0 | 1 | 1 | پایه ای |
رسانایی الکتریکی | sigma_iso ; sigmaii = sigma_iso، sigmaij = 0 | سیگما_خاک | S/m | پایه ای |
مواد اصلاح شده
1 | روی Materials کلیک راست کرده و Blank Material را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد ، در قسمت متن برچسب ، Modified Material را تایپ کنید . |
3 | قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . روی Paste Selection کلیک کنید .  |
4 | در کادر محاوره‌ای Paste Selection ، 5-8 را در قسمت متن انتخاب تایپ کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
6 | در پنجره تنظیمات برای Material ، قسمت Material Contents را پیدا کنید . |
7 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
ویژگی | متغیر | ارزش | واحد | گروه اموال |
مجوز نسبی | epsilonr_iso ; epsilonrii = epsilonr_iso، epsilonrij = 0 | شماره اپسیلون | 1 | پایه ای |
نفوذپذیری نسبی | mur_eye ; murii = mur_iso، murij = 0 | مور | 1 | پایه ای |
رسانایی الکتریکی | sigma_iso ; sigmaii = sigma_iso، sigmaij = 0 | 0 | S/m | پایه ای |
امواج الکترومغناطیسی، گذرا (TEMW)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی امواج الکترومغناطیسی ، گذرا (temw) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای امواج الکترومغناطیسی ، گذرا ، کلیک کنید تا بخش گسسته سازی گسترش یابد . |
3 | از لیست پتانسیل برداری مغناطیسی ، خطی را انتخاب کنید . |
شرایط مرزی پراکندگی 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Scattering Boundary Condition را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای شرایط مرزی Scattering ، بخش انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 |  روی Paste Selection کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره ای Paste Selection ، 1-5، 7-9، 58، 59 را در قسمت Selection تایپ کنید. |
5 | روی OK کلیک کنید . |
هادی الکتریکی کامل 2
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Perfect Electric Conductor را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره Settings for Perfect Electric Conductor ، قسمت Boundary Selection را پیدا کنید . |
3 |  روی Paste Selection کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره ای Paste Selection ، 12، 13، 15، 17، 24، 42، 45، 53، 54، 56 را در قسمت متن انتخاب تایپ کنید. |
5 | روی OK کلیک کنید . |
عنصر برآمده A
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Lumped Element را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره Settings برای Lumped Element ، Lumped Element A را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . روی Paste Selection کلیک کنید .  |
4 | در کادر محاوره‌ای Paste Selection ، عدد 10 را در قسمت متن انتخاب تایپ کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
6 | در پنجره Settings برای Lumped Element ، بخش Settings را پیدا کنید . |
7 | در قسمت متن عنصر Z ، R_term را تایپ کنید . |
عنصر برآمده B
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Lumped Element را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره Settings برای Lumped Element ، Lumped Element B را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . روی Paste Selection کلیک کنید .  |
4 | در کادر محاوره‌ای Paste Selection ، 52 را در قسمت متن انتخاب تایپ کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
6 | در پنجره Settings برای Lumped Element ، بخش Settings را پیدا کنید . |
7 | در قسمت متن عنصر Z ، R_term را تایپ کنید . |
8 |  روی دکمه Show More Options در نوار ابزار Model Builder کلیک کنید . |
9 | در کادر محاوره‌ای Show More Options ، Physics>Equation-Based Contributions را در درخت انتخاب کنید. |
10 | در درخت، کادر را برای گره Physics>Equation-Based Contributions انتخاب کنید . |
11 | روی OK کلیک کنید . |
محدودیت نقطه ای 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  لبه‌ها کلیک کرده و محدودیت نقطه‌ای را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای محدودیت نقطه‌ای ، قسمت Edge Selection را پیدا کنید . |
3 |  روی Paste Selection کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره ای Paste Selection ، عدد 35 را در قسمت انتخاب متن تایپ کنید. |
5 | روی OK کلیک کنید . |
6 | در پنجره تنظیمات برای محدودیت نقطه‌ای ، قسمت محدودیت نقطه‌ای را پیدا کنید . |
7 | در قسمت متن عبارت Constraint ، 0-tAx را تایپ کنید . |
محدودیت نقطه ای 2
1 | روی Pointwise Constraint 1 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای محدودیت نقطه‌ای ، قسمت محدودیت نقطه‌ای را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن عبارت Constraint ، 0-tAy را تایپ کنید . |
محدودیت نقطه ای 3
1 | روی محدودیت نقطه ای 2 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای محدودیت نقطه‌ای ، قسمت محدودیت نقطه‌ای را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن عبارت Constraint ، 0-tAz را تایپ کنید . |
جریان لبه 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Edges کلیک کنید و Edge Current را انتخاب کنید . |
2 | فقط Edge 101 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات Edge Current ، قسمت Edge Current را پیدا کنید . |
4 | از لیست نوع فعلی Edge ، Lightning را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متن v p ، vr را تایپ کنید . |
مش 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Mesh 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مش ، بخش Sequence Type را پیدا کنید . |
3 | از لیست، مش کنترل شده توسط کاربر را انتخاب کنید . |
نقشه برداری 1
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Boundary کلیک کنید و Mapped را انتخاب کنید . |
2 | زیر Size بکشید و رها کنید . |
3 | در پنجره تنظیمات برای Mapped ، بخش انتخاب مرز را پیدا کنید . |
4 |  روی Paste Selection کلیک کنید . |
5 | در کادر محاوره‌ای Paste Selection ، 17، 20، 24، 27 را در قسمت متن انتخاب تایپ کنید. |
6 | روی OK کلیک کنید . |
جارو 1
1 | در نوار ابزار Mesh ، روی  Swept کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Swept ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید . |
4 |  روی Paste Selection کلیک کنید . |
5 | در کادر محاوره‌ای Paste Selection ، 5-8 را در قسمت متن انتخاب تایپ کنید . |
6 | روی OK کلیک کنید . |
سایز 1
1 | روی Swept 1 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت اندازه عنصر را پیدا کنید . |
3 | روی دکمه Custom کلیک کنید . |
4 | قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . |
5 | کادر انتخاب حداکثر اندازه عنصر را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، 3*ds را تایپ کنید . |
6 | کادر حداقل اندازه عنصر را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، ds را تایپ کنید . |
7 |  روی ساخت همه کلیک کنید . |
سایز 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Component 1 (comp1)>Mesh 1>Free Tetrahedral 1 را گسترش دهید . |
2 | روی Free Tetrahedral 1 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید . |
3 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
4 | از لیست سطح موجودیت هندسی ، Edge را انتخاب کنید . |
5 |  روی Paste Selection کلیک کنید . |
6 | در کادر محاوره ای Paste Selection ، 101 را در قسمت متن Selection تایپ کنید . |
7 | روی OK کلیک کنید . |
8 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت اندازه عنصر را پیدا کنید . |
9 | روی دکمه Custom کلیک کنید . |
10 | قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . |
11 | کادر انتخاب حداکثر اندازه عنصر را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، 5[m] را تایپ کنید . |
سایز ۲
1 | در پنجره Model Builder ، روی Free Tetrahedral 1 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 |  روی Paste Selection کلیک کنید . |
5 | در کادر محاوره ای Paste Selection ، 10, 52 را در قسمت متن Selection تایپ کنید. |
6 | روی OK کلیک کنید . |
7 | در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت اندازه عنصر را پیدا کنید . |
8 | روی دکمه Custom کلیک کنید . |
9 | قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید . |
10 | کادر انتخاب حداکثر اندازه عنصر را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، S_capacitor*0.6 را تایپ کنید . |
11 |  روی ساخت همه کلیک کنید . |
مطالعه 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Study 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مطالعه ، قسمت تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 | تیک Generate defaults defaults را پاک کنید . |
مرحله 1: وابسته به زمان
1 | در پنجره Model Builder ، در بخش مطالعه 1 ، روی Step 1: Time Dependent کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مربوط به زمان وابسته ، قسمت تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 | از لیست واحد زمان ، μs را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن زمان خروجی ، range(0,0.01,3) را تایپ کنید . |
5 | برای گسترش بخش Study Extensions کلیک کنید . کادر بررسی جارو کمکی را انتخاب کنید . |
6 |  روی افزودن کلیک کنید . |
7 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام پارامتر | لیست مقادیر پارامتر | واحد پارامتر |
sigma_soil (رسانایی خاک) | 0.01 0.02 | S/m |
راه حل 1 (sol1)
1 | در نوار ابزار مطالعه ، روی  Show Default Solver کلیک کنید . |
2 | در پنجره Model Builder ، گره Solution 1 (sol1) را گسترش دهید ، سپس روی Time-Dependent Solver 1 کلیک کنید . |
3 | در پنجره تنظیمات برای حل وابسته به زمان ، برای گسترش بخش Time Steping کلیک کنید . |
4 | از لیست مراحل انجام شده توسط حل کننده ، دستی را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متنی Time step ، 0.01[us] را تایپ کنید . |
6 | در نوار ابزار مطالعه ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
میدان الکتریکی
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Plot Group کلیک کنید و 3D Plot Group را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح سه بعدی ، فیلد Electric Field را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
سطح 1
1 | روی Electric Field کلیک راست کرده و Surface را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت Expression text، 1 را تایپ کنید . |
4 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . از لیست Coloring ، Uniform را انتخاب کنید . |
5 | از لیست رنگ ، خاکستری را انتخاب کنید . |
انتخاب 1
1 | روی Surface 1 کلیک راست کرده و Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب ، قسمت انتخاب را پیدا کنید . |
3 |  روی Paste Selection کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره‌ای Paste Selection ، 1-3، 6، 8، 9، 12، 42، 58، 59 را در قسمت متن انتخاب تایپ کنید. |
5 | روی OK کلیک کنید . |
میدان الکتریکی
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Results روی Electric Field کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for 3D Plot Group ، قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
3 | کادر بررسی لبه های مجموعه داده Plot را پاک کنید . |
خط 1
1 | روی Electric Field کلیک راست کرده و Line را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Line ، قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . |
3 | از لیست نوع خط ، لوله را انتخاب کنید . |
انتخاب 1
1 | روی خط 1 کلیک راست کرده و Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب ، قسمت انتخاب را پیدا کنید . |
3 |  روی Paste Selection کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره ای Paste Selection ، 101 را در قسمت متن Selection تایپ کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
خط 2
در پنجره Model Builder ، روی Electric Field کلیک راست کرده و Line را انتخاب کنید .
انتخاب 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Line 2 کلیک راست کرده و Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب ، قسمت انتخاب را پیدا کنید . |
3 |  روی Paste Selection کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره ای Paste Selection ، عدد 35 را در قسمت انتخاب متن تایپ کنید. |
5 | روی OK کلیک کنید . |
میدان الکتریکی
1 |  روی دکمه Show Grid در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
2 |  روی دکمه Show Legends در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
3 |  روی دکمه Show Grid در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
4 |  روی دکمه Show Grid در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
5 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
6 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Results روی Electric Field کلیک کنید . |
7 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح سه بعدی ، برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید . |
8 | از لیست نوع عنوان ، هیچکدام را انتخاب کنید . |
9 | قسمت Data را پیدا کنید . از لیست Time (µs) 1 را انتخاب کنید . |
10 | در نوار ابزار Electric Field ، روی  Plot کلیک کنید . |
11 |  روی دکمه Go to Default View در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
ولتاژ القایی
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Plot Group کلیک کنید و 1D Plot Group را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، ولتاژ القایی را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
4 | چک باکس x-axis label را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، Time, µs را تایپ کنید . |
5 | کادر بررسی برچسب محور y را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، ولتاژ القایی، kV را تایپ کنید . |
6 | قسمت Legend را پیدا کنید . از لیست موقعیت ، پایین سمت چپ را انتخاب کنید . |
جهانی 1
1 | روی Induced Voltage کلیک راست کرده و Global را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جهانی ، بخش y-Axis Data را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
temw.Velement_1 | کیلوولت | پایان A |
temw.Velement_2 | کیلوولت | پایان B |
4 | برای گسترش بخش Coloring and Style کلیک کنید . زیربخش نشانگرهای خط را پیدا کنید . از لیست نشانگر ، چرخه را انتخاب کنید . |
5 | از لیست موقعیت یابی ، Interpolated را انتخاب کنید . |
6 | در نوار ابزار ولتاژ القایی ، روی  Plot کلیک کنید . |
