Thesis (M.Sc.) Cairo University, 2023.

Bibliography: pages 96-102.

The temperature distribution and magnetic flux density have been studied for a high voltage cable 220 kV flat formation consisting of three single-core cables and a medium voltage cable 33 kV in trefoil formation consisting of three single-core cables. Both are buried at a depth of 1.2 meters from the surface of the earth and buried in multi-layer soils. Each layer has a different thermal resistance. A detailed study has been performed on both cables to mitigate the conductor temperature and magnetic flux density by using three shielding materials (Steel 500, Steel 100 and Aluminum

من المعروف ان اقصى درجة حرارة يتحملها العازل الكهربى من نوع XLPE هى أقل من 90 ℃ و يجب ان لا تتعدى درجة حرارة موصل الكابل هذه الدرجه حتى لا ثؤثر على عمر الكابل. و الكابلات الارضية تكون مدفونة على اعماق مختلفة و مدفونة فى عدة طبقات لكل طبقة مقاومة حرارية مختلفة عن الطبقة الاخرى. وتنتقل الحرارة من الكابلات الارضية الى الوسط المحيط بها. معدل انتقال الحرارة من الكابلات الارضية الى الطبقة المحيطة بالكابل ثم الى الطبقه الذى تليها وصولا الى سطح الارض يتوقف على قيمه المقاومه الحراريه لكل طبقة من الطبقات المدوفون فيها الكابلات الكهربيه.
فى هذه الرساله تم دراسة توزيع درجات الحرارة لكابل جهد عالى 220 كيلو فولت يتكون من ثلاث كابلات احادية القلب و كابل جهد متوسط 33 كيلو فولت بشكل ثلاثى متلامس سويا متكون من ثلاث كابلات احادية. كلاهما مدفون على عمق 1.2 متر من سطح الارض و مدفون فى طبقات متعددة تمثيلا لما يحدث فى الطبيعة لكل طبقة مقاومة حرارية مختلفة عن الاخرى. تم عمل هذه الدراسة باستخدام برنامج COMSOL Multiphysics باستخدام FEM. تم اختيار خمسة انواع من التربة لدراسة تاثير تغيير المقاومة الحراريه لهذه التربة المدفون فيها الكابل على درجات الحرارة لكل جزء من مكونات الكابل. كذلك ايضا تم دراسة تغيير المقامة الحرارية لانواع من التربة المدفون فيها الكابل على اقصى سعة لتيار للكابل يمكن ان يتحمله فى كل حالة من هذه الحالات.
تم ايضا عمل دراسة تفصيليه لاستخدام ثلاثة مواد كاحد الطرق المستخدمة للحد من المجال المغناطيسى الناتج عن مرور التيار الكهربى فى الكابلات الارضية و كذلك دراسة تأثير هذه الالواح على درجة حرارة الكابلات و السعة القصوى للتيار الذى يمكن للكابل ان يتحمله فى حالة وجود هذه الالواح المعدنية. تم ايضا دراسة تاثير تغيير ابعاد هذه الالواح من الكابلات الارضية على درجات حرارة الكابلات و المجال المغناطيسىى كذلك ايضا دراسة تغيير بعد اللوح عن الكايل المدفون و مدى تاثيره فى درجات حرارة اجزاء الكابلات الارضية وتحديد اقصى سعة للتيار التى يمكن للكابل ان يتحمله فى هذه الظروف و المجال المغناطيسى الناتج عنه. تم ايضا عمل مقارنة بين المواد المختلفه المستخدمة للحد من تاثير المجال المغناطيسى و درجة حرارة الكابلات و اختيار المادة الافضل بينهم.
و قد روعى فى هذه الدراسة استخدام تمثيل حقيقى لما يحدث فى حالة دفن الكابلات الارضية.

تشتمل الرسالة على ستة فصول كما يلى:
الفصل الاول: مقدمة عامة عن موضوع البحث. و الغرض الرئيسى من الرسالة المقدمة موضوع البحث.

الفصل الثانى: و يحتوى على حصر لأهم الدراسات و الابحاث السابقة فى هذا المجال و اهم النقاط فى كل بحث.

الفصل الثالت: يقدم نظرة عن الطريقة المستخدمة لتمثيل الكابلات و هى استخدام COMSOL Multiphysics و استتخدام نظرية Finite Element Method. لتمثيل كلا من كابل الجهد العالى 220 كيلو فولت و كابل الجهد المتوسط 33 كيلو فولت. تم ايضا وصف الخصائص و ابعاد كلا من الكابلين المستخدمين .

الفصل الرابع: يتناول هذا الفصل الدراسات التى تم العمل عليها فى الرسالة و هي عمل نموذج لكابل جهد عالى 220 كيلو فولت فى وضع مسطح يتكون من ثلاث كابلات احادية القلب. و مدفون فى خمس طبقات مختلفه. كذلك عمل نموذج لكابل متوسط الجهد 33 كيلو فولت فى وضع ثلاثى متلامس متكون من ثلاث كابلات احادية القلب و ايضا مدفون فى خمس طبقات مختلفة. تم دراسة درجات الحرارة و كذلك المجال المغناطيسى للكابلات. تم أيضا اختيار خمس أنواع مختلفة من التربة لكل نوع منها قيمة مقاومة حرارية مختلفة. تم دراسة توزيع درجات الحرارة على الكابلات الارضية و كذلك المجال المغناطيسى و تحديد اقصى سعة تيار فى كل حالة من الحالات الخمس المختارة.

الفصل الخامس: فى هذا الفصل تم اقتراح استخدام ثلاث مواد مختلفة كالواح يتم استخدامها للحد من المجال المغناطيسى الناتج عن مرور التيار الكهربى فى الكابلات الارضية و كذلك امكانية تقليل درجة حرارة الكابلات و بالتالى امكانية زيادة السعة القصوى للتيار المار فى الكابلات الارضية. وعمل مقارنة بين الانواع المختلفة للالواح و مقارنة كل حاله بالاخرى من حيث مدى فاعليتها على تقليل درجات الحرارة والحد من المجال المغناطيسى. تم ايضا دراسة تغييربعد اللوح عن الكابل الأرضى و مدى تاثيره على الحرارة و المجال. كذلك ايضا مدى تاثير تغيير سمك اللوح المستخم على كل من الحراره و المجال.:ما شملت الدراسة تأثير استخدام أكثر من لوح معدنى على المجال المغناطيسى ودرجة حرارة الكابلات

Issued also as CD

Text in English and abstract in Arabic & English.