Modélisation par GRNN du Champ Électrique d'Isolateurs NJ120 Pollués en Milieu Saharien

Abstract

Cette étude examine l'effet de la pollution des isolateurs dans les réseaux de transport d'énergie à haute tension, où l'accumulation de dépôts polluants réduit leurs performances et augmente le risque de décharges électriques et de coupures. L'étude repose sur des essais expérimentaux pour analyser la distribution du champ électrique autour des isolateurs dans différentes conditions, incluant les isolateurs propres, pollués, présentant des défauts, ainsi que ceux équipés d'anneaux de garde. L'étude a également utilisé des modèles mathématiques et des techniques d'intelligence artificielle, notamment les réseaux de neurones artificiels, pour prédire le champ électrique. Les résultats montrent que le champ électrique est plus intense près de l'électrode haute tension et dépend fortement du niveau et de la position de la pollution, tandis que les défauts des isolateurs aggravent les risques. Les anneaux de garde contribuent à améliorer la distribution du champ électrique et à réduire le risque de contournement. Le modèle GRNN développé a atteint une précision élevée avec un coefficient de détermination R² proche de l'unité et une erreur relative faible, confirmant l'efficacité du modèle pour l'estimation du champ électrique dans des conditions de pollution variées. تتناول هذه الدراسة تأثير تلوث العوازل الكهربائية في شبكات نقل الطاقة ذات الجهد العالي، حيث يؤدي تراكم الملوثات على سطح العوازل إلى انخفاض مقاومتها الكهربائية، مما يزيد من احتمالية حدوث التفريغ الكهربائي والانقطاعات في الشبكة. اعتمدت الدراسة على تجارب مخبرية لتحليل توزيع المجال الكهربائي حول سلاسل العوازل في حالات مختلفة، شملت العوازل النظيفة، والملوثة، والتي تحتوي على عيوب، إضافةً إلى العوازل المزودة بحلقات حماية. استعانت الدراسة بالنماذج الرياضية وتقنيات الذكاء الاصطناعي، ولا سيما الشبكات العصبية الاصطناعية، للتنبؤ بالمجال الكهربائي. أظهرت النتائج أن شدة المجال الكهربائي تبلغ أعلى قيمها بالقرب من القطب ذي الجهد المرتفع، كما تتأثر بدرجة التلوث وموقعه على العازل. كذلك بينت الدراسة أن وجود العيوب في العوازل يؤدي إلى زيادة خطر حدوث التفريغ الكهربائي، في حين تسهم حلقات الحماية في تحسين توزيع المجال الكهربائي وتقليل احتمالية الانهيار. تم تطوير نموذج GRNNللتنبؤ بالمجال الكهربائي، وحقق النموذج دقة عالية مع معامل تحديد R²يقترب من الوحدة وخطأ نسبي منخفض، مما يؤكد فعالية النموذج في تقدير المجال الكهربائي تحت ظروف التلوث المختلفة