Analog and numerical modeling of the electric field distribution in the insulation systems of electrical devices - student laboratory aided with network technologies

Zmieniające się narzędzia inżynierskie stosowane w projektowaniu układów izolacyjnych urządzeń elektrycznych sprawiają, że w procesie kształcenia specjalistycznego inżynierów konieczne jest nowe podejście w organizowaniu i prowadzeniu zajęć dydaktycznych. Ich efektem powinno być zarówno poznanie współczesnych narzędzi modelowania układów izolacyjnych oraz zjawisk i narażeń towarzyszących ich eksploatacji, ale równocześnie ułatwienie ich zrozumienia w oparciu o przykłady praktyczne, umożliwiające wykonanie samodzielnych pomiarów i porównań na modelach fizycznych. Pozwala to na odniesienie abstrakcyjnych modeli numerycznych do obiektów rzeczywistych. Artykuł przedstawia przykład realizacji zajęć dydaktycznych łączących wykonanie pomiarów rozkładów pola elektrycznego w laboratoryjnych, analogowych modelach wysokonapięciowych układów izolacyjnych z numerycznym modelowaniem tych układów przy zastosowaniu oprogramowania stosującego metodę elementów skończonych (MES). Modele analogowe są przygotowane na podstawie danych technicznych rzeczywistych urządzeń elektrycznych, publikowanych w katalogach producentów. Wyniki poszczególnych etapów zajęć są przetwarzane i gromadzone na serwerze dostępnym dla poszczególnych grup ćwiczeniowych w laboratoryjnej sieci komputerowej. Jest to dodatkowy element kształcenia pozwalający na rozwój umiejętności sieciowej pracy grupowej.Changing of engineering tools used in the design of electrical insulating systems make the need for a new approach in the organization and conducting of teaching in the process of engineers educating. Their effect should be both to get to know modern tools for modeling of insulating systems, but at the same time to facilitate their understanding based on practical examples, enabling measurements and comparisons on physical models. This allows reference of abstract numerical models to real technical objects. The article presents an example of the implementation of didactic courses combining measurements of electric field distributions in laboratory analog models of HV insulating systems with numerical modeling of these systems using FEM software. Analog models are prepared on the basis of technical data of real electrical devices. The results of individual stages of courses are processed and collected on a server available for individual exercise groups in the laboratory computer network. It is an additional element of education that allows the development of networking skills