تقليل حالات الفشل لعوازل الجهد العالي

الباحث

علي فائز جاسم

المشرف

ميادة شنان عبد - خالد خضير عباس

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة المواد / هندسة المواد

الشهادة

ماجستير

السنة

2021

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

High voltage insulators;Dust contamination;Coatings;Failure reduction

ان الومضة الكهربائية الناتجة عن الملوثات هي المشكلة الرئيسية في العوازل الزجاجية ذات الجهد العالي التي | تستخدم في خطوط نقل الطاقة الكهربائية. ومن اجل تقليل مسببات حصول هذه الحالة تم طلاء سطح العازل الزجاجي بمتراكب | نانوي جديد كاره لقطرات الماء والغبار ومانع من تكوين أي مادة قد تلتصق على سطح العازل والتي من الممكن بدورها قد تؤدي الى زيادة الموصلية السطحية بشكل تدريجي وبالتالي حصول حالة الوميض. يتكون طلاء مركبات النانو من مركبات | | النانو السيليكا والمخلوطة مع نوعين من مادة بوليمرية بشكل اساس وهما مطاط السيليكون نوع ((RTV والثاني هو البولي | دايمثيل سايلوكسان ) Cus (PDMS تم تحضير السيليكا النانوية بواسطة طريقة مختبرية هي ((sol- gel ثم تم تحليل وفحص جزيئات السيليكا المحضرة مختبريا بواسطة المسح المجهري الالكتروني (SEM) وكذلك تحليل حجم الجزيئات | وقباس age زيتا وتحليل حيود الاشعة السينية (XRD) بعد ذلك تم طلاء العوازل الزجاجية بتقنية الرش البارد لبناء طبقة | تحتوي على مطاط سيليكون RTV او POMS المخفف بشكل منفصل و بإضافة نسب وزنية مختلفة من السيليكا Sie 723 | | و 133 و 444. نسبة الى وزن المطاط, ثم تم اختبار سلوك السطح بعد الرش بعدة اختبارات واهمها هي اختبار زاوية | التلامس والخشونة و الالتصاقية والصلادة ومقاومة العزل الكهربائي عند جهود واطئة وعالية الفولطية. | اظهرت نتائج الفحص FESEM و FTIR واختبار تحليل حجم الجزيئات انه هناك اندماج جيد لجزيئات النانو سيليكا | في مطاط السيليكون (RT V مما أدى إلى الحصول على توزيع متجانس ممتاز على سطح المادة المطلية ¢ مما يدعم القدرة | على الحصول على سطح فائق لمقاومة الماء. كما و أظهرت الفحوصات ايضا أن مطاط السيليكون RTV وعند نسبة سيليكا | 3 كان الأفضل كسطح كاره للماء بزاوية تلامس وصلت إلى حوالي 157.9* + 3 وكذلك تم إجراء اختبار مقاومة | الجهد العالي ووجد أن هناك تغيرًا كبيرًا في قيمة تسرب التيار بين العينات المطلية وغير المطلية حيث تم تقليل تسرب التيار | للعينة المطلية إلى 2.5 مللي أمبير ، بينما كانت للعينة غير المطلية 3.2 مللي أمبير باستخدام فولطية جهد 60 كيلو فولت. | وأظهرت النتائج أيضًا أن عند نسبة اضافة جزيئات نانو سيليكا 733 من مطاط السيليكون نوع PDMS يظهر سلوكًا كارهًا للماء وبقيمة زاوية تلامس تصل الى 133.3 درجة، كذلك زيادة في مقاومة العزل الكهربائي بنسبة 116.4 مقارنة بالعينة | الغير المطلية. وأظهر اختبار Flashover باستخدام حمل جهد 60 كيلو فولت أن تسرب التيار للعينات المطلية قد تأثر بشكل | واضح ، لذلك انخفض تسرب التيار للعينة المطلية بمادة PDMS وبنسبة نانو سيليكا %33 حيث كانت نسبة الانخفاض | 2 مقارنة مع العينات الغير مطلية .

Dust-contaminates accumulating on the glass insulators is the main issue in the high voltage glass insulators that affected on the power transition lines. Glass insulator’ surface was coated by a new superhydrophobic nanocomposite material to prevent the dust-water droplet from being an adhesive on its surface, which increases the surface conductivity and causes flashover phenomenon. The nanocomposite coating consists of nanosilica incorporated in the RTV and PDMS silicone rubbers. Nanosilica was prepared by a two-stage sol-gel route. The prepared silica particles were analyzed by SEM, particle size analyzer, zeta potential, and XRD analysis. The glass insulators were coated using the cold spraying technique to build up a layer containing RTV and PDMS silicone rubbers supporting different weight percentages of the nanosilica such as 23 wt.%, 33 wt.%, and 44 wt.%. The synthesized nanocomposite layer was tested using the contact angle, roughness, adhesion, hardness and dielectric strength tests. Moreover, the prepared silicone rubber/nanosilica superhydrophobic nanocomposite was characterized using the FESEM, XRD, FTIR and the particle size analysis test. Based on the results, the nanosilica particles were well-incorporated into the RTV silicone rubber, obtaining an excellent homogenous distribution on its surface to obtain a superior superhydrophobic surface. The results revealed that the RTV 33 wt.% nanosilica/ RTV silicone rubber was an excellent superhydrophobic behavior with a contact angle reached to a higher than 157.9 ̊± 3. Importantly, the flashover test was also conducted and it was found that there was a significant change in the leakage current between the coated and uncoated samples. The leakage current of the coated sample with a superhydrophobic nanocomposite was reduced to 2.5 mA, while the uncoated sample was 3.2 mA using a voltage load of 60 kV. Also, the findings showed that 33 wt.% nanosilica/PDMS silicone rubber exhibits the hydrophobic behavior, with a contact angle more than 133.3 ̊. The change in the dielectric strength enhanced by 16.4% compared with uncoated glass. The flashover test using a 60 kV voltage load showed that the leak current of coated samples was significantly influenced; therefore, the leak current of the coated sample with a 33 wt.% nanosilica/PDMS hydrophobic nanocomposite was decreased to 22% than the uncoated sample.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب