22465

استفاده از پوشش اپوكسي آبگريز روي مقره هاي برق

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي

1399/3/18

دكتر محمود مهرداد شكريه

مكانيك

براي جلوگيري از تخليه الكتريكي در مقره¬هاي برق در محل¬هاي بسيار آلوده، صنعتي و با رطوبت بالا يكي از بهترين روش¬هاي ممكن استفاده از پوشش¬هاي آب¬گريز مي¬باشد. بدينوسيله از تشكيل لايه آلودگي و يا ايجاد يك لايه آب روي سطح مقره¬ها جلوگيري شده و در نتيجه از تخليه الكتريكي در آن¬ها پيشگيري به عمل مي‌آيد. در اين پژوهش، از رزين اپوكسي سيكلوآليفاتيك به دليل دارا بودن خواص خوب مكانيكي، حرارتي، عايق الكتريكي و مقاومت بالا در برابر تشعشعات UV به عنوان ماده پايه استفاده شده است. در تحقيق حاضر نانوذرات آب¬گريز SiO2 و پلي دي متيل سيلوكسان (PDMS) براي افزايش زاويه تماس، نانوذرات TiO2 براي افزايش عمر پوشش در برابر تشعشعات UV و ميكروذرات Al(OH)3 براي بهبود مقاومت به فرسايش و شكست الكتريكي مورد استفاده قرار گرفتند. همچنين، متيل تري متوكسي سيلان و گاما-گليسيدوكسي پروپيل تري متوكسي سيلان براي پراكندگي بهتر نانوذرات و سه نوع پلي هدرال اليگومريك سيلسيسكويكسان (POSS) براي پراكندگي ذرات، افزايش عمر پوشش در برابر تشعشعات UV و افزايش زاويه تماس براي ساخت پوشش كامپوزيتي استفاده شدند. براي دستيابي به بيش¬ترين زاويه تماس پوشش¬هايي با درصدهاي وزني متفاوت ذرات ساخته شده و مورد آزمايش قرار گرفتند و در نهايت بيش¬ترين زاويه تماس استاتيكي 130 درجه به دست آمد. براي بررسي عملكرد پوشش در شرايط محيطي نمونه¬هاي ساخته شده تحت آزمايش تسريع شده UV قرار گرفتند و زواياي تماس آن¬ها در طول اين آزمايش با يكديگر مقايسه شد. اين آزمايش‌ها براي رزين ونيل استر نيز انجام شده و نتايج به دست آمده از زواياي تماس و آزمايش تسريع شده UV اين دو رزين با يكديگر مقايسه شدند. به طور كلي نمونه¬هاي ساخته شده با اپوكسي نسبت به نمونه هاي ساخته شده با ونيل استر دوام بيش¬تري در برابر نور UV از خود نشان دادند. تغييرات به وجود آمده در پوشش اپوكسي پس از آزمايش UV به كمك آزمايش طيف سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FT-IR) بررسي شد. مورفولوژي سطح پوشش¬هاي اپوكسي و ميزان پراكندگي ذرات به كمك تصاوير به دست آمده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) بررسي شد. خاصيت بازيابي و انتقال آب¬گريزي پوشش¬هاي اپوكسي نيز در دو آزمايش ديگر بررسي شد و ولتاژ شكست مقره با پوشش اپوكسي بهينه در شرايط خشك و خيس به دست آمد. آزمايش ولتاژ شكست براي مقره با آلودگي كائولين تكرار شده و تاثير آن در نتايج به دست آمده بررسي شد.

1399/06/17

The employment of hydrophobic epoxy coatings on the electrical insulators

9/7/2020 12:00:00 AM

Applying hydrophobic coatings on the insulators placed in highly contaminated areas with high humidity is one of the best ways to prevent flashover of the insulators. By this method, the formation of contamination or water layers on the insulators and consequently insulators flashover will be restrained. In this research, Cycloaliphatic Epoxy based coatings have been investigated due to their excellent mechanical, thermal, insulating and UV resistance characteristics. In the present research, polydimethyle siloxane (PDMS) and hydrophobic nano-silica for hydrophobicity increase, titanium dioxide nanoparticles to increase UV resistance and aluminum hydroxide micro-particles to prevent erosion and tracking were used. Also, methyltrimethoxysilane and gamma-glycidoxypropyltrimethoxy silane for a better nanoparticle dispersion, and three kinds of poly oligomericsilsesquioxane (POSS) for a better dispersion of nano particles, improvement of UV resistance and hydrophobicity of the coating were utilized. To approach the maximum contact angle, different coatings with various weight percentage of particles were fabricated and finally the maximal hydrophobicity contact angle of 130° was reached. To investigate the environmental condition, the samples were exposed to ultraviolet radiation in an accelerated test device and their contact angles were measured during the test. The test was repeated for Vinylester coatings and by comparison it was proved that Vinylester coatings have less resistance to UV radiation than epoxy ones. The Effects of UV radiation on epoxy coating was studied using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) test. Besides, recovery of hydrophobicity and hydrophobicity transfer properties of epoxy coatings were measured. Morphology and particle dispersion of different epoxy samples were compared using Scanning electron microscope (SEM) results. The flashover voltage of the insulator with the optimum epoxy coating in both dry and wet conditions was obtained. Moreover, the flashover voltage test was repeated for an insulator with the artificial contamination of Kaoline on its coating and its effect on the results was reported.

اپوكسي سيكلوآليفاتيك , آب گريزي , نانوكامپوزيت , مقره الكتريكي ولتاژ بالا

Cycloaliphatic Epoxy , Hydrophobicity , Nanocomposites , High Voltage Insulators , POSS