دانلود رایگان ترجمه مقاله توسعه پوششهای ضد انعقاد مورد استفاده در عایق های چینی – IEEE 2014

مقاله انگلیسی رایگان (PDF)

ترجمه فارسی رایگان (PDF)

خرید ترجمه با فرمت ورد

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

پوشش ایزولاتور ها با ترکیبات فیدروفوبیک ( آبگریز ) :
افزایش تدریجی برف بر روی ایزولاتورها سبب کاهش اثر عملکردی مقره ها و در نتیجه ، تخلیه الکتریکی غیر عادی و قطع برق را نیز به همراه دارد. شکل بی قاعده ایزولاتورها ساخت وسایل پیشرفته اتوماتیک برای یخ زدایی را سخت می کند. همین عامل سبب می شود بیشتر تلاش ها برای یخ زدایی ایزولاتورها به فعالیت هایی چون اصلاح ویژگی سطوح ایزولاتورها ختم شود. استفاده از مواد فیدروفوبیک گرچه از تشکیل یخ بر روی ایزولاتورها جلوگیری نمی کند ولی چسبندگی بین یخ و ایزولاتور را تا حدی کاهش می دهد تا یخ بر اثر نیروی جاذبه به سمت زمین متمایل شود. یکی از موثرترین روش ها استفاده از سطوح فوق فیدروفوبیک در ایزولاتورها است جایی که زاویه تماس آب با این سطوح بیش از 150 درجه می باشد. در نتیجه قطرات آبی که بر روی ایزولاتورها قرار می گیرند به سمت زمین کشیده می شوند و از جمع شدن در سطوح انتقال ( که بر اثر دمای پایین سبب یخ زدگی می شود ) اجتناب می کنند. دو روش برای تولید سطوح فوق فیدروفوبیک وجود دارد. اول ، استفاده از پوشش نانو برای سطوحی که فیدروفوبیک هستند ( زوایه برخورد بزرگتر از 90 درجه )و دوم اصلاح سطوح کنونی ایزولاتورها. شکل 1(a) قطره آب را بر روی برگ درخت سدر که یک پوشش فوق فیدروفوبیک طبیعی ـست نشان می دهد. در حالی که شکل 1(b) قطرات آب را بر روی سطح لاستیک سیلیکونی با زاویه برخورد بزرگتر از 140 درجه نشان می دهد.
محققان دانشگاه Tsinghua در چین موفق به ساخت سطوح فوق فیدروفوبیکی شدند که ترکیبی از CaCo3 و SiO2 تلقی می شود. آزمایشات انجام شده روی این سطوح ، ماکسیمم زاویه برخورد را 164 درجه و زاویه سُر خوردن قطرات آب به سمت زمین را 5 درجه اعلام می کند.
محققان دانشگاه Chongqin نوعی دیگری از سطوح فوق فیدروفوبیک را پروراندند که در عین ضخامت کم برای استفاده بر روی لاستیک های سیلیکونی ، متوسط درجه برخورد مطلوب 161 درجه را برای خود ثبت کرده است. در مطالعات انجام شده اثبات شد که ولتاژ تخلیه الکتریکی غیر عادی در این ایزولاتور ، بزرگتر از ایزولاتورهایی ـست که هیچ گونه پوشش خاصی ندارند و همچنین بزرگتر از ایزولاتورهایی ـست که لاستیک سیلیکونی آن در دمای مشخصی به سطح موجود جوش داده شده اند ( که این نوع ایزولاتورها با عنوان RTV ( Room-Temperature Vulcanizing ) شناخته می شود. ) دانشگاه Xi’an Jiaotong در روشی از تولید سطوح فوق فیدروفوبیک با استفاده از فراهم کردن قالب هایی با درجه بندی سختی سطوح مختلف ، پرده برداری کرده است. با پیاده سازی ساختمان برگ درخت سدر بر روی لاستیک های سیلیکونی در محیط آزمایشگاه این دانشگاه نتایج این گونه به دست آمد. درجه سختی سطوح معادل با μm 6.33 ، ماکسیمم زاویه برخورد معادل با 154 درجه و زاویه سُر خوردن قطرات آب کشیده شده به سمت زمین معادل با 8 درجه. گرچه نتایج آزمایش این سطوح در شرایط عملی طوفان های سرمازا هیچ وقت منتشر نشده است.

روش های ابعادی و جهت یابی ایزولاتورها :

گاهی اوقات با تغییر جایگاه و جهت یابی ایزولاتورها در خطوط انتقال می توان از تشکیل یخ زدگی بر روی سطوح سیلیکونی اجتناب کرد ، همانند افزایش فاصله Shed – To – Shed مطابق با شکل 2 و تغییر در جهت یابی ایزولاتورهای بکار رفته همانند شکل 3. دو روش نام برده شده تنها برای ایزولاتورهایی با جنس شیشه و چینی نیست بلکه برای طراحی ایزولاتورهای ترکیبی نیز استفاده می شود.

بخشی از مقاله انگلیسی:

Coating of Insulators With Hydrophobic Materials

Ice accretion on insulators can drastically reduce the effectiveness of electrical insulation, leading to flashovers and outages. The irregular shape of insulators makes it difficult to develop devices for automatic de-icing. Consequently, most efforts to eliminate ice on insulator strings have focused on passive methods, such as modification of the insulator surface characteristics. The use of hydrophobic materials on insulators cannot prevent the formation of ice, but it can reduce the adhesion of ice on insulators. As the adhesion is weak, ice will tend to slide off the surface by gravity. An alternative approach is the use of “super-hydrophobic” coatings or surfaces in which the contact angle of water is greater than 150°. For such surfaces water droplets will easily roll or slide off the surface and are unlikely to stay in one place long enough to freeze or to adhere to the surface when they do freeze. To this end, considerable effort has been expended on improving the hydrophobicity of surfaces [11]–[15]. Conventionally, two approaches have been used to produce super-hydrophobic surfaces. The first is to create a nanostructured surface on a surface that is already hydrophobic (contact angle >90°), and the second is to modify the surface of materials already having low values of surface free energy [16]. Figure 1(a) shows water droplets on the surface of a lotus leaf, a naturally occurring super-hydrophobic surface, whereas Figure 1(b) shows water droplets on the surface of a biomimetic silicone rubber coating with a contact angle of more than 140°, fabricated in the Tsinghua University laboratory [17]. The white traces seen in Figure 1(b) are of the droplets sliding off the surface. J. Yang et al. fabricated a super-hydrophobic surface that can be used on HV outdoor insulators [18]. The super-hydrophobic surface was obtained by combining CaCO3/SiO2 mulberry-like composite particles and self-assembly of polydimethylsiloxane (PDMS); the measured water contact angle and sliding angle of the surface was about 164° and 5°, respectively [18]. The excellent hydrophobicity is attributed to the synergistic effect of the micron-scale roughness of the composite particles and the low surface energy of the PDMS. Chongqing University developed a novel PDMS/nanosilica hybrid super-hydrophobic coating for anti-icing on insulators [19]. This super-hydrophobic coating has a surface with micron/ nanometer dual-size structure having an average value of contact angle of 161°. In the icing experiment, icicles on the PDMS/nanosilica-coated insulator strings are short and sparse, in comparison with the ones on the untreated insulator string [20]. Furthermore, the flashover voltages of the insulators with the super-hydrophobic coating were found to be greater than for both the uncoated string and one where the insulators had a room-temperature vulcanizing (RTV) silicone rubber coating [11]. Xi’an Jiaotong University reported a simple method of producing a super-hydrophobic surface on silicone rubber by preparing moulds with surfaces of varying degrees of roughness [21]. A microstructure similar to that of a lotus leaf is formed on the silicone rubber surface and when the roughness of the surface was 6.33 μm, the static contact angle had a maximum value of 154°, and the sliding angle was 8°. However, testing of these surfaces applied to insulators, under icing conditions, has not yet been reported.

Dimensional and Orientation Approaches

Some mitigation methods used for improving the icing performance in the field are increasing the shed-to-shed distance (Figure 2) and changing the insulator orientation (Figure 3), which decreases ice bridging under icing conditions [22]. These two methods are not only used for porcelain or glass insulators, but also for designing new composite insulators [23], [24], with some success.