Μελέτη υγρών διηλεκτρικών-νανοέλαια FR3+TiO2
Τα ορυκτέλαια που χρησιμοποιούνται ως μονωτικό μέσο, βρίσκουν ευρεία εφαρμογή σαν διηλεκτρικά υγρά σε μετασχηματιστές ισχύος και αυτομετασχηματιστές, εκμεταλλευόμενα την υψηλή διηλεκτρική αντοχή τους και τις ψυκτικές τους ιδιότητες. Ωστόσο, έχουν και ορισμένα μειονεκτήματα, όπως ότι έχουν χαμηλό σημ...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2021
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/14805 |
| id |
nemertes-10889-14805 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Μονωτικά έλαια Νανοσωματίδια Διηλεκτρική αντοχή Οξείδια τιτανίου Insulating oils Nanoparticles Dielectric strength Titania |
| spellingShingle |
Μονωτικά έλαια Νανοσωματίδια Διηλεκτρική αντοχή Οξείδια τιτανίου Insulating oils Nanoparticles Dielectric strength Titania Φίλιππας, Γεώργιος Μελέτη υγρών διηλεκτρικών-νανοέλαια FR3+TiO2 |
| description |
Τα ορυκτέλαια που χρησιμοποιούνται ως μονωτικό μέσο, βρίσκουν ευρεία εφαρμογή σαν διηλεκτρικά υγρά σε μετασχηματιστές ισχύος και αυτομετασχηματιστές, εκμεταλλευόμενα την υψηλή διηλεκτρική αντοχή τους και τις ψυκτικές τους ιδιότητες. Ωστόσο, έχουν και ορισμένα μειονεκτήματα, όπως ότι έχουν χαμηλό σημείο έναυσης, οι διηλεκτρικές τους ιδιότητες μειώνονται με την παρουσία αρκετά μικρών ποσοτήτων νερού και εγκυμονούν κινδύνους για το περιβάλλον (PCBs). Τα πιο υποσχόμενα εναλλακτικά μονωτικά υγρά είναι οι φυτικοί εστέρες και οι συνθετικοί εστέρες επωφελούμενοι των μοναδικών ιδιοτήτων τους, όπως το ότι είναι βιοδιασπώμενα, μη τοξικά, και έχουν υψηλό σημείο ανάφλεξης. Τα μονωτικά έλαια με βάση εστέρες παρουσιάζουν επίσης χαμηλή πτητικότητα αερίου, βελτιωμένο χρόνο ζωής και υψηλή διαπερατότητα κοντά στη διαπερατότητα των στερεών, με αποτέλεσμα υψηλότερη ικανότητα φόρτισης.
Κύριος στόχος μελέτης αρκετών ερευνητών δεν είναι μόνο η αντικατάσταση του ορυκτέλαιου με φυσικούς ή συνθετικούς εστέρες, αλλά και η βελτίωση των διηλεκτρικών και θερμικών ιδιοτήτων τους, προσπαθώντας να ικανοποιήσουν την απαίτηση για μετασχηματιστές με μικρό όγκο και υψηλή ονομαστική τάση. Έτσι, τις τελευταίες δεκαετίες, διάφοροι τύποι νανοσωματιδίων έχουν προστεθεί σε ορυκτέλαια και έλαια εστέρων, η επιλογή των οποίων γίνεται με βάση τη θερμική τους αγωγιμότητα και την διαπερατότητά τους. Αυτά τα τροποποιημένα έλαια μετασχηματιστών ονομάζονται νανοέλαια. Έπειτα από καλό διασκορπισμό των νανοσωματιδίων στο έλαιο-βάση έχει παρατηρηθεί βελτίωση τόσο στις ηλεκτρικές ιδιότητες-βελτιωμένη τάση διάσπασης σε AC δοκιμές, κρουστικές κεραυνών-όσο και στις θερμικές ιδιότητες του νανοϋγρού σε σύγκριση με το έλαιο-βάση.
Σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση της επίδρασης διαφορετικών συγκεντρώσεων νανοσωματιδίων στην AC τάση διάσπασης του φυτικού ελαίου-βάσης FR3. Για την εκπλήρωση αυτού του σκοπού, δημιουργήθηκαν νανοέλαια διαφορετικών συγκεντρώσεων με τη χρήση ημιαγώγιμων νανοσωματιδίων TiO2. Ενώ χρησιμοποιήθηκε η γεννήτρια BAUR DTA 100C για τη διεξαγωγή των μετρήσεων και τέλος η ανάλυση των πειραματικών αποτελεσμάτων έγινε με την προσαρμογή τους σε Weibull και Normal κατανομές.
Τα αποτελέσματα της εργασίας έδειξαν ότι η μέση AC τάση διάσπασης βελτιώνεται στις χαμηλότερες συγκεντρώσεις, όπου το φαινόμενο της συσσωμάτωσης δεν είναι τόσο έντονο, ενώ ανάλογη συμπεριφορά παρατηρήθηκε και σε τάσεις με χαμηλότερη πιθανότητα διάσπασης. |
| author2 |
Filippas, Georgios |
| author_facet |
Filippas, Georgios Φίλιππας, Γεώργιος |
| author |
Φίλιππας, Γεώργιος |
| author_sort |
Φίλιππας, Γεώργιος |
| title |
Μελέτη υγρών διηλεκτρικών-νανοέλαια FR3+TiO2 |
| title_short |
Μελέτη υγρών διηλεκτρικών-νανοέλαια FR3+TiO2 |
| title_full |
Μελέτη υγρών διηλεκτρικών-νανοέλαια FR3+TiO2 |
| title_fullStr |
Μελέτη υγρών διηλεκτρικών-νανοέλαια FR3+TiO2 |
| title_full_unstemmed |
Μελέτη υγρών διηλεκτρικών-νανοέλαια FR3+TiO2 |
| title_sort |
μελέτη υγρών διηλεκτρικών-νανοέλαια fr3+tio2 |
| publishDate |
2021 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/14805 |
| work_keys_str_mv |
AT philippasgeōrgios meletēygrōndiēlektrikōnnanoelaiafr3tio2 AT philippasgeōrgios studyofliquiddielectricsnanofluidfr3tio2 |
| _version_ |
1771297164489654272 |
| spelling |
nemertes-10889-148052022-09-05T06:57:14Z Μελέτη υγρών διηλεκτρικών-νανοέλαια FR3+TiO2 Study of liquid dielectrics-nanofluid FR3+TiO2 Φίλιππας, Γεώργιος Filippas, Georgios Μονωτικά έλαια Νανοσωματίδια Διηλεκτρική αντοχή Οξείδια τιτανίου Insulating oils Nanoparticles Dielectric strength Titania Τα ορυκτέλαια που χρησιμοποιούνται ως μονωτικό μέσο, βρίσκουν ευρεία εφαρμογή σαν διηλεκτρικά υγρά σε μετασχηματιστές ισχύος και αυτομετασχηματιστές, εκμεταλλευόμενα την υψηλή διηλεκτρική αντοχή τους και τις ψυκτικές τους ιδιότητες. Ωστόσο, έχουν και ορισμένα μειονεκτήματα, όπως ότι έχουν χαμηλό σημείο έναυσης, οι διηλεκτρικές τους ιδιότητες μειώνονται με την παρουσία αρκετά μικρών ποσοτήτων νερού και εγκυμονούν κινδύνους για το περιβάλλον (PCBs). Τα πιο υποσχόμενα εναλλακτικά μονωτικά υγρά είναι οι φυτικοί εστέρες και οι συνθετικοί εστέρες επωφελούμενοι των μοναδικών ιδιοτήτων τους, όπως το ότι είναι βιοδιασπώμενα, μη τοξικά, και έχουν υψηλό σημείο ανάφλεξης. Τα μονωτικά έλαια με βάση εστέρες παρουσιάζουν επίσης χαμηλή πτητικότητα αερίου, βελτιωμένο χρόνο ζωής και υψηλή διαπερατότητα κοντά στη διαπερατότητα των στερεών, με αποτέλεσμα υψηλότερη ικανότητα φόρτισης. Κύριος στόχος μελέτης αρκετών ερευνητών δεν είναι μόνο η αντικατάσταση του ορυκτέλαιου με φυσικούς ή συνθετικούς εστέρες, αλλά και η βελτίωση των διηλεκτρικών και θερμικών ιδιοτήτων τους, προσπαθώντας να ικανοποιήσουν την απαίτηση για μετασχηματιστές με μικρό όγκο και υψηλή ονομαστική τάση. Έτσι, τις τελευταίες δεκαετίες, διάφοροι τύποι νανοσωματιδίων έχουν προστεθεί σε ορυκτέλαια και έλαια εστέρων, η επιλογή των οποίων γίνεται με βάση τη θερμική τους αγωγιμότητα και την διαπερατότητά τους. Αυτά τα τροποποιημένα έλαια μετασχηματιστών ονομάζονται νανοέλαια. Έπειτα από καλό διασκορπισμό των νανοσωματιδίων στο έλαιο-βάση έχει παρατηρηθεί βελτίωση τόσο στις ηλεκτρικές ιδιότητες-βελτιωμένη τάση διάσπασης σε AC δοκιμές, κρουστικές κεραυνών-όσο και στις θερμικές ιδιότητες του νανοϋγρού σε σύγκριση με το έλαιο-βάση. Σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση της επίδρασης διαφορετικών συγκεντρώσεων νανοσωματιδίων στην AC τάση διάσπασης του φυτικού ελαίου-βάσης FR3. Για την εκπλήρωση αυτού του σκοπού, δημιουργήθηκαν νανοέλαια διαφορετικών συγκεντρώσεων με τη χρήση ημιαγώγιμων νανοσωματιδίων TiO2. Ενώ χρησιμοποιήθηκε η γεννήτρια BAUR DTA 100C για τη διεξαγωγή των μετρήσεων και τέλος η ανάλυση των πειραματικών αποτελεσμάτων έγινε με την προσαρμογή τους σε Weibull και Normal κατανομές. Τα αποτελέσματα της εργασίας έδειξαν ότι η μέση AC τάση διάσπασης βελτιώνεται στις χαμηλότερες συγκεντρώσεις, όπου το φαινόμενο της συσσωμάτωσης δεν είναι τόσο έντονο, ενώ ανάλογη συμπεριφορά παρατηρήθηκε και σε τάσεις με χαμηλότερη πιθανότητα διάσπασης. Mineral oils used as an insulating medium are widely used as dielectric fluids in power transformers and self-transformers, taking advantage of their high dielectric strength and cooling properties. However, they also have some disadvantages, such as having a low ignition point, their dielectric properties are reduced by the presence of quite small amounts of water and they pose environmental risks (PCBs). The most promising alternative insulators are natural esters and synthetic esters that benefit from their unique properties, such as being biodegradable, non-toxic, and highly flammable. Ester-based insulating oils also show low gas volatility, improved life time and high permittivity close to solid permittivity, resulting in higher charging capacity. The main goal of the study of several researchers is not only to replace mineral oil with natural or synthetic esters, but also to improve their dielectric and thermal properties, trying to meet the demand for transformers with low volume and high rated voltage. Thus, in recent decades, various types of nanoparticles have been added to mineral oils and ester oils, the selection of which is based on their thermal conductivity and permittivity. These modified transformer oils are called nano-oils. After good dispersion of the nanoparticles in the oil-base, an improvement has been observed in both the electrical properties-improved tendency to break down in AC tests, lightning strikes-and in the thermal properties of the nanoparticle compared to the oil-base. The purpose of this thesis paper is to investigate the effect of different concentrations of nanoparticles on the AC tendency to break down the FR3 natural oil-base. To meet this goal, nano-oils of different concentrations were created using semi-conductive TiO2 nanoparticles. While the BAUR DTA 100C generator was used to perform the measurements and finally the analysis of the experimental results was done by fitting them to Weibull and Normal distributions. The results of this work showed that the mean AC breakdown voltage improves at the lowest concentrations, where the accumulation phenomenon is not so intense, while similar behavior was observed in voltages with a lower probability of breakdown. 2021-05-31T07:48:29Z 2021-05-31T07:48:29Z 2020-07-16 http://hdl.handle.net/10889/14805 gr application/pdf |
