EFFECT HIDROPHOBISITAS PADA DISTRIBUSI MEDAN LISTRIK DAN PELUAHAN SEPANJANG PERMUKAAN BERBAGAI HYDROPHOBIC

Menurut teori hidrofobik dan studi transfer hidrofobik pada permukaan karet silikon, meskipun karet silikon dapat mentransfer hidrofobisitas ke berbagai kontaminan diendapkan pada permukaannya, negara-negara hidrofobik tetesan air pada permukaan karet silikon bersih dan di berbagai permukaan silikon karet terkontaminasi ditemukan berbeda berdasarkan evaluasi dengan pengukuran sudut kontak. Selanjutnya, permukaan debit dan penuaan bahan mengurangi hidrofobik permukaan. Berfokus pada perbedaan hidrofobisitas dan efek tetesan air pada permukaan yang terkontaminasi hidrofobik, beberapa perhitungan kontrastif dan tes tetesan air pada berbagai permukaan dilakukan dalam penelitian ini. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tetesan air yang ada di permukaan bahan karet silikon mungkin mengubah medan listrik dan distribusi tegangan sepanjang permukaan, dan bahkan mengurangi tegangan awal dari debit korona, yang diverifikasi dengan uji perbandingan di sisi tegangan tinggi isolator polimer dipantau oleh sistem photomultiplier tabung (PMT). Karena kebocoran arus menyediakan banyak informasi yang berguna untuk mendiagnosis keadaan isolasi luar, penelitian ini menyelidiki distribusi waktu dan frekuensi debit permukaan pada isolator keramik, suhu ruangan baru divulkanisir (RTV) Isolator dilapisi karet silikon RTV dan penuaan isolator dengan negara-negara berbagai hidrofobik dengan waktu singkat Fourier transform dan mengubah metode Gabor. Kemudian korelasi ditemukan antara distribusi spektrum pembuangan hidrofobik permukaan dan melalui waktu bersama dan analisis frekuensi debit pada permukaan hidrofobik berbagai.

1. PENDAHULUAN

bahan isolasi karet silikon diketahui rsist syuting air dan karenanya ketahanan permukaan untuk hidrofobik. diketahui bahwa debit wil intens mengurangi hidrofobik permukaan dan menyebabkan beberapa perubahan kimia pada permukaan bahan. meskipun bahan karet silikon isolasi dapat memulihkan hidrofobisitas mereka selama periode kering, bersama dengan peningkatan tahun energi, hidrofobik permukaan karet silikon akan menurun, yang berarti bahwa penuaan mengurangi hidrofobik permukaan itu

menurut hidrofobik dan studi transfer hidrofobik pada sampel karet silikon RTV dilapisi dengan dua jenis polutan buatan Ange kontak tetesan air pada permukaan lapisan berbagai RTV terkontaminasi ditemukan berbeda dengan waktu transfer yang sama, seperti yang ditunjukkan pada gambar 1. untuk karet silikon HTV, penelitian kami sebelumnya menunjukkan hasil tes serupa, dan ditemukan bahwa HTV karet silikon menunjukkan kecepatan transfer lebih lambat hidrofobik dari sampel RTV di bawah kondisi pengujian yang sama. Selanjutnya kondisi luar dan sifat-sifat kontaminan memiliki efek jelas pada hidrofobik dan transfer hidrofobik pada karet silicon

Gambar 1 kondisi kontak dari tetesan air di permukaan. (a) RTV bersih lapisan; (b) RTV pelapisan dengan 1,0 mg/cm2 kontaminan kaolin setelah 24 jam; (c) RTV pelapisan dengan 1,0 mg/cm2 kontaminasi kieselguhr setelah 24 jam

ketika tetesan air ada di bawah lingkungan medan listrik, negara kontak dari tetesan air dapat diubah oleh kekuatan listrik. pada saat yang sama, tetesan air exixting juga akan mengubah distribusi medan listrik luar dan dapat menyebabkan keluarnya cairan korona pada permukaan polimer bahan isolasi

untuk menyelidiki debit permukaan dan isolasi negara luar, perubahan arus kebocoran telah dipantau dan dianalisa untuk mendiagnosa degradasi isolator polimer. especialy, EL-hag dkk. menganalisis karakteristik frekuensi kebocoran arus untuk mempelajari penuaan suhu kamar divulkanisir (RTV) karet silikon dan suhu tinggi divulkanisir (HTV) karet silikon dalam garam-kabut. Zhu et al. mempelajari mekanisme untuk perubahan dalam bentuk gelombang kebocoran arus dan refleksi atas debit permukaan pada permukaan karet silikon terbasahi

dalam pekerjaan ini, interaksi antara droples air dan medan listrik dipelajari pertama kali oleh pengujian dan perhitungan numerik, dan kemudian efek pada tetesan air pelepasan parsial sepanjang permukaan hidrofobik berbagai tegangan awal debit korona pada isolator polimer yang masing-masing dipelajari dengan sistem pencitraan digital dan tabung photomultiplier (PMT) sistem pemantauan. berdasarkan waktu bersama dan anaysis frekuensi, karakteristik dari discharge dan kebocoran arus pada berbagai permukaan hidrofobik dipelajari untuk menemukan hubungan antara waktu dan spektrum frekuensi distribusi dan negara permukaan hidrofobik

2. EFEK TETESAN AIR PADA DISTRIBUSI MEDAN LISTRIK

karena permukaan isolator gudang pada dasarnya sejajar dengan garis ekipotensial namun permukaan selubung pada dasarnya tegak lurus terhadap garis ekuipotensial, model sarung dan model gudang yang desain untuk simulasi ini kondisi dua dan menyelidiki interaksi antara stres listrik dan tetesan air, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2. untuk mantan, sampel sebuah gudang dengan arah medan tangensial ke permukaan adalah memperbaiki di antara dua elektroda, dan untuk surat, lembar sampel sejajar atau ditempatkan pada elektroda yang lebih rendah. sehingga kekuatan listrik dalam model selubung berada dalam arah horisontal, sedangkan kekuatan listrik dalam model selubung itu dalam arah vertical

Gambar 2 skematik diagram model simulasi

karena sudut kontak dari tetesan air statis dapat digunakan untuk untuk mewakili hidrofobik permukaan, efek hidrofobik pada bidang distribusi listrik tetesan air aaround dapat dianalisis dengan keadaan kontak berbagai tetesan air. untuk menghitung distribusi medan listrik, elemen hingga Metode (FEM), yang merupakan methode numerica memecahkan persamaan Maxwell dalam bentuk diference membagi ruang seluruh perhitungan untuk itle grid dan punya kekuatan medan listrik. untuk mengurangi perhitungan, hasilnya semuanya setup dalam 2-D model dalam penelitian ini

2.1 Tetesan Tunggal

untuk lebih jelas mewakili hasil perbandingan. faktor peningkatan medan listrik didefinisikan sebagai

dimana Eo adalah

dimana d adalah jarak antara dua elektroda. U adalah tegangan aplied, dan Emax berasal dari perhitungan distribusi listrik diajukan sepanjang 1 baris dalam gambar 3dalam model selubung, maksimum dari kekuatan medan listrik umumnya muncul pada titik tripel karet silikon, tetesan air dan udara. dengan jelas menyelidiki hubungan antara Q dan kekuatan medan listrik, tiga kondisi analisis yang masing-masing dianggap sebagai berikut(a) hubungan antara Q dan Eef dengan nilai daerah bawah tetesan air yang ditahan(b) hubungan antara Q dan Eef dengan diameter maksimum tetesan air dipertahankan(c) ia hubungan antara Q dan Eef dengan volume tetesan air dipertahankan

perbandingan hasilnya ditunjukkan pada Gambar 4 di semua kondisi perhitungan, Eef itu maksimal saat sudut kontak sekitar 60 derajat

Gambar 3. perbandingan model. baris 1: permukaan atas dari karet silikon. jarak antara dua elektroda dalam 30 mm. diameter tetesan air adalah 5 mm

Gambar 4 pengaruh sudut kontak pada Eef dengan kondisi berbagai analisis di satu-tetesan air-model. perhitungan. Eef adalah faktor peningkatan medan listrik setelah tetesan air ada, berasal dari formula 1

dalam modus gudang, kekuatan medan listrik maksimum umumnya appeard di atas tetesan, yang hampir tidak terpengaruh oleh sudut kontak dari tetesan air jika

- Lanjut punya yayak

tegangan) insulator komposit, mempertimbangkan tiga tetesan perubahan pada permukaan isolator, seperti yang ditunjukkan sebagai tokoh 9. tegangan yang digunakan untuk perhitungan medan listrik 63 kv (tegangan fase). untuk menyelidiki efek tetesan air pada distribusi medan listrik, posisi tertentu dianggap merupakan titik persimpangan air, udara dan karet pada setiap drplets. dalam model perhitungan berbagai bentuk tetesan dipertahankan menjadi setengah lingkaran, yang sudut kontak adalah sekitar 90 derajat. cincin korona adalah speciafically dianggap untuk menyelidiki efeknya pada kekuatan medan listrik.

karena penelitian ini terutama difokuskan pada tren chenges di strngth medan listrik untuk 10 6 E V / m pada posisi dipertimbangkan dengan berbagai jarak antara tetesan akan meningkatkan kekuatan medan listrik di paoint persimpangan tetesan, cincin sementara korona efektif dapat mengurangi kekuatan medan listrik di pont dianggap

3. INTERAKSI ANTARA TETESAN AIR DAN MEDAN LISTRIK DAN EFEKNYA PADA LUAHAN PARSIAL

Dalam model gudang, dipengaruhi oleh gaya listrik, tetesan juga dapat memanjang, namun, arah perubahan tetesan air ke arah vertikal, dan, meskipun arah perubahan pada sampel sampel yang bersih dan terkontaminasi sama, distorsi mereka bentuk berbeda, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 11a. di samping itu, tetesan pada semua lembar sampel bisa kembali ke negara asal mereka segera setelah tegangan yang diterapkan telah dihapus. Hasil ini sama sekali berbeda dari yang dalam model selubung.

Untuk mempelajari pengaruh negara atau negara bagian hidrofobik permukaan kontak tetesan air di luahan parsial, uji dibandingkan dilakukan pada lembar sampel setengah-setengah-bersih terkontaminasi dalam model selubung. Sebagaimana ditunjukkan dalam gambar 12a, debit pertama muncul pada triple point air, bersol dan udara tetesan air di sisi bersih. Bahkan jika ada tetesan air dua ada lebih dekat pada permukaan tercemar, pembuangan stil muncul pada titik tripel tetesan air di sisi yang bersih pada awalnya, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 12b. Dan perhitungan simulasi kekuatan medan listrik dalam model 2D juga menunjukkan bahwa pembuangan dengan mudah dipicu pada titik kontak triple tetesan air di sisi bersih.

4. PENGARUH DEBIT PADA PERMUKAAN hidrofobisitas

4.1 BERSAMA WAKTU DAN ANALISIS FREKUENSI

Transformasi Fourier (FT) telah digunakan untuk mempelajari karakteristik frekuensi karena terurai menjadi komponen-komponen sinyal frekuensi individu dan menggambarkan intensitas relatif dari masing-masing komponen. Namun, ambang FT tidak memberikan nilai-nilai praktis dari spektrum frekuensi dan informasi temporal masih sulit untuk menganalisa

karena fungsi dasar sinusoidal tidak terkonsentrasi di waktu tetapi tersebar di seluruh domain waktu. Pendekatan langsung untuk mengatasi masalah ini adalah untuk melakukan bagian FT demi bagian daripada proses sinyal sekaligus, dan kemudian waktu dan resolusi frekuensi dari transformasi demikian ditentukan oleh satu set yang sesuai fungsi dasar. Berdasarkan tujuan ini, pendek-waktu Fourier transform (STFT) diperkenalkan sebagai metode untuk mempelajari karakteristik waktu-sinyal bervariasi, yang didefinisikan sebagai

Mana g (t-T) adalah fungsi jendela. Hal ini dapat mempersingkat jendela waktu tepat dan menyediakan hubungan antara sinyal dalam domain waktu dan komponen frekuensi mereka. Secara umum, fungsi jendela termasuk jendela persegi panjang, jendela Hanning, jendela Hamming dan seterusnya, yang memiliki respon yang berbeda antara waktu dan bidang frekuensi. Jika fungsi Gaussian

Dipilih sebagai fungsi jendela, transformasi Gabor menjadi mengubah. Transformasi Gabor tidak memiliki perbedaan penting dari STFT transformasi. Namun, berdasarkan fungsi Gabor, analisis lebih lanjut tentang sinyal akan dilakukan dengan ekspansi Gabor, yang wil memberikan informasi lebih lanjut tentang analisis sinyal.

Dalam studi berikutnya, STFT dengan jendela Hanning dan 3-rangka transformasi Gabor digunakan untuk perhitungan waktu dan distribusi frekuensi sinyal non-stasioner.

Jika distribusi ini dianggap sebagai "distribusi energi", yang penguku lebih belakang lebih banyak energi yang terkonsentrasi, karena spektrum energi termudah distribusi dapat digambarkan sebagai

Persamaan (5) juga dapat dianggap sebagai spektrum listrik pendek-waktu.

4.2 PENGARUH PADA WAKTU BERSAMA HYDROPHOICITY DAN DISTRIBUSI FREKUENSI

Untuk mempelajari program pembangunan yang berbeda dari arus kebocoran pada permukaan hidrofobik dan hidrofilik permukaan dengan waktu dan frekuensi analisis metode distribusi, tes polusi buatan dilakukan pada isolator dengan permukaan hidrofobik berbagai, dan STFT dan transformasi Gobar digunakan untuk menganalisis sinyal arus kebocoran. Dalam uji polusi buatan, polutan dengan kepadatan deposito nonsoluble (NSDD) dan garam desity deposit (SDD) yang ditinggalkan pada permukaan sampel.

Dalam studi ini, kieselguhr digunakan sebagai non-larut ollutant, dan NaCl digunakan sebagai garam. Kepadatan kieselguhr adalah 1 mg/cm2, snd kepadatan NaCl adalah 0,1 mg/cm2. Setelah tercemar, isolator sampel digantung di ruang kabut tanpa tegangan diterapkan untuk mendapatkan dibasahi. Ketika sampel sampai membasahi permukaan yang cukup, tegangan diaplikasikan pada sampel dan terus meningkat sampai flashover terjadi, dan pada saat yang sama, kebocoran arus yang mengalir sepanjang permukaan sampel dimonitor dan direkam melalui sensor kebocoran arus, seperti yang ditunjukkan pada gambar 13.

Untuk menyelidiki effct dari hidrofobisitas, isolator XWP-7 (isolator keramik dengan dua gudang dan jarak kebocoran 400 mm) dan baru RTV dilapisi isolator XWP-7 masing-masing diwakili permukaan hidrofilik dan permukaan hidrofobik.

Jika seluruh proses uji flashover polusi, dari detik pertama ke detik terakhir sebelum perlindungan saat ini lebih diaktifkan, dianggap sebagai sinyal non-stasioner dan digunakan untuk menganalisis pengaruh negara hidrofobik pada pelepasan, perkembangan arus kebocoran dan jalannya flashover polusi.

Gambar 14 menunjukkan waktu dan distribusi frekuensi dari seluruh proses flashover pada permukaan hidrofilik dan hidrofobik permukaan didasarkan pada Transformasi STFT dan transformasi Gabor. Dalam gambar ini, waktu relatif dan distribusi frekuensi dari spektrum STFT dan spektrum Gabor yang masing-masing dihitung dengan STFT dengan jendela Hanning (jendela panjang: 64), dan Gabor mengubah dengan 3 perintah menengah-band analisis jendela snd. Output mengubah nilai dihitung dengan nilai logaritma ditunjukkan oleh nuansa coour, yang berarti lebih gelap warnanya, semakin banyak "energi" terkonsentrasi. Semua hasil perhitungan diproses dengan Bersama Waktu-Frekuensi Analyzer (JTFA), dikembangkan oleh National Instruments.

Untuk XWP-7 isolator yang normal, lapisan kontaminasi mudah untuk dibasahi, dan permukaan resistivitas isolator berkurang jelas, yang menimbulkan kebocoran saat ini

berkembang terus menerus pada permukaan sampel. Oleh karena itu, distribusi waktu dan frekuensi debit permukaan akan berkonsentrasi di daerah frekuensi rendah. Sedangkan untuk dilapisi baru RTV XWP-7 isolator, pembuangan kotoran spot dan kesenjangan woud pertama kali muncul antara tetesan dan filamen, sehingga waktu dan distribusi frekuensi debit permukaan memiliki komponen lebih di daerah frekuensi tinggi. Seiring dengan penurunan hidrofobik permukaan, distribusi debit permukaan akan berkonsentrasi ke daerah frekuensi rendah.

Untuk membandingkan debit pada permukaan hidrofobik dan menyelidiki berbagai efek hidrofobik pada debit, penelitian serupa dilakukan pada isolator RTV berusia dilapisi dengan hidrofobik kurang. Seperti tercantum dalam tabel 2, sampel berusia isolator RTV dilapisi digunakan di berbagai daerah untuk berbagai on-line tahun energi. Mirip dengan tes polusi buatan, uji pencemaran flashover dilakukan pada sampel RTV berusia dilapisi setelah mereka membasahi cukup dalam ruang kabut sistem tes.

Gambar 15 menunjukkan hasil analisis pada smaples usia. Sejak transformasi Gabor menunjukkan respon yang lebih baik waktu dan distribusi frekuensi dari STFT di daerah frekuensi rendah (000-500 Hz), seperti ditunjukkan dalam gambar 14, hanya mengubah Gabor digunakan di sini.

Karena kepadatan garam pada sampel RTV berusia dilapisi lebih tinggi daripada yang digunakan dalam uji polusi buatan, efek kepadatan garam pada debit dipelajari di RTV dilapisi XWP-7 isolator dalam tes polusi buatan. Gambar 16 menunjukkan hasil baru dilapisi RTV XWP-7 isolator dengan berbagai kepadatan deposit NaCl. Hasil analisis menunjukkan bahwa kebocoran arus muncul awal dan gelombang harmonis lebih jelas dan teratur dalam kondisi kepadatan garam yang tinggi dan distribusi waktu dan frekuensi orde lama komponen harmonik yang ditingkatkan.

5. HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1 INTERAKSI ANTARA DROPLTES AIR DAN DISTRIBUSI BIDANG LISTRIK

Ada perbedaan yang jelas dalam tetesan air menyatakan kontak antara permukaan RTV bersih dan dilapisi permukaan RTV dilapisi terkontaminasi, dan antara berbagai permukaan yang terkontaminasi. Jika malaikat kontak air dijatuhkan pada permukaan karet silikon yang bersih, sekitar 90 derajat, disebut permukaan hidrofobik Norma, malaikat kontak air dijatuhkan pada permukaan karet silikon tercemar, lebih dari 130 derajat, bisa anggap sebagai super hidrofobik permukaan. Berdasarkan hasil perhitungan distribusi medan listrik pada model selubung, yang Eef pada permukaan hidrofobik super jelas lebih rendah dibandingkan pada kondisi normal.

Untuk model selubung karena medan eklektik maksimum muncul di titik tripel pada permukaan sampel, jarak antara tetesan dengan negara berbagai kontak tidak hanya akan mempengaruhi eberrance distribusi medan listrik di sekitar tetesan air, tetapi juga mempengaruhi posisi yang maksimum medan listrik akan muncul. Untuk model gudang, medan listrik maksimum muncul di bagian atas tetesan dalam kondisi baik bersih dan terkontaminasi, seperti yang ditunjukkan pada gambar 11b, sehingga kekuatan listrik Ony memanjang tetesan air terbalik. Dan pada saat yang sama, debit korona atau luahan parsial tidak akan terjadi pada permukaan silikon...