پایان نامه عایق های مایع در برق قدرت (همراه با شکل )

عایق های مایع در برق قدرت.. ۳

چکیده: ۴

مقدمه: ۵

فصل اول: ۸

گروه بندی عایق های مایع. ۸

۱-۱- مقدمه: ۸

۲-۲) آسبست موسوم به هورن بلند ۱۱

۲-۱- طبقه بندی مواد براساس دمای کار: ۱۱

۳-۱- عایقهای مایع – روغن: ۱۳

۱-۳-۱- استقامت الکتریکی روغن عایق: ۱۶

۲-۳-۱- کاغذ غوطه خورده در روغن: ۱۹

۴-۱- کلوفن: ۲۴

۵-۱- فلورکربن مایع: ۲۶

۶-۱- هیدروکربورهای آروماتیک کلردار: ۳۰

۷-۱- سیالات بکار رفته در ترانسفورماتور: ۳۱

۸-۱- سیالات مورد استفاده در خازن: ۳۲

۹-۱- مایعات دی الکتریک جدید مورد استفاده در خازنها: ۳۵

۱۰-۱- روغنهای نباتی و استرهای دیگر: ۳۷

۱۱-۱- هیدروکربورهای ترکیبی (Synthetic) : 38

۱۲-۱- مایعات سیلیکونی: ۳۹

۱۳-۱- نیتروبنزن: ۴۰

۱۴-۱- گازهای تک عنصری مایع شده: ۴۱

فصل دوم: ۴۴

خواص فیزیکی و شیمیائی عایق های مایع و اندازه گیری آن ها: ۴۴

۱-۲- مقدمه: ۴۴

۲-۲- ویژگی های الکتریکی و خواص فیزیکی و شیمیایی مواد عایقی: ۴۵

۱-۲-۲- رفتار مکانیکی ماده عایقی: ۴۶

۲-۲-۲- رفتار گرمایی ماده عایقی: ۴۶

۳-۲-۲- رفتار شیمیایی: ۴۷

۴-۲-۲- خصوصیات الکتریکی: ۴۷

۵-۲-۲- عوامل اقتصادی: ۴۸

۳-۲- شیمی مایعات دی الکتریک: ۴۸

۴-۲- طبقه بندی مایعات دی الکتریک: ۴۹

۵-۲- خواص مایعات دی الکتریک: ۵۰

۱-۵-۲- سمیت مایعات دی الکتریک: ۵۰

۲-۵-۲- قابلیت اشتعال مایعات دی الکتریک: ۵۰

۴-۵-۲- اثر جرقه در مایعات دی الکتریک: ۵۱

۶-۵-۲- خواص عایقی: ۵۲

۷-۵-۲- اثر شدت انتقال حرارت در مایعات دی الکتریک: ۵۴

۸-۵-۲- انطباق پذیری مایعات دی الکتریک: ۵۸

۹-۵-۲- قیمت مایعات دی الکتریک: ۵۸

۶-۲- روغنهای عایق: ۵۸

۷-۲- روغن های معدنی: ۶۰

۱-۷-۲- پارامترهای موثر در اکسیداسیون روغنهای معدنی: ۶۱

۲-۷-۲- گازهای حل شده و گازهای تولید شده بوسیله تخلیه الکتریکی و بوسیله دماهای بالا: ۶۵

۳-۷-۲- حل شدن آب در روغن هیدروکربوری : ۶۷

۴-۷-۲- پارامترهای موثر بر استقامت در مقابل شکست عایقی: ۷۲

۵-۷-۲- نفوذ پذیری و افت دی الکتریک: ۷۳

بخش دوم: ۷۵

فیزیک عایقها ۷۵

۸-۲- مقاومت مخصوص: ۷۵

۱-۸-۲- قابلیت هدایت الکتریکی در عایق: ۷۶

۹-۲- اندازه گیری مقاومت مخصوص عایق: ۸۲

۱-۹-۲- اندازه گیری مقاومت مخصوص عایق های مایع: ۸۵

۲-۹-۲- تغییرات قابلیت هدایت الکتریکی عایق مایع بر حسب زمان: ۸۶

۳-۹-۲- تغییر قابلیت هدایت الکتریکی عایق مایع با درجه حرارت: ۸۷

۱۰-۲- استقامت الکتریکی عایق مایع: ۸۸

۱-۱۰-۲- ولتاژ شکست عایق مایع: ۸۹

فصل سوم ۹۴

شکست در عایق های مایع: ۹۴

۱-۳- مقدمه: ۹۴

۲-۳- عایق های مایع خالص و تجارتی: ۹۷

۳-۳- نظریه شکست الکترونی: ۹۸

۴-۳- مکانیسم ذره جامد معلق: ۱۰۰

۵-۳- مکانیزم شکست در اثر ذرات ناخالص جامد: ۱۰۳

۶-۳- مکانیزم شکست در اثر حباب های ناخالص گازی: ۱۰۷

۷-۳- مکانیزم شکست در اثر ناخالصی قطرات مایع های دیگر: ۱۰۹

۸-۳- عوامل موثر بر ولتاژ شکست عایق مایع: ۱۱۸

۹-۳- مدل انتقال حرارت الکتریکی و هیدرودینامیک الکتریکی شکست عایق: ۱۲۲

۱۰-۳- شکست الکتریکی در ولتاژ ضربه : ۱۲۵

۱۱-۳- پوشاندن الکترودها با عایق جامد: ۱۳۱

۱۲-۳- اثر حایل: ۱۳۳

۱۳-۳ ضریب ضربه. ۱۴۶

۱۴-۳- ترکیب عایق های مایع و جامد ۱۴۷

۱۵-۳- تخلیه جزئی در ترکیب عایقهای مایع و جامد: ۱۵۸

۱۶-۳- شکست عایق جامد در روغن: ۱۶۴

۱۷-۳- اثر نوع ولتاژ در ترکیب عایقها: ۱۶۶

۱۸-۳- استقامت الکتریکی روغن در میدان غیریکنواخت: ۱۶۸

۱۹-۳- استریمر در عایق مایع: ۱۷۱

۲۰-۳- ایجاد الکتریسیته ساکن بر اثر حرکت عایق مایع: ۱۷۹

۲۱-۳- تقسیم بارهای الکتریکی داخل عایق مایع ناشی از میدان الکتریکی: ۱۸۳

نتیجه گیری و پیشنهادات: ۱۸۴

منابع و ماخذ: ۱۸۷

عایق های مایع در برق قدرت

چکیده:

این پروژه که تحت عنوان عایق مایع در برق قدرت می باشد از سه فصل تشکیل یافته است که در طول این فصل ضمن آشنایی شما با عایق های مایع و انواع آنها شما را با چگونگی کاربرد و خصوصیات فیزیکی این عایق ها آشنا می سازیم.

در فصل اول تحت عنوان گروه بندی عایق های مایع شما را با انواع عایق های مایع و گروه بندی این عایق ها آشنا کرده و ضمن آشنایی هر چه بیشتر با این گونه عایق ها شما را با خواص فیزیکی و شیمیایی این عایق ها آشنا می کنیم.

در فصل دوم که تحت عنوان خصوصیات فیزیکی و شیمیایی عایق های مایع می باشد ضمن آشنایی شما با خصوصیات فیزیکی و شیمیایی این عایق ها و ضمن آشنایی هر چه بیشنر با این گونه عایق ها با روغن های این عایق و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی و خواص الکتریکی  این عایق آشنا می شوید.

در فصل سوم که تحت عنوان شکست در عایق های مایع ضمن آشنایی با شکست در این گونه عایق و نظریه های مربوط به این شکست در این عایق ها با نظریه های شکست و همچنین با توجه به نظریه های شکست به ترکیب عایق مایع و جامد پرداخته و شما را هر چه بیشتر با شکست عایق های مایع آشنا می سازد ودر انتها به نتیجه گیری مباحث مربوطه دراین سه فصل پرداخته می شود.

مقدمه:

با توجه به افزایش روز افزون میزان تولید انرژی الکتریکی توسط نیروگاه ها، اهمیت انتقال انرژی از طریق خطوط انتقال با ولتاژهای بسیار بالا روز به روز افزایش می یابد؛ به گونه ای که ولتاژ خطوط فشار قوی از مرز هزار کیلوولت گذشته است و روند این افزایش با سرعت زیادی انجام می گردد. بدین منظور برای دانشجویان مهندسی برق مناسب و ضروری است تا با مسائل مربوط به ولتاژهای فشار قوی آشنا شده، پشتوانه مناسبی در زمینه مهندسی فشار قوی داشته باشند. البته همیشه علم مهندسی فشار قوی درگیر با مسایل عایق کاری بوده است؛ زیرا با افزایش سطح ولتاژ، مسائل عایق کاری تجهیزات فشار قوی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار خواهد بود. بالطبع با افزایش سطح ولتاژ، خصوصیات انواع عایقهای بکار رفته، مسائل میدانهای الکتریکی، شکست الکتریکی عایقها و دیگر موارد مرتبط با آن ها، جایگاه خاص و مهمی را بخود اختصاص می دهد.

همچنین مباحث فیزیک و تکنولوژی عایق های الکتریکی بر روی اصول متعددی استوار شده است. این اصول مربوط به علوم فیزیک، مکانیک، شیمی و ریاضی است، بنابراین آسان می توان پذیرفت که این رشته از مهندسی برق از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

پیدایش و تکامل انواع عایقهای الکتریکی، چه برای مهندسی الکترونیک و چه برای مهندسی الکتروتکنیک پس از جنگ جهانی دوم از چنان سرعتی برخوردار بوده است که شناسایی و کاربرد صحیح آنها برای مهندسین متخصص نیز خالی از دشواری نبوده است. به ویژه ساخت و تهیه عایقهای ترکیبات کربنی از راه مصنوعی که در بیست سال اخیر سیلی از انواع عایقها با خواص ممتاز و کاربردی وسیع را برای ساختمان دستگاه ها و ماشین های الکتریکی عرضه داشته است که طبیعی است بالا بردن بیشتر سطح آگاهی مهندسین برق را در این زمینه الزام آور می سازد.

بدون شک، تکامل صنعت عایقسازی، بویژه پس از جنگ جهانی دوم، سهم بسزایی در تحقق یافتن پیشرفتهای الکترونیک در سال های اخیر داشته است. تنها موفقیتهای چند ساله اخیر، در زمینه ساختن عایقهای مصنوعی، نشانه بارزی از کوشش های همه جانبه ای است که همه دانشمندان علوم مهندسی برای امکان دادن به استفاده بیشتر از نیروی برق، در زمینه های مختلف، آغاز کرده اند.

وظیفه اصلی عایقهای الکتریکی عبارتست از عایق کردن دو یا چند هادی که تحت فشارهای الکتریکی مختلفی قرار گرفته باشند، نسبت به یکدیگر و یا نسبت به زمین.

از عایقهای الکتریکی، خصوصیات دیگری نیز، از قبیل مقاومت در برابر مواد شیمیایی و مقاومت در مقابل حرارت، مورد انتظار است تا آنکه تلفات ناشی از حرارت در آنها در حداقل باقی بماند. در کنار این خصوصیات، عایقها باید دارای خواص الکتریکی متعدد دیگری نیز باشند. این خواص در درجه اول عبارتند از:

۱- قابلیت هدایت الکتریکی در حداقل ممکن

۲- تلفات محدود انرژی، آنگاه که عایق در یک میدان الکتریکی واقع می گردد.

۳- دارا بودن عدد عایقی بزرگ

۴- استقامت الکتریکی قابل توجه

پیشرفت و تکامل عایقهای الکتریکی در سی سال اخیر، با تهیه و ساختن عایقهای جدید و با بهتر کردن خواص عایقهای موجود، بسیار جالب توجه بوده است.

در شرایطی که از ولتاژ فشار قوی استفاده می شود، طراحی دقیق سیستم عایقی از اهمیت زیادی برخوردار است. به همین منظور از عایق های مختلفی از قبیل گازها، جامدات و مایعات و ایجاد خلاء و یا ترکیبی از آنها استفاده می شود. برای صرفه جویی و اطمینان از انجام موفق کارها باید دانش مربوط به عوامل فساد عایق و نیز عواملی را که باعث کاهش ولتاژ شکست و از بین رفتن عایق می شوند، در طراحی مورد توجه قرار داد. وظیفه عایق ها، ایزولاسیون (جداسازی الکتریکی) ولتاژهای فشار قوی نسبت به یکدیگر و همچنین نسبت به زمین می باشد، تا هم ولتاژ و هم جریان فشار قوی در مسیر مربوط به خود قرار گیرند و هم از بروز خسارت و ضرر و زیان به افراد و تجهیزات جلوگیری شود. عایق ایده آل (طبق تعریف) یک نارسانای جریان الکتریسیته است که هیچ جریان الکتریکی را از خود عبور نمی دهد؛ ولی عملاً هیچ ماده ای را در طبیعت نمی توان یافت که ویژگی یک عایق ایده آل را داشته باشد. اما برای استفاده های کاربردی، یک عایق، ماده ای است که عبور جریان از خود را در حد بسیار کم و مطلوبی محدود نماید؛ به حدی که بتوان از آن صرفنظر کرد. به عبارت دیگر، در ولتاژهای عادی، مقاومت الکتریکی عایق خیلی زیاد است. اگر ولتاژهای بسیار بالا از عایق، جریان قابل ملاحظه ای عبور کند. در حقیقت، عایق دیگر خاصیت عایقی خود را از دست داده، دچار شکست الکتریکی می شود؛ به عبارت دیگر؛ عایق تبدیل به هادی می شود. قبل از بروز شکست در عایق ها،؛ عایق شبیه به یک خازن است که دو الکترود در دو طرف آن، صفحات خازن هستند و با اعمال ولتاژ به این خازن، شارژ می شود. پس از شکست الکتریکی عایق، این خازن در واقع دشارژ و تخلیه می گردد. به همین دلیل پدیده شکست الکتریکی عایق ها را، تخلیه الکتریکی نیز می گویند. استقامت الکتریکی عایق ها را برحسب بالاترین شدت میدان الکتریکی قابل تحمل، قبل از تخلیه الکتریکی می سنجد و معمولاً آن برحسب KV/cm یا KV/mm بیان می شود. بررسی عملکرد عایق ها، نیاز به بررسی های عملی (با استفاده از نظریه فیزیکی و روابط ریاضی) و همچنین بررسی های تجربی (از طریق آزمایش ها و اندازه گیری های لازم)، روی عایق ها دارد و پیشرفت های حاصل در زمینه مکانیزم تخلیه الکتریکی عایق ها همواره با این دو مورد همگام بوده است.