1. تحقیق در مورد یخ عایق
1) عایق به طور طبیعی با یخ پوشیده شده است
به منظور بهبود فناوری آیسینگ مقره، لازم است علل وضعیت فعلی یخ مقره بررسی شود و با توجه به شرایط مختلف یخ مقره، راه حل های مختلفی تدوین شود تا به طور اساسی این وضعیت حل شود. یخبندی طبیعی مقرهها بر اساس ساخت ایستگاهها در مکانهایی با یخزدگی جدی در مناطق سردسیر به عنوان مبنای عملیاتی آزمایش است و از مدار آزمایش منطقه پوشیده از یخ برای آزمایشهای مربوطه استفاده میشود. از منظر روش یخبندی طبیعی، این وضعیت با واقعیت همخوانی دارد. تحت تأثیر عوامل محیطی خارج از محدوده آزمایشی مانند شرایط سخت آب و هوایی، محیط با دمای بسیار پایین و زمین نسبتاً پیچیده، ساخت و ساز به شدت تحت تأثیر قرار می گیرد که انجام آزمایش روش یخ زدگی طبیعی را دشوار می کند و در نهایت منجر به گسترش آن می شود. زمان آزمون تحت تأثیر این عوامل، به راحتی می توان خطرات غیرقابل پیش بینی را برای آزمایش به ارمغان آورد که در نتیجه پراکندگی و عدم قطعیت خاصی در آزمایش ایجاد می شود. بنابراین، کاربرد این روش تست یخ طبیعی نسبتاً کم است و برای اکثر آزمایش ها مناسب نیست. اما روش یخسازی طبیعی برای مطالعه فرآیند یخزنی و رعایت ویژگیهای ذاتی و قوانین متغیر آن مفید است. برای مطالعه عملکرد ویژه عایق ها، معمولاً از روش های دیگری برای آزمایش استفاده می شود، مانند یخ مصنوعی، برای ترویج توسعه و نوآوری فناوری.
(2) یخ مصنوعی عایق
یخ مصنوعی عایق ها باید در آزمایشگاه آب و هوا انجام شود. عملیات آزمایشی با توجه به دمای آب و هوای شبیه سازی شده در آزمایشگاه انجام می شود. این روش روشی متداول برای بررسی وضعیت یخبندان مقره ها می باشد. این روش می تواند داده های تجربی بیشتری را در بازه زمانی معین به دست آورد و ویژگی های عملکرد تکرار بالا و کنترل آسان را دارد. دو نوع آزمایش یخ مصنوعی وجود دارد، یخ مصنوعی با برق و یخ مصنوعی بدون عبور جریان. در فرآیند انتقال نیرو، جریان زیادی از پدیده یخ مقره عبور می کند. توان در سیم تأثیر خاصی بر سرعت یخ، چگالی، اندازه یخ و کیفیت کلی پدیده یخ عایق دارد. در طول عملیات آزمایشی، نمونه هایی با جریان عبوری باید ترجیح داده شوند، اما ناپایداری و عدم قطعیت نیروی الکتریکی احتمالاً بدن انسان را در طول آزمایش تهدید می کند. بنابراین به طور کلی جریان کم برای آزمایش یخ مصنوعی انتخاب می شود که با توجه به پیشرفت آزمایش به طور مداوم افزایش می یابد. این روش خطر کمتری دارد. اگرچه این فقط یک آزمایش مینیاتوری از یخ مصنوعی است، اما می تواند نشت نیرو را در طول آزمایش بهتر کنترل کند.
روش مصنوعی برای شبیه سازی آب و هوای طبیعی استفاده می شود. در مرحله کنونی این راه آزمایشی به وحدت اندیشه ها نمی رسد. پس از جمعبندی آزمایشهای زیاد، پیشنهادات زیر ارائه میشود: در آزمایش یخزنی مصنوعی، اقلیم شبیهسازی شده، سرعت باد، مه و سایر عوامل تأثیرگذار در حالت پایدار تنظیم شد و حجم اسپری به صورت (6{{6}) تعیین شد. }±2) L/ (h·m2). سرعت باد کمتر از 100 متر آب در طول آزمایش کمتر از 3 متر بر ثانیه بود و ناپایداری آزمایش کمتر از 10 درصد بود. حجم بیشتر آب می تواند سرعت باد را افزایش دهد. دمای تماس آب سرد شده را با سطح جسم آزمایشی کمتر از 0 درجه قرار دهید، جایی که زاویه انحراف باد باید 45 درجه باشد.
2. تحقیق در مورد یخ عایق و روش های آزمایش الکتریکی
(I) آماده سازی مربوطه قبل از آزمایش
قبل از انجام آزمایشات مربوط به یخ مصنوعی عایق ها و تولید برق، باید آماده سازی دقیق انجام شود. آماده سازی دقیق می تواند مشکلات موجود در فرآیند آزمایش ها را تا حدودی کاهش دهد و دقت نتایج آزمایش را بهبود بخشد. در طول دوره انجماد، عایق شبیه سازی شده ویژگی هایی مانند تحمل توان و فلاش اوور در طول دوره انجماد را نشان داد. قبل از آزمایش، هیچ تغییری در دمای آن، باران یخ زده و سایر شرایط ایجاد نشد. آزمایش در دوره ذوب خواص الکتریکی فرآیند ذوب یخ سطح مقره را شبیه سازی می کند. خطاهای Flashover اغلب در این فرآیند رخ می دهد و خواص الکتریکی آن پایه مهمی برای طراحی آزمایش است. قبل از آزمایش، عایق های پوشیده شده با یخ به مدت 15 دقیقه به صورت خشک منجمد شدند. عایق ها در همان دمای ورقه یخ بیرونی نگهداری می شدند و آب روی ورقه یخ بیرونی کاملاً جامد می شد. قبل از اینکه دمای انجماد آب به -2 درجه برسد، لازم نیست سرعت افزایش دما را در نظر بگیرید. پس از تثبیت دما، باید در 2 تا 3 درجه در ساعت کنترل شود. در اینجا باید مراقب بود که دما خیلی سریع بالا نرود تا از پدیده ریزش یخ از سطح جلوگیری شود.
(2) پوشش یخ روی عایق ها و روش های آزمایش الکتریکی
خواص الکتریکی مقره دارای ویژگی های تحمل و فلاش اور در مرحله پوشش یخ و ذوب یخ می باشد، اما در این مرحله مقررات مشخصی بر روی آن وجود ندارد. روش عایق کثیف برای آزمایش بر اساس تجربه چندین آزمایش انتخاب شده است. چندین روش تست در فرآیند آزمایش وجود دارد. اول، حداکثر ولتاژ تحمل U2 حداکثر ولتاژ عایق در حالت پوشیده از یخ است. محتوای آزمایش عایق پوشیده از یخ تحت این ولتاژ به شرح زیر است: هنگامی که ولتاژ مقاومت U1=0.95U2، نتایج آزمایش اول، دوم و سوم همگی مقاومت می کنند. وقتی ولتاژ تلرانس U2 باشد، اولین نتیجه تست تلرانس، دومین نتیجه تست فلاش اوور، سومین نتیجه تست تلرانس و چهارمین نتیجه تست تلرانس است. هنگامی که ولتاژ مقاومت U3=1.05U2، اولین نتیجه آزمایش فلاش اوور و نتیجه آزمایش دوم فلاش اوور است. از این آزمایش می توان دریافت که ولتاژ U2 مقره در سه آزمایش از چهار آزمایش زمانی که مقره با یخ پوشانده شده است تحمل می شود. هنگامی که ولتاژ U3 بالاتر از U2 درصد 5 باشد، تعداد دفعات فلاش اور در آزمایش 2 است، بنابراین می توان قضاوت کرد که ولتاژ U2 بیشترین تحمل را در آزمایش دارد. دومین آزمایش با ولتاژ U50 است که درجه تحمل آن 50 درصد است. در شرایطی که سایر عوامل یخبندی تغییر نکنند، 10 آزمایش مؤثر انجام میشود، U1 به عنوان ولتاژ اعمال شده، n1 به عنوان تعداد آزمایشها برای آزمایش U1 تنظیم میشود و زمانی که مقدار N برابر با 10 باشد. این تعداد آماری آزمایش های موثر است. بنابراین U50 برابر است با 1 بر N سیگما n1 u1. هنگامی که دمای داخل خانه کمتر از 15 درجه باشد، نمونه عایق آزمایش شده به مدت 15 دقیقه به تدریج با یخ پوشانده می شود و اسپری پس از 5 ثانیه در 25 ثانیه متوقف می شود. سوم، روش فلاش اوور متوسط برای اعمال ولتاژ استفاده می شود. در این روش، ولتاژ به نمونه های مقره اعمال می شود تا زمانی که در مراحل پوشش یخ و ذوب یخ فلاش اوور رخ دهد و انتقال نیرو متوقف شود. پس از مدتی دوباره ولتاژ بالا می رود تا زمانی که فلاش اوور اتفاق بیفتد و ولتاژ متوسط چندین بار به دست می آید. U=(1/n) ∑ (Uf1 به اضافه Uf2 به علاوه ... به علاوه Ufn1).
(3) مقایسه چندین آزمایش الکتریکی روی یخ عایق
در آزمایش مقاومت فشاری، فرکانس فلاش اوور کمتر است، بنابراین ایجاد سوختگی مقره و آسیب های دیگر آسان نیست. نتیجه نهایی آزمایش به این صورت نسبتا دقیق است اما زمان آزمایش این روش بیشتر است و نمی تواند ولتاژ فلاش اور مقره را در مرحله پوشش یخ و ذوب یخ آزمایش کند. روش تست فلاش اوور متوسط نسبتا ساده است و می تواند به سرعت نتیجه آزمایش را دریافت کند. با این حال، زمان آزمایش این روش معمولاً 4-6 بار است و میزان خطای نتایج آزمایشی بالا است. از روش منحنی U شکل می توان برای مقابله با نتایج تجربی بر اساس قانون فلاش اوور در مرحله ذوب مقره استفاده کرد، اما این روش تست فقط در مرحله ذوب مقره قابل استفاده است. آزمون های فلاش اوور متوسط و منحنی U نیاز به آزمایش چند پدیده فلاش اوور دارند، روش اول > 4 بار، روش دوم > 4 بار.
3. نتیجه گیری
در یک کلام، روش های آزمایش زیادی برای یخ عایق و الکتریسیته آن وجود دارد، اما در مرحله حاضر استاندارد مربوطه مشخصی وجود ندارد. پس از آزمایش های فراوان مشخص شد که مقرون به صرفه ترین روش، روش منحنی U شکل است که می تواند فرآیند آزمایشی را ساده کرده و نتایج تجربی را با وضوح بیشتری نشان دهد. عایق ها در طول دوره پوشیده از یخ دارای آلودگی خاصی هستند که مربوط به ظهور فلاش اوور است. بنابراین منبع تغذیه باید به صورت یکنواخت انتخاب شود.