Гадаа Байрлах Хуурай Трансформатор: Хатуу Нөхцөл Байдалд Тохирсон Шийдэл

Далайн эрэг, инженерийн бүс нутагт орчны нөлөө, хэт ягаан туяа, чийглэгт тэсвэртэй байдал

Хэт ягаан туяанд өртөгдөх, нарны гэрэл ба чийглэгт урт хугацааны полимер задрал

Цахилгаан хувиргагчдыг элсэн дунд, далайн эсвэл аж үйлдвэрийн бүсэд гадаа байрлуулбал тэдгээрийн элэгдэл их хурдан үүсдэг. Учир нь тэдгээрийг байнга хэт ягаан туяа нөлөөлдөг. Сүүлийн үеийн Nature сэтгүүлд хэвлэгдсэн судалгаагаар стандарт дулааныг тусгаарлах материалыг хэт ягаан туяа нь гурван дахин хурдан задалдаг байна. Эпоксид смолууд нь тусгай нэмэлт бодисуудыг агуулж, нарны гэрлийг шингээж, тархуулж чаддаг тул энэ асуудлыг шийдвэрлэхэд тусалдаг бөгөөд цахилгааныг тусгаарлах чадварыг нь алдагдуулдаггүй. Nature Materials Engineering сэтгүүлд 2025 онд хэвлэгдсэн судалгаа нь сайжруулсан эпоксидын найрлагууд нь энгийн хучилттай харьцуулахад гадаргын трещинуудыг ойролцоогоор хоёр гуравны хэмжээгээр бууруулж чаддаг байна гэж заасан байна. Энэ нь тасралтгүй 5000 цагийн турш УВ-В туяанд өртсний дараа илэрсэн юм. Альюминийн тригидрат дүүргэгчидтэй тодорхой ароматик нэгдлүүдийг холиход илүү сайн үр дүн гардаг. Эдгээр гибрид системүүд нь ароматик молекулууд хэт ягаан туяаныг шингээж чаддаг тул 10,000 цагийн хэт ягаан туяанд өртсний дараа гадаргын эвдрэл бараг үл мэдэгдэх (<1%) байна.

Чийглэг ихтэй, бороо ордог орчинд чийгийг эсэргүүцэх чадвар

Эпоксид хучилт хэрэглэх нь тоног төхөөрөмжийн доторх хиймэл агаарыг чийгнээс хамгаалах бат бөх бүрхүүл үүсгэдэг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн 80%-аас дээш чийгшил бүхий бүс нутгуудад маш чухал ач холбогдолтой юм. Материалуудыг харьцуулан шалгах үед смолоор бүрхсэн ороомог нь 18 сарын турш монсоны нөхцөлд байсан ч 5%-иас бага чийг шингээдэг болохыг тогтоосон. Энэ нь хучилтгүй энгийн загваруудтай харьцуулахад маш сайн бөгөөд ижил хугацаанд 22-оос 34% хүртэл чийг шингээж болдог. Энэ нь яагаад чухал вэ гэвэл урт нугалаасны дараа хамгаалах давхраа нь цахилгаан химийн нүүдлийг зогтоож, богино холболтыг үүсгэх асуудлыг цацрагийн нөхцөлд орших бүс нутгуудад 60% бууруулдаг. Нөгөө нэг том давуу тал нь компонентүүдийн хоорондох холбоо хэр бат бэх болдог явдал юм. Эпоксид хучилттай хэсгүүд нь 95% чийгшилд шалгах үед наалдах чадвар нь 85% илүү байна. Ингэснээр зэс ороомог нь өөрийн дулааныг хамгаалах давхраанаасаа салж тасрахгүй бэхлэгдэн байдаг. Смолын онцгой сүвэлзсэн бүтэц нь усыг түлхэж, уурын хөдөлгөөнийг квадрат метр тутамд өдөрт 0.3 граммээс бага байлгах усан үл нэвтрэх хануудыг үүсгэдэг. Ийм төрлийн хамгаалалт нь тропик цаг уурын бурханы эсвэл эргийн чийгтэй тогтмол байдаг далайн шороонд ажиллаж буй төхөөрөмжинд тийм чухал юм.

Далайн ба инженерийн химийн эсэргүүцэл: Хлорид, сульфат, нүүрсхүчлийн хамгаалалт

Элсэн давсны түрхэх (хлоридын агууламж >800 мг/м²/өдөр) ба инженерын SOx/NOx ялгаруулалт нь химийн инерттэй смолыг шаарддаг. Силан бүхий эпоксид матрикс нийтлэг бохирдлын эсэргүүцэл үзүүлдэг:

Эдгээр онцлог шинж чанарын ард эпоксийн сувдан холбогдсон байдал нууцлагдаж байгаа бөгөөд энэ нь ион хурдамжийг урьдчилан сэргийлэхэд полиэстер смолотой харьцуулахад давуу талыг олгож байна. Эпокси-силоксаны гибрид материалыг авч үзвэл тэд бүх талаас нь хамгаалалт үзүүлдэг. ASTM B117 стандартын дагуу давсны шүршилтийн туршилтаар 1000 цагийн дараа ч хамгийн багадаа 0.2 мм-ээс бага коррозийн өсөлт явагдаж байна. Энэ нь бүр уламжлалт алкид будагтай харьцуулахад 7 дахин сайн үр дүн юм. Энэ нь бодит байдалд ч батлагдсан. Гольфын эрэг дагуух ашиглалтын компаниуд цахилгаан ороомогт хлоридын хор хөнөөл 92%-иар буурсан гэж мэдээлсэн байдаг. Цөл орчинд ашигладаг материалыг судалж байгаа судалгаанууд эдгээр системүүд 25,000 миллионд нэг хувь хлоридын агууламжийг амжилттай тэсвэрлэж чаддагийг харуулж байна. Энэ нь далайн эрэг орчмын эсвэл химийн үйлдвэрийн төхөөрөмж дээр ажиллаж буй хүмүүст эдгээр материалыг урт хугацаанд найдвартай ашиглах боломжийг олгодог.

Эпоксид суурьт композитуудын дулаан тогтвортой байдал, өндөр температурын үед үзүүлэх ажиллагаа

Гадаа байрлах трансформаторын хэрэглээнд дулааны эсэргүүцэл

Өдөр тутмын болон улирал бүр температурын өөрчлөлтөнд тогтмол орж буй трансформаторууд нь дулааны стресстэй тул гарах хүчирхэг хамгаалалтыг шаарддаг. Энэ талаар эпоксид смолын системүүд нь онцгой амжилттай ажилладаг. Полимерийн шинжлэх ухааны судалгааны дагуу эдгээр композит материалын дулаан тогтвортой байдал нь температур ойролцоогоор 180 градус Целсий хүртэл хадгалагдаж чаддаг. Энэ боломжийг юу бүтээдэг вэ? Молекулын түвшинд үүсэх цэвэр дээжний холболт нь халах үед материалын тэлэлтийг хязгаарладаг бөгөөд энэ нь уламжлалт асфальт эсвэл тосон изоляциудтай харьцуулахад таарахгүй юм. Цахилгаан эрчим хүчний компанийн хувьд цахилгаан эрчим хүчний компанийн хувьд цаг агаарын хатуу нөхцөл байдалд тулгарч буй компанийн хувьд энэ нь цаг агаарын өөрчлөлтөнд дасан зохицох чадвар сайтай байхыг шаарддаг.

Мэдээллийн шинжилгээ: Халууны циклд эпоксид баглаан дахь нэгжүүдийн амьдрал 40%-иар урт

Үйлдвэрийн судалгаагаар эпоксид баглаан трансформаторууд нь энгийн загваруудын амьдралд ойролцоогоор 40 хувь бага элэгдэлтэй байхад 15,000-аас дээш халууны циклийг тэсэн зохицох чадвартай байна. Энэ талаар 2023 оны Цахилгаан Сүлжээний Тайлангийн мэдээ баталж байна. Эдгээр трансформаторууд яагаад тэсвэртэй вэ? Тэр нь эпоксид материалын өөрөө байгаа чанартай холбоотой. Энэ материал маш өндөр идэвхжүүлэх энерги бүхий, молекулууд нь халуун байх үед хурдан задрахгүйгээр ойролцоогоор 180 кЖ/моль юмуу эсвэл илүү ихтэй. Энэ нь бодит байдал дээрх шалгалтанд таарч байна. Цөл, мөн хүйтэн цаг агаарын бүсэд суурилуулсан трансформаторууд 12-15 жил ажиллаж байгаа бөгөөд диэлектрик шингэний солилт шаардлагагүй байна. Энэ нь үйлчилгээний багууд традицион нэгжүүдтэй харьцуулахад системийг ажиллагааг нь 30-35 хувь бага цаг, мөнгө зарцуулж ажиллуулж байгааг илэрхийлнэ.

Эпоксид хольцтой материалын хатуу байдал болон уян хатан байдал нь өндөр температурт тэнцвэрт байдалд байх

Сүүлийн үеийн материалууд нь гиперсалаа полимерүүдийг силиксны нэмэлттэй хольсноор эпоксид нь механик хүчээр 120 хэмийн орчим температурт 18-22 хувь хүртэл нугалагдах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь тресин байдалгүй байх чадвартай. Энэ нь тухайн цахилгаан дамжуулагч холболтууд дээрх стрессын ачааллыг бууруулах чадвартай бөгөөд усны шингэлтийг 0.5 хувь буюу түүнээс доош байлгах чадвартай. Харин чийглэг ихтэй субтропик бүс нутагт ажилладаг трансформаторуудад энэ бага ус шингэлт нь маш чухал ач холбогдолтой. Үйлдвэрлэгчид мөн сүүлийн үед шилэн шилжих температур нь 155 хэмээс дээш хүрдэг гибрид материалыг хөгжүүлснээр эпоксидын өмнөх хувилбаруудынхаа температурыг 25 хэмээр нэмэгдүүлсэн байна. Энэ нь цахилгааны тусгаарлах хэрэгсэлд ашигладаг дулааныг сайжруулах чадварт томоохон дэвшил хийсэн гэж үзэж болно.

Динамик гадаад нөхцөлд механик болон бүтцийн бат бөх чанар

Механик болон динамик ачаалал дорх эпоксид хольц материал нь үзүүлэх ажиллагаа

Гадаа ашигладаг эпоксид смолыг ашиглан үйлдвэрлэсэн трансформаторууд нь цахилгаан шугам дээр хүчтэй салхи 90 миль/цаг хурдтай хүрэх болон түгээмэл байдаг газруудын газар хөдөлгөөний хэлбэлзлийн тогтмол механик стресст тулгардаг. Эпоксид материалын давуу тал нь тэдгээрийг 18-22 ГПа хооронд хугалах бат бөх чанарын хүрээнд тэсвэрлэх чадвартай байдаг. Энэ нь танк гулсах асуудалд ихэвчлэн орж байсан хуучин тосон дүүргэгдсэн загваруудтай харьцуулахад илүү давуу талыг олгож байна. 2024 онд ScienceDirect дээр нийтэлсэн сүүлийн үеийн талбайн шинжилгээний дүнгээс үзвэл эпоксидоор ороосон ороомог нь давталт ачаалалд эпоксидгүй ороомгоос ойролцоогоор 45% сайн тэсвэрлэдэг байна. Энэ нь циклоны шуурга эсвэл цахилгаан шугам дээр хүнд нөхцөл байдалд тулгарах үед жижигхэн хагарал үүсэх магадлалыг багасгадаг гэсэн үг юм.

Эдүүлэлтийг сайжруулахын тулд холимог бат бөхжүүлэх аргууд

Эрхлэгч үйлдвэрлэгчид нийлж шулуун эдлэлийн бат бөхжүүлэлт -той минералын наполнительтэй эпоксид матриц тохируулахын тулд бат бөх байдлын болон жингийн харьцааг тохируулна. Энэ арга нь дараахийг хангана:

• 320 МПа таталтын бат бөх байдал (бүтцийн ган шүүтэй адилтгах)
• 0.2%-иас бага усны шингэц чийгт камерт 5000 цагийн дараа

Сүүлийн үеийн механик шинж чанарын судалгаа нь гибрид системүүд нь симуляцлах замаар 15 жилийн хуванцар/дулааны элэгдлийн дараа 95% мөргөлдөх эсэргүүцэл хадгалж байгааг харуулжээ—энэ нь элсэн дэд баталгааны болон аж ахуйн нөхцөлд маш чухал юм. Энэ технологийн дэмжлэгээр смолын үндсэн трансформаторууд ойр орчмын үйлдвэрлэлээс гарах химийн нөлөөлөлд тэсвэртэй байж 4-р ангиллын тайфуны шуургын ачааллыг даах боломжтой болсон.

Смолын хуйлсэн трансформаторын талбайн гүйцэтгэлийн баталгаажуулалт болон салбарын хүлээн зөвшөөрөл

Хувилбарын судалгаа: Эрэг дэйх дэд батарейн станцуудын урт хугацааны найдвартай байдал

Арван жилийн туршид хийсэн шалгалтууд нь эпоксид смолын хуйханд хийсэн трансформаторууд далайн эрэг дэйх нөхцөлд хэтэрхий сайн тэсвэртэй байж, тэдгээрийн дотор чийг нэвтрэх нь бүрэн болсонгүй гэдгийг харуулж байна. Энгийн трансформаторуудын ган цөмийг ихэвчлэн идэвхжүүлдэг давсны агаар болон чийглэгийг эдгээр смолоор бүрхсэн ороомогт ямар нөлөө үзүүлэхгүй байна. 2023 онд хэвлэгдсэн Глобал Гридийн тэсвэрт байдал эрдэм шадар тайлангийн сүүлийн өгөгдлүүдийг судалбал бидний туршилтаар харсан зүйл нь бусдын олж мэдсэнтэй таарч байгаа нь тодорхой болж байна. Тайлангийн дүгнэлтэд эдгээр смолын хуйхны загварууд далайн нөхцөл байдалд тэсвэртэй цахилгаан хүчийн инфраструктурыг бий болгохын тулд чухал ач холбогдолтой болж байгааг онцгойлж байна.

Талбайн мэдээлэл: Эпоксидыг нэвтрүүлснээр коррозийн улмаас үүдэлтэй гэмтлийн тоо 95%-иар буурчээ

Хуурай аж үйлчилгээний байгууллагууд нийлмэл смолын бүрхүүлтэй трансформаторыг чийглэг эрэг орчныг шилжүүлснээс хойш ихэнхдээ коррозийн асуудлыг арилгасан байна. Тоо мэдээ ч гэсэн тодорхой бөгөөд сүүлийн үед илүү их хэмжээгээр цахилгааны тасалдал нь 95%-иар буурчээ. Эдгээр шинэ трансформаторуудыг юу итгэлтэй болгож байгаа юм бэ? Өмнөх загварын тосон дүүргэсэн загварыг ашигласан нь урт хугацаанд мууддаг резинэн хүрээмжийг ашигладаг байв. Өнгөрсөн жилийн Power Grid Analytics-ийн судалгаагаар резинэн хэсгүүд нь коррозийн улмаас үүдэлтэй гурван дөрөгний хэмжээгээр нөлөөлдөг байв. Ямар нэгэн онцгой давхаргатай трансформаторуудыг тропик орнуудын янз бүрийн бүс нутгуудад ашиглаж байх үед инженерүүд сонирхолтой зүйл ажигласан. Цаг агаарын чийгшил ихтэй бүс нутгуудад трансформаторуудыг тогтмол шалгах шаардлагагүйгээр илүү бага анхаарал татдаг байна.

Дагуул: Халууны тогтвортой байдал бүхий смолын трансформаторуудад дүрэм бүхий дэд бүтцийн хөрөнгө оруулалтын өсөлт

Север Америкийн хэмжээнд цахилгаан компаниудын тал нь томоохон дэд бүтцийн хөрөнгө оруулалтыг төлөвлөхдөө смолын цастай трансформаторуудыг дэмжиж эхэлсэн бөгөөд эдгээр нь хугацааны туршид мөнгө хэмнэдэг. 2024 онд Нэгдүгээр Статистикийн Эрчим Хүчний Программаас гаргасан сүүлийн тайлан ёсоор, эпоксид хучилттай трансформаторууд нь онцлог тохиолдолд гал түймэр их гардаг эсвэл усны түвшин ихтэй бүс нутгуудад онцгой ач холбогдолтой болсон. Цаг агаарын урсгал цахилгааны шугамыг гэмтээсний дараа ийм шинэ трансформатор ашигладаг газрууд нь өмнөх загваруудтай харьцуулахад цахилгааныг 40%-иар богино хугацаанд сэргээж байна. Энд бид харж буй нь зүгээр л дагуул биш, харин эпоксид смолын технологи нь нэгэн зэрэг олон аюул урьдчилан сэргийлэх боломжтой гэдгийг аж үйлдвэр нь хүлээн зөвшөөрч буй явдал юм.

Түгээмэл асуулт

Эпоксид хучилттай трансформаторуудыг далайн эрэг орчмын орчинд тохируулж болох нь юу вэ?

Эпоксид хутгасан трансформаторууд нь чийгийг эсэргүүцэх чадвартай бөгөөд далайн орчинд зориулж бүтээгдсэн учраас давсны шүршил, өндөр чийглэгийг эсэргүүцдэг.

Эпоксид смолууд яаж хэт ягаан туяанд эсэргүүцэх чадварыг сайжруулах вэ?

Эпоксид смолууд нь гэрлийг шингээж тархуулах бүрдүүлэгчид агуулж, цахилгаан тусгаарлалтын чанарыг алдалгүйгээр гадаргын трещиныг бууруулдаг.

Температурын ажиллагааны хувьд смолуудаар хутгасан трансформаторын давуу талууд юу вэ?

Смолуудаар хутгасан трансформаторууд нь молекулын дээжийн холболтоор өндөр температурт хэлбэрээ хадгалж, термоклиматын нөхцөлд урт хугацаагаар ажиллах тогтвортой байдлыг хангана.

Эпоксид композитууд механик стрессыг хэрхэн тэсвэрлэх вэ?

Эпоксид композитууд нь өндөр нугалах бат бөх чанартай бөгөөд 90 миль/цаг хурдтай салхи, дүүргийн булзруулах хэв маягийн хэлбэлзлийг эсэргүүцэж, хуучин загваруудыг давуу талтай ажиллуулдаг.