Отправить эту статью по почте 
Открытый доступ
Доступ для подписчиков
Применение покрытий на высоковольтных проводах для снижения потерь на корону
Аннотация
Воздушные линии электропередачи высокого напряжения — один из основных инструментов транспортирования электроэнергии, однако их эксплуатация в открытой атмосфере сопряжена с проблемами долговечности электрических сетей, возникновением коронного разряда и токов утечки. Данные проблемы обусловливают не только экономические, но и экологические последствия. Один из путей их решения — нанесение на провода современных функциональных покрытий. Пригодность применяемых покрытий каждого типа зависит от конкретных условий эксплуатации. Так, с одной стороны, покрытие должно придавать проводу требуемые эксплуатационные свойства, с другой — выдерживать негативные факторы, сопровождающие эксплуатацию в открытой атмосфере: осадки, механические нагрузки, длительное нахождение в коронном разряде. В данном исследовании испытываются противокоронные покрытия новых типов на высоковольтных проводах, недавно предложенные авторами для снижения потерь на корону. Так, для супергидрофобных и супергидрофильных покрытий, а также покрытий с пропиткой исследованы устойчивость и эффективность снижения токов коронного разряда в сухих условиях и условиях дождевания. Показано, что в последнем случае супергидрофобные и супергидрофильные покрытия эффективно снижают токи коронного разряда в 2 – 4 раза, в то время как покрытия с пропиткой, несмотря на водоотталкивающие свойства, увеличивают токи коронного разряда. Также было показано, что супергидрофильные покрытия улучшают свои противокоронные свойства при выдержке в коронном разряде, в том числе и после длительных периодов хранения на открытом воздухе.
DOI: 10.71527/EP.EN.2024.06.002
EDN: BJGGZF
Ключевые слова
Литература
Шилин А. Н., Доронина О. И. Расчёт надёжности воздушных линий электропередачи с учётом влияния погодных условий // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. 2014. Т. 4. С. 18 – 22.
Доронина О. И., Шевченко Н. Ю., Бахтиаров К. Н. Оценка надёжности воздушных линий электропередачи с учётом климатических факторов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. № 9 – 2. С. 226 – 230.
Бакай Е. О. Экономико-статистический анализ потерь при передаче электроэнергии по высоковольтным проводам в России // Вестник Южно-Уральского государственного ун-та. Сер. «Экономика и менеджмент». 2017. Т. 11. № 4. С. 117 – 125.
Sollerkvist F. J. Evaluation, Verification and Operational Supervision of Corona Losses in Sweden / F. J. Sollerkvist, A. Maxwell, K. Rouden, T. M. Ohnstad // IEEE Transactions on Power Delivery. 2007. Vol. 22. No. 2. P. 1210 – 1217. DOI: 10.1109/TPWRD.2006. 881598.
Chen L. Effect of Rain Drops on Corona Discharge in Alternating Current Transmission Lines with a Corona Cage / L. Chen, X. Bian, L. Wang, Z. Guan // Japanese Journal of Applied Physics. 2012. Vol. 51. No. 9S2. P. 09MG02. DOI: 10.1143/JJAP.51.09MG02
Farzaneh M. Atmospheric icing of power networks. — London: Springer, 2008.
Бойнович Л. Б., Емельяненко А. М. Методы борьбы с обледенением ЛЭП: перспективы и преимущества новых супергидрофобных покрытий // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. 2011. № 6. С. 9 – 17.
Мороз А. С., Ковалева В. Д., Морозов А. Г. Способ снижения потерь электроэнергии в ЛЭП 500кв и выше с учётом влияния погодных условий на коронный разряд // Материалы 74-й науч.-техн. конф. студентов и аспирантов. — Минск: БНТУ, 2018. С. 369 – 370.
Васюра Ю. Ф., Глазырин М. А., Плешкова Т. А. Оценка экономической целесообразности строительства высоковольтных линий электропередачи с применением проводов нового поколения // Известия вузов. Сер. «Электромеханика». 2014. № 3. С. 71 – 74.
Tao B. A review on mechanism and application of functional coatings for overhead transmission lines / B. Tao, L. Cheng, J. Wang, et al. // Frontiers in Materials. 2022. Vol. 9. P. 995290. DOI: 10.3389/fmats.2022. 995290.
Провода неизолированные компактированные для воздушных линий электропередачи: URL: https://www.kamkabel.ru/production/catalog/ provoda/neizolirovannye/neizolirovannye 1831.html.
Boinovich L. B. Modus Operandi of Protective and Anti-icing Mechanisms Underlying the Design of Longstanding Outdoor Icephobic Coatings / L. B. Boinovich, A. M. Emelyanenko, K. A. Emelyanenko, E. B. Modin // ACS Nano. 2019. Vol. 13. No. 4. P. 4335 – 4346. DOI: 10.1021/acsnano.8b09549.
Emelyanenko K. A. The durability of superhydrophobic and slippery liquid infused porous surface coatings under corona discharge characteristic of the operation of high voltage power transmission lines / K. A. Emelyanenko, A. G. Domantovsky, P. S. Platonov, et al. // Energy Reports. 2022. Vol. 8. P. 6837 – 6844. DOI: 10.1016/j.egyr. 2022.05.035.
Emelyanenko K. A., Emelyanenko A. M., Boinovich L. B. Laser nanoengineered coatings for efficient energy transportation through corona discharge suppression // Optics & Laser Technology. 2024. Vol. 171. P. 110394. DOI: 10.1016/j.optlastec.2023. 110394.
Boinovich L. B. The mechanisms of anti-icing properties degradation for slippery liquid-infused porous surfaces under shear stresses / L. B. Boinovich, E. V. Chulkova, K. A. Emelyanenko, et al. // Journal of Colloid and Interface Science. 2022. Vol. 609. P. 260 – 268. DOI: 10.1016/j.jcis.2021.11.169.
Blinov A. V. Oxide Nanostructured Coating for Power Lines with Anti-Icing Effect / A. V. Blinov, D. A. Kostyukov, M. A. Yasnaya, et al. // Coatings. 2022. Vol. 12. No. 9. P. 1346. DOI: 10.3390/coatings12091346.
Nine M. J. Ice-fouling on superhydrophobic and slippery surfaces textured by 3D printing: revealing key limiting factors / M. J. Nine, A. Chizhova, S. Maher, et al. // Surfaces and Interfaces. 2023. P. 103005. DOI: 10.1016/j.surfin.2023.103005.
Golovin K. Designing durable icephobic surfaces / K. Golovin, S. P. R. Kobaku, D. H. Lee, et al. // Science Advances. 2016. Vol. 2. No. 3. P. e1501496. DOI: 10.1126/sciadv.1501496.
Boinovich L. B. Laser Tailoring the Surface Chemistry and Morphology for Wear, Scale and Corrosion Resistant Superhydrophobic Coatings / L. B. Boinovich, K. A. Emelyanenko, A. G. Domantovsky, A. M. Emelyanenko // Langmuir. 2018. Vol. 34. No. 24. P. 7059 – 7066. DOI: 10.1021/acs.langmuir.8b01317.
Емельяненко А. М. Супергидрофобные материалы и покрытия: от фундаментальных исследований до практических приложений // Коллоидный журнал. 2022. T. 84. № 4. P. 375 – 379. DOI: 10.31857/S0023291222040036.
Boinovich L. B., Emelyanenko K. A., Emelyanenko A. M. Superhydrophobic versus SLIPS: Temperature dependence and the stability of ice adhesion strength // Journal of Colloid and Interface Science. 2022. Vol. 606, Superhydrophobic versus SLIPS. P. 556 – 566. DOI: 10.1016/j.jcis.2021.08.030.
Samaha M. A., Gad-el-Hak M. Slippery surfaces: A decade of progress // Physics of Fluids. 2021. Vol. 33. Slippery surfaces. No. 7. P. 071301. DOI: 10.1063/5.0056967.
Vicente A. Icephobic and Anticorrosion Coatings Deposited by Electrospinning on Aluminum Alloys for Aerospace Applications / A. Vicente, P. J. Rivero, P. García // Polymers. 2021. Vol. 13. No. 23. P. 4164. DOI: 10.3390/polym13234164.
Khammas R., Koivuluoto H. Durable Icephobic Slippery Liquid-Infused Porous Surfaces (SLIPS) Using Flame- and Cold-Spraying // Sustainability. 2022. Vol. 14. No. 14. P. 8422. DOI: 10.3390/su14148422.
Maryami F., Olad A., Nofouzi K. Fabrication of slippery lubricant-infused porous surface for inhibition of microorganism adhesion on the porcelain surface // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2022. Vol. 108. P. 308 – 320. DOI: 10.1016/j.jiec. 2022.01.008.
Liang B. Superhydrophilic Anti-Icing Coatings Based on Polyzwitterion Brushes / B. Liang, G. Zhang, Z. Zhong // Langmuir. 2019. Vol. 35. No. 5. P. 1294 – 1301. DOI: 10.1021/acs.langmuir.8b01009.
Емельяненко К. А., Емельяненко А. М., Бойнович Л. Б. Обзор современного состояния исследований адгезионных явлений на границах твердых тел с твердыми и жидкими водными средами // Коллоидный журнал. 2022. Т. 84. № 3. С. 274 – 300. DOI: 10.31857/S00232912 2203003X.
Li B. A Review on Superhydrophobic Surface with Anti-Icing Properties in Overhead Transmission Lines / B. Li, J. Bai, J. He, et al. // Coatings. 2023. Vol. 13. No. 2. P. 301. DOI: 10.3390/coatings13020301.
Arshad A. Properties and applications of superhydrophobic coatings in high voltage outdoor insulation: A review / A. Arshad, G. Momen, M. Farzaneh, A. Nekahi // IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation. 2017. Vol. 24. No. 6. P. 3630 – 3646. DOI: 10.1109/TDEI.2017.006725.
Гаджиев М. Х., Муслимов А. Э. Влияние условий плазменной обработки на структуру и гидрофильные свойства покрытий TiOх и CuxO / TiOх // Коллоидный журнал. Vol. 84. No. 4. P. 407 – 414. DOI: 10.31857/S002329122204005X.
Miyajima K., Tanabe K. Evaluation of audible noise from surface processing conductors for AC overhead transmission line // Electrical Engineering in Japan. 2007. Vol. 159. No. 3. P. 19 – 25. DOI: 10.1002/ eej.20509.
Zhakiyev N. Highly effective anti-corona coatings on aluminium wires by surface modification / N. Zhakiyev, K. Tynyshtykbayev, J. Norem, Z. Insepov // Journal of Physics D: Applied Physics. 2020. Vol. 53. No. 1. P. 015503. DOI: 10.1088/1361-6463/ab431d.
Тыныштыкбаев К. Б. Снижение потерь мощности в коронном разряде в условиях осадков / К. Б. Тыныштыкбаев, Г. Ж. Иманбаев, А. М. Айнабаев, З. А. Инсепов // Письма в журнал технической физики. 2018. T. 44, № 12. P. 89. DOI: 10.21883/PJTF.2018.12.46296.17247.
Xu P. Effect of TiO 2 coating on the surface condition and corona characteristics of positive DC conductors with particle matters / P. Xu, Y. Ma, J. Zhu // High Voltage. 2022. Vol. 7. No. 1. P. 147 – 157. DOI: 10.1049/hve2.12128.
Бойнович Л. Б. Создание покрытий для придания супергидрофобных свойств поверхности силиконовых резин / Л. Б. Бойнович, А. М. Емельяненко, А. М. Музафаров и др. // Российские Нанотехнологии. 2008. Т. 3. № 9 – 10. С. 100 – 105.
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.
© 1998 – 2023 НТФ «Энергопрогресс»
Адрес редакции:
129090, г. Москва, ул. Щепкина, д. 8
Телефон: +7 495 234-74-21
E-mail: energetick@mail.ru, energetik@energy-journals.ru
Наши партнеры
Выставки:
.jpg)