Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Применение покрытий на высоковольтных проводах для снижения потерь на корону

К. А. Емельяненко, А. М. Емельяненко, Л. Б. Бойнович

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.

EDN: BJGGZF


Ключевые слова


коронный разряд, супергидрофобность, супергидрофильность, покрытия, ЛЭП

Полный текст:

PDF

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: