Fabrication of Hydrophilic Organosilicon Coatings and Study of Their Resistance to Factors Accompanying Corona Discharge

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Modern power industry widely uses high-voltage overhead lines to transport electricity, which are characterized by problems of corona discharge and leakage currents, especially in rain and snow conditions. One approach to solve these problems is to create protective coatings that can reduce corona in adverse weather conditions. This paper presents a study of a hydrophilic organosilicon coating based on aminopropyltriethoxysilane and PEG-400 for aluminum wires. Studies conducted to assess the resistance of the coating to prolonged contact with water, UV radiation and an ozone-saturated atmosphere have shown that the hydrophilicity of the coating increases under effect of these factors, which improves its anti-corona properties. Thus, durability under operating conditions open prospects for use of the developed coating in the energy sector.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

К. Emelyanenko

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: emelyanenko.kirill@mail.ru
Ресей, Москва

О. Ryabkova

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН

Email: emelyanenko.kirill@mail.ru
Ресей, Москва

N. Denman

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН

Email: emelyanenko.kirill@mail.ru
Ресей, Москва

Әдебиет тізімі

  1. Бакай E.O. Экономико-статистический анализ потерь при передаче электроэнергии по высоковольтным проводам в России // Вестник ЮУрГУ. Серия “Экономика и менеджмент”. 2017. Т. 11. № 4. С. 117–125. https://doi.org/10.14529/em170416
  2. Sollerkvist F.J., Maxwell A., Rouden K., Ohnstad T.M. Evaluation, verification and operational supervision of corona losses in Sweden // IEEE Transactions on Power Delivery. 2007. V. 22. № 2. P.1210–1217. https://doi.org/10.1109/TPWRD.2006.881598
  3. Boinovich L.B., Emel’yanenko A.M., Pashinin A.S. Interactions of silicone rubbers designed for electrical engineering applications with aqueous media // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2009. V. 45. № 1. P. 89–94. https://doi.org/10.1134/ S2070205109010146
  4. Chen L., Bian X., Wang L., Guan Z. Effect of rain drops on corona discharge in alternating current transmission lines with a corona cage // Japanese Journal of Applied Physics. 2012. V. 51. № 9. P. 09MG02. https://doi.org/10.1143/JJAP.51.09MG02
  5. Yin F., Farzaneh M., Jiang X. Electrical characteristics of an energized conductor under various weather conditions // High Voltage. 2017. V. 2. № 2. P. 102–109. https://doi.org/10.1049/hve.2016.0094
  6. Yin F., Farzaneh M., Jiang X. Laboratory investigation of AC corona loss and corona onset voltage on a conductor under icing conditions // IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation. 2016. V. 23, № 3. P. 1862–1871. https://doi.org/ 10.1109/TDEI.2016.005626
  7. Мороз А.С., Ковалева В.Д., Морозов А.Г. Способ снижения потерь электроэнергии в ЛЭП 500 кВ и выше с учетом влияния погодных условий на коронный разряд // Актуальные проблемы энергетики. СНТК-74. 2018. P. 369–370.
  8. Emelyanenko K.A., Emelyanenko A.M., Boinovich L.B. Laser nanoengineered coatings for efficient energy transportation through corona discharge suppression // Optics & Laser Technology. 2024. V. 171. P. 110394. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2023.110394
  9. Emelyanenko K.A., Domantovsky A.G., Platonov P.S., Kochenkov P.S., Emelyanenko A.M., Boinovich L.B. The durability of superhydrophobic and slippery liquid infused porous surface coatings under corona discharge characteristic of the operation of high voltage power transmission lines // Energy Reports. 2022. V. 8. № 9. P. 6837–6844. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2022.05.035
  10. Bousiou E.I., Mikropoulos P.N., Zagkanas V.N. Corona inception field of typical overhead line conductors under variable atmospheric conditions // Electric Power Systems Research. 2020. V. 178. P. 106032. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2019.106032.
  11. Amin M., Akbar M., Amin S. Hydrophobicity of silicone rubber used for outdoor insulation (an overview) // Reviews on Advanced Materials Science. 2007. V. 16. P. 10–26.
  12. Xu P., Hedtke S., Zhang B., Pfeiffer M., Franck C.M., He J. HVAC corona current characteristics and audible noise during rain // IEEE Transactions on Power Delivery. 2020. V. 36, № 1. P. 331–338. http://dx.doi.org/10.1109/TPWRD.2020.2975803
  13. Schultz T., Pfeiffer M., Franck C.M. Optical investigation methods for determining the impact of rain drops on HVDC corona // Journal of Electrostatics. V. 77. P. 13–20. http://dx.doi.org/10.1016/j.elstat.2015.06.007
  14. Zhang X., Plaengpraphan C., Lian C., Li W., Han Q., Rowland S.M., Cotton I., Li Q. Degradation of superhydrophobic aluminium overhead line conductor surfaces // High Voltage. 2024. P. hve2.12455, https://doi.org/10.1049/hve2.12455.
  15. Lian C., Emersic C., Rajab F.H., Cotton I., Zhang X., Lowndes R., Li L. Assessing the superhydrophobic performance of laser micropatterned aluminium overhead line conductor material // IEEE Transactions on Power Delivery. 2021. P. 1–1. https://doi.org/10.1109/TPWRD.2021.3074946.
  16. Lian C., Zhang X., Emersic C., Lowndes R., Cotton I. Long-term durability of stearic acid silicon dioxide nanoparticle superhydrophobic coating on aluminium alloy overhead line conductors // 2019 IEEE Electrical Insulation Conference (EIC) 2019 IEEE Electrical Insulation Conference (EIC). – Calgary, AB, Canada: IEEE. 2019. P. 238–241.
  17. Domantovsky A.G., Emelyanenko K.A., Emelyanenko A.M., Boinovich L.B. The influence of prolonged high concentration ozone exposure on superhydrophobic coatings in static and high-speed flow atmosphere // Materials. 2022. V. 15. № 16. P. 5725. https://doi.org/10.3390/ma15165725
  18. Montes Ruiz-Cabello F.J., Ibañez-Ibañez P., Paz-Gomez G., Cabrerizo-Vilchez M., Rodriguez-Valverde M.A. Fabrication of superhydrophobic metal surfaces for anti-icing applications // Journal of Visualized Experiments. 2018. № 138. P. 57635. https://doi.org/10.3791/57635.
  19. Boinovich L.B., Emelyanenko K.A., Domantovsky A.G., Emelyanenko A.M. Laser tailoring the surface chemistry and morphology for wear, scale and corrosion resistant superhydrophobic coatings // Langmuir. 2018. V. 34. P. 7059−7066. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.8b01317
  20. Domantovsky A.G., Chulkova E.V., Emelyanenko K.A., Maslakov K.I., Emelyanenko A.M., Boinovich L.B. Evolution of superhydrophilic aluminum alloy properties in contact with water during cyclic variation in temperature // Materials. 2022. V. 15. № 7. P. 2447. https://doi.org/10.3390/ma15072447
  21. Emelyanenko A.M., Boinovich L.B. Application of dynamic thresholding of video images for measuring the interfacial tension of liquids and contact angles // Instruments and Experimental Techniques. 2002. V. 25. № 1. P. 44–49. https://doi.org/10.1023/A:1014544124713
  22. Ramanauskaite L., Snitka V. The synthesis of controlled shape nanoplasmonic silver-silica structures by combining sol-gel technique and direct silver reduction // Nanoscale Research Letters. 2015. V. 10. № 1. P. 133. https://doi.org/10.1186/s11671-015-0839-x

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Photographs of the experimental setup for investigating the evolution of the wetting angle

Жүктеу (131KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Evolution of wetting angle (red squares, right axis), surface tension (blue circles, first left axis) and bubble volume (green triangles, second left axis) from the time of continuous surface contact with the submerged bubble under water

Жүктеу (137KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. Changes in the wetting angle of coatings during ozone exposure. Blue squares indicate wetting angles directly after exposure, red circles after additional exposure in air atmosphere for 14 hours

Жүктеу (79KB)
Метадеректер
5. Fig. 4. Changes in the wetting angle of coatings during exposure to UV light at an intensity of 10 W/cm2

Жүктеу (62KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».