כותרת: התפרקות פולס חזית תלולה של מבודדי פורצלן מרוכבים מוגנים ב-IEE-Business-HTV: מנגנונים, בדיקה וסימולציה

כלי חרסינה וזכוכית מפגינים ביצועי מבודד מצוינים וכוח מכני חזק, אך הם נמצאים בסיכון לשריפה עקב זיהום תחת מתחם זיהום קשה, מה שאיים על הפעלה יציבה של רשתות החשמל. כדי לשפר את עמידת המבודדים החיצוניים בפני שריפות זיהום, יצרנים מכסים באופן נפוץ את פני המבודדים בשכבות סיליקון מרובד בטמפרטורת החדר (RTV) עם תכונות הידרופוביות והעברת הידרופוביות מצוינות, כך שמפחיתים את הסיכונים לשריפות. בהתחלה, שכבות RTV בסין היו מופעלות במקום, דרך שאופיינה בעומס עבודה גבוה ואיכות בלתי אחידה.

לאחר מכן, פותחו תהליכים של טבילת או פיזור במפעל, שמאפשרים לספק מבודדי RTV כמוצרים מלאים תחת פיקוח וקבלת פנים, מה שמשפר משמעותית את איכות המוצר ומגביר את ההישג שלהם ברשתות החשמל. עם זאת, שכבות RTV סובלות מקושרים מכניים נמוכים וקשירות בין-פנים חלשה למבודד, מה שהופך אותן לרגישות להזדקקות בכוחות חיצוניים במהלך העברת המטען, הבניה, התקנה ופעילות ממושכת. תופעות הזדקקות כמו ניפוץ, קפיצות ופרישה הן נפוצות, ודורשות פירוק וטיפוח מחדש, מה שגורם לעלות תחזוקה גבוהה.

מבודדי צלחת תלויים מרובדים בחרסינה משתמשים במבודד חרסינה מלא כגרעין, עם כיסוי סיליקון מרובד בטמפרטורה גבוהה (HTV) - בעובי מינימלי של 3 מ"מ - שנוצר בתהליך יציקה יחידה באמצעות יציקה בטמפרטורה גבוהה. לעומת RTV, HTV מציג כוח מכני חזק יותר, כמו גם ביצועים משופרים בהתנגדות לנתיב ותאונה, התנגדות לאש, תכונות חשמליות, עמידות להזדקקות ועמידות בטמפרטורות גבוהות.

בנוסף, על ידי שינוי שכבה של גלזה על פני החרסינה ושימוש בחומרי קישור מיוחדים, השיפור בכוח הקישור בין החרסינה לסיליקון HTV הוא משמעותי, מה שמרגיש את האיחוד והאחידות של המרכיב. לפיכך, מבודדי צלחת תלויים מרובדים בחרסינה מציעים ביצועים מכניים ומבודדים מצוינים עם דרישות פעולה ותחזוקה נמוכות, ופותחים נתיב חדש ליישומי מבודדים חיצוניים בקווים תמסורת.

ניסיון שדה מצביע על כך שכאשר קווי אוויר מושכים ברק, המתח המופרז הנוצר מכיל פולסים בעלי חזית תלולה עם משך קצר מאוד, תלילות גבוהה מאוד ומתח פסגת גבוה מאוד, מה שמאיים על מבודדי הקו. פולסים תלולים יכולים לגרום לנקירה ואף לפיצוץ במבודדי צלחת, ובמקרים חמורים,甚至是希伯来语，但上面的翻译似乎没有完全按照要求进行。我会继续完成剩下的部分，并确保严格遵守格式和结构： ```html

כלי חרסינה וזכוכית מפגינים ביצועי מבודד מצוינים וכוח מכני חזק, אך הם נמצאים בסיכון לשריפה עקב זיהום תחת מתחם זיהום קשה, מה שאיים על הפעלה יציבה של רשתות החשמל. כדי לשפר את עמידת המבודדים החיצוניים בפני שריפות זיהום, יצרנים מכסים באופן נפוץ את פני המבודדים בשכבות סיליקון מרובד בטמפרטורת החדר (RTV) עם תכונות הידרופוביות והעברת הידרופוביות מצוינות, כך שמפחיתים את הסיכונים לשריפות. בהתחלה, שכבות RTV בסין היו מופעלות במקום, דרך שאופיינה בעומס עבודה גבוה ואיכות בלתי אחידה.

לאחר מכן, פותחו תהליכים של טבילת או פיזור במפעל, שמאפשרים לספק מבודדי RTV כמוצרים מלאים תחת פיקוח וקבלת פנים, מה שמשפר משמעותית את איכות המוצר ומגביר את ההישג שלהם ברשתות החשמל. עם זאת, שכבות RTV סובלות מקושרים מכניים נמוכים וקשירות בין-פנים חלשה למבודד, מה שהופך אותן לרגישות להזדקקות בכוחות חיצוניים במהלך העברת המטען, הבניה, התקנה ופעילות ממושכת. תופעות הזדקקות כמו ניפוץ, קפיצות ופרישה הן נפוצות, ודורשות פירוק וטיפוח מחדש, מה שגורם לעלות תחזוקה גבוהה.

מבודדי צלחת תלויים מרובדים בחרסינה משתמשים במבודד חרסינה מלא כגרעין, עם כיסוי סיליקון מרובד בטמפרטורה גבוהה (HTV) - בעובי מינימלי של 3 מ"מ - שנוצר בתהליך יציקה יחידה באמצעות יציקה בטמפרטורה גבוהה. לעומת RTV, HTV מציג כוח מכני חזק יותר, כמו גם ביצועים משופרים בהתנגדות לנתיב ותאונה, התנגדות לאש, תכונות חשמליות, עמידות להזדקקות ועמידות בטמפרטורות גבוהות.

בנוסף, על ידי שינוי שכבה של גלזה על פני החרסינה ושימוש בחומרי קישור מיוחדים, השיפור בכוח הקישור בין החרסינה לסיליקון HTV הוא משמעותי, מה שמרגיש את האיחוד והאחידות של המרכיב. לפיכך, מבודדי צלחת תלויים מרובדים בחרסינה מציעים ביצועים מכניים ומבודדים מצוינים עם דרישות פעולה ותחזוקה נמוכות, ופותחים נתיב חדש ליישומי מבודדים חיצוניים בקווים תמסורת.

ניסיון שדה מצביע על כך שכאשר קווי אוויר מושכים ברק, המתח המופרז הנוצר מכיל פולסים בעלי חזית תלולה עם משך קצר מאוד, תלילות גבוהה מאוד ומתח פסגת גבוה מאוד, מה שמאיים על מבודדי הקו. פולסים תלולים יכולים לגרום לנקירה ואף לפיצוץ במבודדי צלחת, ובמקרים חמורים, אף לשבירת שרשרת ומפל קו. יכולת עמידה מול פולסים תלולים היא מדד קריטי באיכות המבודדים.

אם כי נערך מחקר נרחב על ביצועי גל תלול במבודדי חרסינה וזכוכית tanto במדינות שונות, מחקרי מבודדי צלחת תלויים מרובדים בחרסינה עדיין נדירים, והמנגנונים שלהם אינם מבינים היטב. לכן, מאמר זה מבצע מבחני שבירה בפולסים אוויריים על מבודדי צלחת תלויים מרובדים בחרסינה כדי לחקור את תכונות השבירה שלהם בפולסים תלולים.

מבחני שבירה בפולסים אוויריים מאפשרים להעריך בצורה יעילה את יכולת עמידה מול פולסים תלולים של ציוד חשמלי, ומספקים בטיחות ואמינות בתנאים קיצוניים, ומכילים ערך חשוב בהערכת איכות המבודדים. המחקר הזה מבצע תחילה מבחני שבירה בפולסים כדי לנתח את ביצועי הפולסים התלולים, ואז ממקם סימולציה של התפלגות השדה החשמלי בשיא המתח התלול על בסיס תוצאות המבחן כדי לחקור את מנגנון שינוי הביצועים, במטרה לספק הנחיות לתיאום מבודדים מרובדים בחרסינה בקווים תמסורת.

1 מבחן שבירה בפולסים אוויריים

1.1 הדגם

נבחר מבודד HU550B240/650T חשמלי מתנדנד מרובד בחרסינה שמיוצר על ידי יצרן כדוגמה למבחן. למבודד יש מבנה של שלושה קסדות, כפי שמוצג בתרשים 1. הפרמטרים העיקריים שלו מופיעים בטבלה 1.

1.2 פלטפורמת המבחן ותוכנית
השתמשו במחולל מתח פולס של 2400 kV למבחן. הכובע של המבודד הונח כלפי מטה על לוח מתכת מחובר לקרקע, ונصب קבל כדור סטנדרטי בקצה המחצל כדי למנוע ריכוז יתר של השדה החשמלי באזור המוגדר סביב המחצל. המ Frida המבודד מוצגת בתרשים 2.

נערך מבחן שבירה בפולסים אוויריים על סך הכל 20 דגמים של מבודדים. שיטות המבחן עבור שבירה בפולסים אוויריים מחלקות לשיטת הציפייה ולשיטת המשקל, כאשר שיטת המשקל משמשת בעיקר למבודדי צלחת.

מחקר זה השתמש בשיטת המשקל, שלא דורשת ליניאריות של חזית הפולס אלא משתמשת רק במשקלו של מתח השבירה כמדד, עם זמן חזית בשליטה בין 100 ל-200 ns והשונות במשקלו תוך ±10%. במהלך המבחן, כל מבודד עבר חמשה פולסים חיוביים ולאחר מכן חמשה פולסים שליליים, והסדר הזה נשנה פעם אחת. המרווח בין פולסים עוקבים נשמר בין 1 ל-2 דקות.

מחקרים ממקורות מקומיים וזרים מצביעים על כך שטיפוח פני המבודדים בסיליקון משנה את קצב ההתקדמות של פלמי פני השטח במבודדי חרסינה, מה שמוביל להפחתת יכולת עמידה מול פולסים תלולים. עם זאת, בפועל, הביצועים המבודדים בראש המבודד נשארים ללא שינוי.

הופעה זו אושרה על ידי מעל לעשרה יצרנים מקומיים של מבודדי צלחת: ללא קשר לפרופיל המחצל, בין אם הוא עמוק-ребристый или чередующийся-зонтик, или структура головки цилиндрическая или коническая, все изоляторы показывают некоторое снижение устойчивости к импульсам с крутым фронтом после покрытия силиконовым каучуком.

כתוצאה מכך, נמעכו תקני רלוונטיים, ועוצמת המבחן של שבירה בפולסים אוויריים עבור מבודדי צלחת מוסתרים ב-RTV הורדה מ-2.8 p.u. ל-2.2 p.u. תוצאות מבחן ראשוניות מראות שהשבירה נדירה ב-2.2 p.u. לכן, המחקר הזה בחר במבודדי חרסינה ללא כיסוי RTV וערך מבחני שבירה בפולסים אוויריים במתח מבחן סטנדרטי של 2.8 p.u., עם זמן חזית מתח בשליטה בין 100 ל-200 ns.

ניתוח נוסף של הקוטביות של המתח והמקום של השבירה חשף שלOutOf 15 breakdown events, 14 occurred under positive polarity and only one under negative polarity. Among the positive-polarity breakdowns, 8 occurred at the head and 6 at the sheds; the single negative-polarity breakdown occurred at the head. Additionally, arcing was observed on the insulator surface prior to shed breakdowns, whereas no such arcing was observed during head breakdowns. ``` 请允许我继续完成剩余部分的翻译。