מחקר על ציפוי בידוד ושיטת הבדיקה החשמלית שלו

1. מחקר על ציפוי בידוד

1) המבודד מכוסה באופן טבעי בקרח

על מנת לשפר את טכנולוגיית ההקרדה המבודדת, יש צורך לחקור את הגורמים למצב הנוכחי של הקרח המבודד, ולגבש פתרונות שונים בהתאם לתנאים שונים של הדובדבן, על מנת לפתור באופן יסודי מצב זה. הקרח הטבעי של מבודדים מבוסס על הקמת תחנות במקומות עם הקרח רציני באזורים קרים כבסיס הפעולה של הניסוי, ומעגל הניסויים בשטח מכוסה קרח משמש לניסויים רלוונטיים. מנקודת המבט של שיטת הדובדבן הטבעית, מצב זה תואם את המציאות. בהשפעת גורמים סביבתיים מחוץ לאזור הבדיקה, כגון תנאי אקלים קשים, סביבת טמפרטורות נמוכות במיוחד וקרקע מורכבת יחסית, הבנייה תושפע מאוד, מה שמקשה על ביצוע בדיקת שיטת ההקרדה הטבעית ובסופו של דבר מביא להרחבת זמן המבחן. בהשפעת גורמים אלו, קל להביא סיכונים בלתי צפויים לניסוי, וכתוצאה מכך לפיזור וחוסר ודאות מסוימים בבדיקה. לכן, היישום של שיטת בדיקת הדובדבן הטבעית הזו הוא קטן יחסית ואינו מתאים לרוב הניסויים. אבל שיטת הדובדבן הטבעי מועילה לחקר תהליך הדובדבן ולהתבונן במאפיינים הטבועים שלו ובכללים המשתנים. כדי ללמוד את הביצועים המיוחדים של מבודדים, שיטות אחרות משמשות בדרך כלל לניסויים, כמו ציפוי מלאכותי, כדי לקדם את הפיתוח והחדשנות של הטכנולוגיה.

(2) ציפוי מלאכותי של המבודד

הקפדה מלאכותית של מבודדים צריכה להתבצע במעבדת מזג האוויר. הפעולה הניסיונית מתבצעת בהתאם לטמפרטורת האקלים המדומה במעבדה. שיטה זו היא דרך נפוצה לחקור את מצב הקרח של מבודדים. שיטה זו יכולה להשיג יותר נתונים ניסיוניים בפרק זמן מסוים ויש לה את המאפיינים של ביצועי חזרות גבוהים ושליטה קלה. ישנם שני סוגים של ניסויים בציפוי מלאכותי, ציפוי מלאכותי עם חשמל וציפוי מלאכותי ללא זרם עובר. בתהליך העברת הכוח, יש הרבה זרם העובר דרך תופעת הקרח המבודד. לכוח בחוט יש השפעה מסוימת על מהירות הדובדבן, הצפיפות, גודל הקרח והאיכות הכוללת של תופעת הקרח המבודד. במהלך פעולת הניסוי, יש להעדיף דגימות עם זרם שעובר דרכן, אך חוסר היציבות ואי הוודאות של הכוח החשמלי עלולים להוות איום על גוף האדם במהלך הניסוי. לכן, באופן כללי, נבחר זרם נמוך לניסוי ציפוי מלאכותי, אשר יוגדל באופן רציף בהתאם להתקדמות הניסוי. שיטה זו פחות מסוכנת. למרות שזהו רק ניסוי מיניאטורי של ציפוי מלאכותי, הוא יכול לשלוט טוב יותר על דליפת החשמל במהלך הניסוי.

הדרך המלאכותית משמשת כדי לדמות את האקלים הטבעי. בשלב הנוכחי, דרך ניסיונית זו אינה מגיעה לאחדות הרעיונות. לאחר סיכום ניסויים רבים, מוצעות ההצעות הבאות: בניסוי של קרח מלאכותי, האקלים המדומה, מהירות הרוח, הערפל ושאר גורמים משפיעים הותאמו למצב יציב, ונפח הריסוס נקבע כ- (6{{6} }±2) L/ (h·m2). מהירות הרוח של < 100 מטר מים הייתה < 3m/s במהלך הניסוי, וחוסר היציבות של הניסוי הייתה < 10 אחוזים. נפח המים הגדול יותר עלול להגביר את מהירות הרוח. הפוך את הטמפרטורה של המים המקוררים למגע עם פני השטח של גוף הניסוי < 0 מעלות, כאשר זווית הסטייה של הרוח צריכה להיות 45 מעלות.

2. מחקר על ציפוי מבודד ושיטות בדיקה חשמליות

(ט) הכנות רלוונטיות לפני הניסוי

לפני ביצוע ניסויים הקשורים להקרח מלאכותי של מבודדים וייצור חשמל, יש לבצע הכנה קפדנית. הכנה קפדנית יכולה להפחית את הבעיות בתהליך הניסויים במידה מסוימת ולשפר את הדיוק של תוצאות הניסוי. במהלך תקופת ההקפאה, המבודד המדומה הראה מאפיינים כגון סובלנות כוח והבזק במהלך תקופת ההקפאה. לפני הניסוי, לא בוצעו שינויים בטמפרטורה שלו, בגשם הקפוא ובתנאים אחרים. הניסוי בתקופת ההיתוך מדמה את התכונות החשמליות של תהליך ההיתוך של קרח פני השטח של המבודד. תקלות הבזק מתרחשות לעתים קרובות בתהליך זה, ותכונותיו החשמליות מהוות בסיס חשוב לתכנון הניסוי. לפני הניסוי, המבודדים המכוסים בקרח הוקפאו יבשה למשך 15 דקות. המבודדים נשמרו באותה טמפרטורה של יריעת הקרח החיצונית, והמים על יריעת הקרח החיצונית התמצקו לחלוטין. אין צורך לשקול את מהירות עליית הטמפרטורה לפני שטמפרטורת התמצקות המים תעלה ל--2 מעלות. לאחר התייצבות הטמפרטורה, יש לשלוט בה על 2 ~ 3 מעלות / שעה. כאן צריך להיזהר לא לתת לטמפרטורה לעלות מהר מדי כדי למנוע את תופעת נפילת הקרח מעל פני השטח.

(2) ציפוי קרח על מבודדים ושיטות בדיקה חשמליות

לתכונות החשמליות של מבודד יש מאפיינים של סובלנות והבזק בשלב ציפוי הקרח והמסת הקרח, אך אין תקנה ברורה לגביו בשלב זה. שיטת המבודד המלוכלך נבחרה לניסוי על סמך הניסיון של בדיקות מרובות. ישנן מספר שיטות בדיקה בתהליך הניסוי. ראשית, מתח העמידות המרבי U2 הוא המתח המרבי של המבודד במצב מכוסה קרח. תוכן הבדיקה של המבודד המכוסה קרח תחת מתח זה הוא כדלקמן: כאשר מתח העמידות U1=0.95U2, תוצאות הבדיקה הראשונה, השנייה והשלישית עומדות כולן; כאשר מתח הסובלנות הוא U2, תוצאת הבדיקה הראשונה היא סובלנות, תוצאת הבדיקה השנייה היא הבזק, תוצאת הבדיקה השלישית היא סובלנות, ותוצאת הבדיקה הרביעית היא סובלנות. כאשר המתח העמיד U3=1.05U2, תוצאת הבדיקה הראשונה היא הבזק, ותוצאת הבדיקה השנייה היא הבזק. ניתן לראות מבדיקה זו כי המתח U2 של המבודד נסבל בשלוש מתוך ארבע הבדיקות כאשר המבודד מכוסה בקרח. כאשר המתח U3 גבוה מ-U2 אחוז 5, מספר פעמים ההבזק בניסוי הוא 2, כך שניתן לשפוט שמתח U2 הוא הנסבל ביותר בבדיקה. השני הוא הניסוי עם מתח U50, שדרגת הסובלנות שלו היא 50 אחוז. בתנאי שגורמים אחרים של הדובדבן לא ישתנו, מבוצעים 10 ניסויים יעילים, U1 מוגדר כמתח המופעל, n1 מוגדר כמספר הניסויים לבדיקת U1, וכאשר הערך של N שווה ל-10, זה המספר הסטטיסטי של ניסויים יעילים. אז U50 שווה ל-1 מעל N sigma n1 u1. כאשר הטמפרטורה הפנימית נמוכה מ-15 מעלות, דגימת הבידוד שנבדקה במשך 15 דקות מכוסה בהדרגה בקרח, והריסוס מפסיק לאחר 5 שניות ב-25 שניות. שלישית, שיטת ההבזק הממוצע משמשת להפעלת מתח. בשיטה זו, מתח מופעל על דגימות מבודדות עד שמתרחש הבזק במהלך שלבי כיסוי הקרח והמסת הקרח, והעברת הכוח נעצרת. לאחר זמן מה, המתח מוגבר שוב עד שמתרחש הבזק, והמתח הממוצע מתקבל מספר פעמים. U=(1/n) ∑ (Uf1 פלוס Uf2 פלוס ... פלוס Ufn1).

(3) השוואה בין מספר בדיקות חשמליות לציפוי מבודד

בניסוי עמידות בלחץ, תדירות ההבזקים נמוכה יותר, ולכן לא קל לגרום לכוויות מבודדות ולנזקים אחרים. התוצאה הסופית של הניסוי בדרך זו מדויקת יחסית, אך זמן הניסוי של שיטה זו ארוך יותר והיא אינה יכולה לבדוק את מתח ההבזק של המבודד בשלב כיסוי הקרח והמסת הקרח. שיטת בדיקת הבזק הממוצעת פשוטה יחסית ויכולה לקבל את תוצאת הבדיקה במהירות. עם זאת, זמני הבדיקה של שיטה זו הם בדרך כלל פעמים 4-6, ושיעור השגיאות של תוצאות הניסוי גבוה. ניתן להשתמש בשיטת העקומה בצורת U להתמודדות עם תוצאות הניסוי על פי חוק ההבזק בשלב ההיתוך של המבודד, אך ניתן להשתמש בשיטת בדיקה זו רק בשלב ההיתוך של המבודד. בדיקות הבזק ממוצע ועקומת U מחייבות בדיקת תופעות הבזק מרובות, שיטה ראשונה > 4 פעמים, שיטה שנייה > 4 פעמים.

3. מסקנה

במילה אחת, ישנן שיטות בדיקה רבות לציפוי מבודד והחשמל שלו, אך אין תקן רלוונטי ברור בשלב הנוכחי. לאחר בדיקות רבות, נמצא כי השיטה המשתלמת ביותר היא שיטת העקומה בצורת U, שיכולה לפשט את תהליך הניסוי ולהציג את תוצאות הניסוי בצורה ברורה יותר. למבודדים יש זיהום מסוים במהלך התקופה המכוסה בקרח, הקשור להופעת הבזק. לכן, ספק כוח צריך להיבחר באופן אחיד.