Fenomena Arus Kebocoran dan Debit Permukaan: Efek pada Pelacakan dan Sifat Morfologi LLDPE-Senyawa Karet Alam MAM Piah '* A. Darus ' dan A. Hassan ' Institut Tegangan Tinggi dan Arus Tinggi, Fakultas Teknik Elektro Universiti Teknologi Malaysia, 813 IO, Skudai, Johor, Malaysia ' Departemen Polimer Teknik, Fakultas Teknik Kimia dan Sumber Daya Alam Universiti Teknologi Malaysia, 813 IO, Skudai, lohor, Malaysia * Email : [email protected] PIS di seluruh dunia, menunjukkan bahwa Abstrak: Isolator polimer banyak hampir 80% dari utilitas listrik akan secara digunakan untuk high tegangan aplikasi aktif meningkatkan penggunaan PIS di isolasi luar ruangan karena mereka masa mendatang. keunggulan substansial dibandingkan sekarang; karet silikon, karet etilen dengan porselen dan isolator kaca. Meski propilen sebagai serta epoxy banyak bahan polimer telah terbukti bagus, digunakan dalam pembuatan polimer penelitian tentang pengembangan bahan isolator tegangan tinggi. Terlepas dari baru berbahan dasar polimer masih kenyataan itu bahan-bahan ini telah berlangsung karena manfaat atau terbukti untuk menjadi layak, penelitian penggunaan bahan polimer belum pada pengembangan dari berbasis polimer dimanfaatkan secara baru bahan yaitu masih dilakukan karena maksimal. Dalam karya ini, dirumuskan manfaat penggunaan bahan baru tersusun dari bahan elastomer polimer belum dimanfaatkan secara termoplastik linear low-density maksimal potensi. Dengan penggunaan polyethylene (LLDPE) dan alami yang tepat, bahan-bahan ini dapat karet (NR) diisi dengan berbagai beban ditawarkan keuntungan seperti produk alumina pengisi trihydrate (ATH) lebih kompak, berkurang pemeliharaan disajikan. Pelacakan permukaan dan uji dan biaya operasi total yang lebih rendah. erosi dilakukan untuk menyelidiki Karena sebagian besar PIS digunakan karakteristik arus bocor pada permukaan dalam aplikasi luar ruangan, fenomena material di bawah pengaruh kondisi debit permukaan dikenal untuk selalu tercemar basah. SEBUAH Sistem terjadi pada permukaan isolator terutama pemantauan arus bocor berbasis komputer di bawah adanya kondisi basah dan ini dikembangkan untuk memantau bentuk terkontaminasi. Ini fenomena, yang gelombang arus bocor pola serta spektrum biasanya dikenal sebagai dry-band debit frekuensinya. Pemindaian mikroskop terjadi karena aliran arus bocor (LC). Saat elektron digunakan untuk menyelidiki sifat isolator dibasahi, permukaan resistif Arus morfologi bahan sebelum dan setelah tes LC yang umumnya banyak lipat lebih pelacakan. tinggi dari arus kapasitif dalam kasus PENGANTAR kering isolator. LC ini menghasilkan Isolator polimer komposit tegangan tinggi pemanasan yang tidak seragam lapisan (PIS) adalah banyak kontaminasi yang akhirnya menyebabkan digunakan untuk mengganti porselen dan pita kering dibentuk di bagian sempit kaca isolator saat ini. Pertumbuhan yang tempat kerapatan LC tertinggi. Seluruh luar biasa aplikasi dari PIS adalah tegangan di isolator muncul di tangan karena untuk keuntungan mereka seperti kering dan kaleng resistivitas tinggi energi permukaan rendah, kekuatan mengakibatkan kerusakan udara di atas mekanik lebih tinggi ke rasio berat, tangan kering dan menciptakan jalur ketahanan terhadap vandalisme dan lebih berkarbonisasi. Kegagalan isolasi akhirnya baik kinerja saat basah terkontaminasi terjadi ketika trek berkarbonisasi kondisi [1,2]. Survei tentang penggunaan menjembatani jarak antara yang elektroda. Selama proses pelepasan permukaan, LC akan mengalami tahapan yang berbeda yang menghasilkan deformasi gelombang arus dan memvariasikan isi harmonik 151. Kegiatan pelepasan ini pada akhirnya akan mengarah ke kerusakan sifat mekanik dan listrik bahan karena reaksi kimia. Modusnya degradasi adalah pembentukan dari track karbon, retak serta penurunan berat material progresif. Makalah ini menyelidiki pelepasan permukaan listrik fenomena pada pelacakan dan morfologis sifat termoplastik yang baru diformulasikan bahan elastomer (TPE). Dalam rangka untuk mempelajari permukaan karakteristik pelepasan, uji pelacakan permukaan IEC 587 dilakukan. Analisis on-line LC bentuk gelombang dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak LabVIEW paket. PENYIAPAN DAN PROSEDUR EKSPERIMENTAL Persiapan Sampel TPE yang baru diformulasikan yang digunakan adalah campuran linier polietilen densitas rendah (LLDPE) dan karet alam (NR) dengan pembebanan alumina trihydrate yang berbeda (ATH) pengisi. Pengisi ATH digunakan dengan alasnya polimer untuk meningkatkan sifat pelacakan permukaan [6]. Tabel 1 menunjukkan formulasi senyawa yang digunakan selama pekerjaan ini. Komposisi senyawa dengan rasio 3: 2 dan 1: 4 (NR: LLDPE) dipilih karena sifat keseluruhan yang bagus dan juga bagus campuran miscibility (71. 347 Halaman 2 Tabel 1: Marcrial com sitions Sampel Rasio Polimer NR : LLDPE @ph dari NRnLDPE 3: 2 100 8 4 3: 2 IS0 n, The NR dan LLDPE dengan ATH yang dicampur dalam Brabender Plasti-Corder pada 160 ° C selama 13 menit di a kecepatan rotor 40 rpm. Kemudian sampel dari campuran yang kompresi dibentuk menjadi dimensi 120x50 ~ 6 mm dalam pers hidrolik yang dipanaskan secara elektrik pada 160 ° C. Itu total waktu pencetakan adalah 15 menit pada tekanan 100- 120 kglcm2. Persiapan Uji Pelacakan Permukaan Pengujian dilakukan berdasarkan pelacakan bidang miring (IPT) metode uji IEC 587 [8], dan skematisnya diagram ditunjukkan pada Gambar 1. Gambar I: Sei-up eksperimental Sampel yang dipasang dengan datar tes permukaan pada bagian bawah, pada sudut 45 ' dari horizontal dengan elektroda baja tahan karat dengan jarak 50 mm. Sampelnya adalah dibasahi dan terkontaminasi dengan mengalir terus menerus dengan 0. I% massa elektrolit amonium klorida. Trafo tegangan tinggi dengan rating 1.0 kVA, 0-10 kV digunakan untuk menerapkan 2,5 kV di seluruh sampel. Itu aliran-tingkat elektrolit 0,15 mllmin sesuai standar yaitu digunakan selama percobaan. Untuk mendapatkan yang tepat mengalir dari elektrolit, delapan lapis kertas saring dijepit di antara elektroda atas dan sampel. Pada dasarnya tes ini berhasil dilakukan ketika kilau efektif diamati, yang berarti adanya busur kuning ke putih kecil tepat di atas gigi elektroda arde. Busur ini muncul dalam a beberapa menit menerapkan tegangan. dikembangkan untuk memantau tes serta menyediakan informasi tentang kinerja material. SEBUAH Program LahVIEW ditulis untuk berkomunikasi dengan sebuah konverter analog-ke digital (ADC) untuk memilah LC sinyal. Selain itu, Fast Fourier Transform (FFT) analisis dilakukan secara on-line dan dinormalisasi komponen harmonik dipilah. Selanjutnya percobaan diperluas dengan melakukan tes peningkatan medan listrik di seluruh sampel dengan laju aliran elektrolit tetap. Tes ini dilakukan untuk mempelajari sifat hidrofobisitas relatif antara bahan. Studi Morfologi Bentuk mikro dari permukaan polimer adalah diselidiki dengan menggunakan mikroskop elektron scanning (SEM) dari model JEOL JSM5610. A 20 mA sputtering arus dengan waktu pelapisan 70 detik digunakan selama proses pelapisan. Pistol elektron SEM diberi energi pada IO kV dan 200 kali pembesaran digunakan untuk menangkap mikrograf permukaan polimer. HASIL DAN PEMBAHASAN Tes IPT adalah dilakukan terus menerus selama lima jam dalam kondisi basah terkontaminasi dengan aplikasi tetap tegangan dan laju aliran elektrolit. Selama pengujian, file berbagai tahapan dari perilaku LC diidentifikasi berdasarkan pada pola bentuk gelombang, seperti yang diilustrasikan pada Gambar 2. Untuk isolator yang menjaga hidrofobisitas yang baik properti, bentuk gelombang LC adalah sinusoidal dengan sangat nilai kecil (beberapa PA) diamati. Setelah isolator benar-benar dibasahi atau film konduksi menjembatani elektroda, LC tampak sinusoidal dan resistif dalam karakter seperti yang ditunjukkan pada Gambar Z (a). Nilai LC tiba-tiba meningkat karena turun drastis resistivitas permukaan. The kasus di mana aktivitas kering-band yang lemah dimulai atau yang kondisi dimana sebagian hilang dari hidrofobik properti terjadi, pola LC menjadi resistif dan non-linier seperti yang digambarkan pada Gambar 2 (b). Paku kecil diamati di puncak bentuk gelombang karena korona efek. Pada tahap ini, LC dijatuhkan ke nilai yang lebih rendah karena resistensi tinggi dari kering- pita. Bentuk gelombang LC pada Gambar Z (c) didasarkan pada kondisi ketika beberapa pelepasan pendek diamati di a Waktu tertentu. Pelepasan ini bergerak cepat dari satu lokasi ke lokasi lain tanpa menyebabkan apapun degradasi pada satu permukaan isolator. Sedangkan di Kehadiran intermiten, kuat juga sebagai kontinyu busur lokal, bentuk gelombang LC yang direkam diilustrasikan di Gambar Xd). Pelepasan listrik stav berakar di a . . tempat tertentu lebih lama dan degradasi-termal adalah dimulai pada bahan permukaan, The studi karakteristik debit permukaan yang dilakukan keluar dengan pengukuran LC permukaan yang mengalir di permukaan material. Sistem pemantauan LC on-line adalah - 348 Halaman 3 Spektrum frekuensi pada Gambar 2 menunjukkan komponen harmonik dari bentuk gelombang LC. Itu bentuk gelombang simetris mengandung harmonik ganjil komponen sedangkan bentuk gelombang tidak simetris memiliki semua komponen harmonik. Distorsi harmonik total (THD) dari bentuk gelombang dapat memberikan manfaat informasi tentang menjelaskan keadaan pelepasan permukaan fenomena [IO]. Secara umum nilai THD semakin tinggi menunjukkan bahwa kemungkinan proses degradasi permukaan akan memulai dimungkinkan jika durasi pelepasan ditemukan untuk dia lebih dari satu detik [9]. LC wavefons (mA) I Spektrum frekuensi (Sebuah) THD = 1,67% '-El . . . . . . . . . . . . .Y ~. ~ , ~ : ~ , ~ ~~~. . . . . . . . . saya . : j, ; ; ; . saya . . ._ .............. , ... ............. (b) THD = 8,04% .- . .__...._".."SAYA (c) THD = 109,48% ... ... ... .................. Gambar 2: Bentuk gelombang LC tipikal dan frekuensi spektral Gambar 3 menunjukkan efek pengisi ATH di permukaan pelacakan dan sifat erosi senyawa. Properti ini sangat terkait dengan level LC. Itu senyawa 60% NR dan 40% LLDPE dengan 50 pph Pemuatan ATH menunjukkan yang terbaik dalam pelacakan permukaan properti di grupnya karena nilai LC terendah. Namun pada beban ATH yang lebih tinggi, LC cenderung meningkatkan. Hal ini dapat dijelaskan bahwa pada tingkat yang lebih tinggi dari ATH, pengisi sulit untuk tersebar secara seragam matriks polimer dan dengan demikian menghasilkan permukaan yang lebih kasar selama pemrosesan senyawa. Tren yang sama juga terjadi diamati pada senyawa 20% NR dan 80% LLDPE dengan penggabungan lebih lanjut ATH. Namun, untuk gabungan perbandingan 1: 4 (NR: LLDPE), diamati bahwa senyawa tanpa pengisi ATH (sampel DI) menawarkan properti pelacakan permukaan terbaik. Mungkin kandungan LLDPE yang lebih tinggi di dalam kompleks dapat memberikan pelacakan listrik yang tinggi dan penghambat api. Diyakini bahwa LLDPE yang digunakan dalam bahan ini mungkin mengandung aditif yang sesuai untuk penghambat api selama manufaktur. Ditunjukkan bahwa pengisi ATH tidak diperlukan untuk komposisi senyawa tertentu untuk meningkatkan sifat pelacakan permukaan. Oleh karena itu, formulasi senyawa lebih penting daripada jenis polimer generik untuk bahan isolasi luar ruangan. 5.5 4 Saya 2 0 1, ,, saya , 81 m E3 1 m oe m Ln Sampel Gambar 3 Besaran LC pada senyawa komposisi yang berbeda Studi morfologi pada mikro permukaan dari senyawa dilakukan dengan menggunakan scanning mikroskop elektron (SEM) sebelum dan sesudah pelacakan uji. Gambar 4 menunjukkan mikrograf SEM yang terbaik senyawa (sampel DI) dan senyawa dengan nilai tertinggi Tingkat ATH (sampel B4). Gambar 4: miemgraph SEM dari permukaan material Pemeriksaan dari mikrograf senyawa tanpa atau dengan sedikit isi dari ATH (kurang 50pph) mengungkapkan bahwa senyawanya dapat larut. Itu diamati bahwa komponen dasar dalam senyawa tersebut tersebar secara homogen dan hanya aglomerasi kecil pengisi terjadi. Ini menunjukkan bahwa interaksi antara pengisi dan matriks polimer kuat. Namun untuk konten pengisi ATH yang lebih tinggi, file permukaan material menjadi lebih kasar karena kesulitannya - 349 – menyebarkannya secara seragam dalam senyawa seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4 (a) di mana partikel dari ATH anakan muncul di permukaan. Ketika senyawa mengalami tegangan tinggi stres dalam kondisi basah terkontaminasi, diamati bahwa struktur permukaan rusak total karena busur pita kering. Struktur permukaannya berpori dan beberapa retakan muncul seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4 (b) dan 4 (d). Tingkat permukaan merusak tergantung pada tingkat dari LC serta sebagai karakteristik debit permukaan. Sampel DI (Gambar 4 (d)) menunjukkan paling sedikit rusak dibandingkan dengan sisa senyawa yang dikaitkan dengan LC terendah yang tercatat dari percobaan Hal ini juga diamati bahwa senyawa dengan konsentrasi ATH yang lebih sedikit lebih sedikit kerusakannya dibandingkan ke kompleks dengan tingkat ATH yang lebih tinggi (100-150 PPh). Nilai LC serta ketahanan terhadap pelacakan adalah sangat terkait dengan sifat hidrofobisitas. Berbagai metode dimungkinkan untuk menentukan hidrofobisitas isolator [l I]. Sudut kontak pengukuran adalah metode yang paling terkenal karena itu memberikan sudut langsung dari bentuk tetesan air di permukaan isolator. Tapi dalam pekerjaan ini, pekerjaan lain percobaan dilakukan dengan meningkatkan medan listrik melintasi sampel pada laju aliran elektrolit tetap. Tes ini dilakukan untuk menentukan hidrofobisitas relatif properti di antara bahan. Variasi impedansi total permukaan berbeda medan listrik menunjukkan status relatif sifat hidrofobisitas. Gambar 5 menunjukkan totalnya impedansi permukaan sampel D. Impedansi ini adalah dihitung dari LC dan tegangan melintasi Sampel. Medan listrik (kVlcm) -tSaqlc D1 t S amp (s 02. <SaWe 03 -Sawla 04 Gambar 5 Impedansi permukaan pada m edan listrik yang diterapkan berbeda Dari Gambar 5 terlihat bahwa sampel DI memiliki yang terbaik sifat hidrofobisitas diikuti dengan sampel D2, D3 dan D4. Hidrofobisitas permukaan yang baik memberi bukti pada impedansi permukaan yang lebih tinggi karena para LC rendah yang mengalir pada permukaan isolator. The sama Konsep digunakan dari karya lain saat shldying hidrofobik permukaan pada karet sampel [ 121. KESIMPULAN silikon HTV Pelacakan dan sifat morfologi LLDPEsenyawa karet alam yang diselidiki oleh menganalisis pola gelombang arus bocor. Eksperimental Hasil penelitian menunjukkan komposisi yang berbeda serta Kondisi permukaan material jelas mempengaruhi karakteristik arus bocor permukaan dan pelepasan. Korelasi tingkat kebocoran arus dengan sifat hidrofobisitas permukaan juga dibahas. Dibandingkan dengan polimer lainnya bahan dari pekerjaan sebelumnya, diamati bahwa penggunaan LLDPE yang dicampur dengan karet alam dapat diandalkan sebagai bahan isolasi alternatif tegangan tinggi di masa depan.
