1. Izoliatoriaus apledėjimo tyrimai
1) Izoliatorius natūraliai padengtas ledu
Siekiant tobulinti izoliatorių apledėjimo technologiją, būtina ištirti esamos izoliatorių apledėjimo situacijos priežastis, suformuluoti skirtingus sprendimus pagal skirtingas apledėjimo sąlygas, kad ši situacija būtų iš esmės išspręsta. Natūralus izoliatorių apledėjimas yra pagrįstas stočių statyba vietose, kuriose šaltuose regionuose yra didelis apledėjimas, kaip eksperimento pagrindas, o atitinkamiems eksperimentams naudojama ledo padengto ploto eksperimento grandinė. Natūralaus apledėjimo metodo požiūriu ši situacija atitinka tikrovę. Dėl aplinkos veiksnių, esančių už bandymo zonos ribų, tokių kaip atšiaurios klimato sąlygos, ypač žemos temperatūros aplinka ir gana sudėtinga žemė, įtaka bus labai didelė statyba, todėl bus sunku atlikti natūralaus apledėjimo metodo bandymą ir galiausiai bus pratęstas bandymo laikas. Šiems veiksniams veikiant, eksperimentui lengva įnešti nenuspėjamą riziką, dėl kurios bandyme atsiranda tam tikra sklaida ir neapibrėžtumas. Todėl šio natūralaus apledėjimo bandymo metodo taikymas yra palyginti mažas ir daugeliui eksperimentų netinka. Tačiau natūralaus apledėjimo metodas yra naudingas tiriant apledėjimo procesą ir stebint jam būdingas savybes bei besikeičiančias taisykles. Norint ištirti ypatingą izoliatorių veikimą, eksperimentams paprastai naudojami kiti metodai, pavyzdžiui, dirbtinis apledėjimas, siekiant skatinti technologijų plėtrą ir naujoves.
(2) Dirbtinis izoliatoriaus apledėjimas
Dirbtinį izoliatorių apledėjimą reikia atlikti orų laboratorijoje. Eksperimentinė operacija atliekama pagal imituojamą klimato temperatūrą laboratorijoje. Šis metodas yra įprastas būdas tirti izoliatorių apledėjimo būklę. Šiuo metodu galima gauti daugiau eksperimentinių duomenų per tam tikrą laikotarpį ir pasižymi dideliu pasikartojimo našumu bei lengvu valdymu. Yra dviejų rūšių dirbtinio apledėjimo eksperimentai: dirbtinis apledėjimas su elektra ir dirbtinis apledėjimas be srovės. Energijos perdavimo procese per izoliatoriaus apledėjimo reiškinį praeina daug srovės. Laido galia turi tam tikrą įtaką apledėjimo greičiui, tankiui, ledo dydžiui ir bendrai izoliatoriaus apledėjimo reiškinio kokybei. Eksperimento metu pirmenybė turėtų būti teikiama mėginiams, kurių srovė praeina, tačiau elektros energijos nestabilumas ir neapibrėžtumas eksperimento metu gali kelti grėsmę žmogaus organizmui. Todėl dirbtinio apledėjimo eksperimentui paprastai pasirenkama žema srovė, kuri bus nuolat didinama atsižvelgiant į eksperimento eigą. Šis metodas yra mažiau pavojingas. Nors tai tik miniatiūrinis dirbtinio apledėjimo eksperimentas, jis gali geriau kontroliuoti galios nutekėjimą eksperimento metu.
Natūraliam klimatui imituoti naudojamas dirbtinis būdas. Šiuo metu šis eksperimentinis būdas nepasiekia idėjų vienovės. Apibendrinus daugybę eksperimentų, pateikiami šie pasiūlymai: Dirbtinio apledėjimo eksperimente imituojamas klimatas, vėjo greitis, rūkas ir kiti įtakojantys veiksniai buvo sureguliuoti į stabilią būseną, o purškimo tūris nustatytas kaip (6{{6} }±2) L/ (h·m2). < 100 m vandens vėjo greitis eksperimento metu buvo < 3 m/s, o eksperimento nestabilumas buvo < 10 procentų. Didesnis vandens kiekis gali padidinti vėjo greitį. Atvėsusio vandens kontakto su eksperimentinio kūno paviršiumi temperatūrą padarykite < 0 laipsnių, kur vėjo nukrypimo kampas turi būti 45 laipsniai.
2. Izoliatorių apledėjimo ir elektros bandymo metodų tyrimai
(I) Atitinkami preparatai prieš eksperimentą
Prieš atliekant eksperimentus, susijusius su dirbtiniu izoliatorių apledėjimu ir elektros energijos gamyba, reikia atlikti griežtą pasiruošimą. Kruopštus pasiruošimas gali tam tikru mastu sumažinti eksperimentų proceso problemas ir pagerinti eksperimentų rezultatų tikslumą. Užšalimo laikotarpiu modeliuojamas izoliatorius parodė tokias charakteristikas kaip galios tolerancija ir peršalimas užšalimo laikotarpiu. Prieš eksperimentą jo temperatūra, šaltas lietus ir kitos sąlygos nebuvo keičiamos. Lydymosi periodo eksperimentas imituoja izoliatoriaus paviršiaus ledo tirpimo proceso elektrines savybes. Šiame procese dažnai atsiranda blykstės gedimų, o jo elektrinės savybės yra svarbus eksperimento plano pagrindas. Prieš eksperimentą ledu padengti izoliatoriai buvo sausai užšaldyti 15 minučių. Izoliatoriai buvo laikomi tokioje pačioje temperatūroje kaip ir išorinis ledo sluoksnis, o vanduo ant išorinio ledo lakšto buvo visiškai sukietėjęs. Nebūtina atsižvelgti į temperatūros kilimo greitį, kol vandens kietėjimo temperatūra nepakyla iki -2 laipsnio. Stabilizavus temperatūrą, ji turi būti reguliuojama 2–3 laipsniais per valandą. Čia reikia būti atsargiems, kad temperatūra nepakiltų per greitai, kad išvengtumėte ledo nukritimo nuo paviršiaus.
(2) Izoliatorių padengimas ledu ir elektros bandymo metodai
Izoliatoriaus elektrinės savybės turi tolerancijos ir blyksnio ypatybes ledo dengimo ir ledo tirpimo stadijose, tačiau šiuo metu nėra aiškaus reguliavimo. Nešvaraus izoliatoriaus metodas eksperimentui parenkamas remiantis kelių bandymų patirtimi. Eksperimento procese yra keli bandymo metodai. Pirma, maksimali atsparumo įtampa U2 yra maksimali izoliatoriaus įtampa esant ledui. Ledu padengto izoliatoriaus bandymo turinys esant šiai įtampai yra toks: kai atlaiko įtampą U1=0.95U2, visi pirmojo, antrojo ir trečiojo bandymo rezultatai yra atsparūs; Kai tolerancijos įtampa yra U2, pirmasis bandymo rezultatas yra tolerancija, antrasis bandymo rezultatas yra blyksnis, trečiasis bandymo rezultatas yra tolerancija, o ketvirtasis bandymo rezultatas yra tolerancija. Kai atlaiko įtampą U3=1.05U2, pirmasis bandymo rezultatas yra blykstelėjimas, o antrasis – blykstelėjimas. Iš šio bandymo matyti, kad izoliatoriaus įtampa U2 yra toleruojama trijuose iš keturių bandymų, kai izoliatorius yra padengtas ledu. Kai įtampa U3 yra didesnė nei U2 procentai 5, eksperimento blyksnių kartų skaičius yra 2, todėl galima spręsti, kad U2 įtampa yra labiausiai toleruojama bandyme. Antrasis yra eksperimentas su U50 įtampa, kurios tolerancijos laipsnis yra 50 procentų. Su sąlyga, kad kiti apledėjimo veiksniai nesikeičia, atliekama 10 efektyvių eksperimentų, U1 nustatoma kaip taikoma įtampa, n1 nustatomas kaip U1 bandymo eksperimentų skaičius, o kai N reikšmė lygi 10, tai statistinis efektyvių eksperimentų skaičius. Taigi U50 yra lygus 1 virš N sigma n1 u1. Kai patalpų temperatūra yra žemesnė nei 15 laipsnių, 15 minučių tirtas izoliatoriaus mėginys palaipsniui padengiamas ledu, o purškimas nutrūksta po 5 sekundžių po 25 sekundžių. Trečia, įtampai pritaikyti naudojamas vidutinis blykstės metodas. Taikant šį metodą, izoliatoriaus pavyzdžiams taikoma įtampa tol, kol ledo dangos ir ledo tirpimo etapuose įvyksta pliūpsnis, o energijos perdavimas sustabdomas. Po kurio laiko įtampa vėl pakeliama, kol įvyksta blyksnis, ir kelis kartus gaunama vidutinė įtampa. U=(1/n) ∑ (Uf1 plius Uf2 plius... plius Ufn1).
(3) Kelių elektrinių izoliatoriaus apledėjimo bandymų palyginimas
Atsparumo slėgiui eksperimente blykstės dažnis yra mažesnis, todėl nėra lengva sudeginti izoliatorių ir padaryti kitokią žalą. Galutinis eksperimento rezultatas tokiu būdu yra gana tikslus, tačiau šio metodo eksperimento laikas yra ilgesnis ir jis negali patikrinti izoliatoriaus pliūpsnio įtampos ledo dangos ir ledo tirpimo stadijoje. Vidutinis blykstės bandymo metodas yra gana paprastas ir gali greitai gauti testo rezultatą. Tačiau šio metodo bandymo laikas paprastai yra 4-6 kartus, o eksperimentinių rezultatų klaidų dažnis yra didelis. U formos kreivės metodas gali būti naudojamas nagrinėjant eksperimentinius rezultatus pagal blykstės dėsnį izoliatoriaus lydymosi stadijoje, tačiau šis bandymo metodas gali būti naudojamas tik izoliatoriaus lydymosi stadijoje. Vidutinio blyksnio ir U kreivės bandymams reikia išbandyti kelis blykstės reiškinius, pirmasis metodas > 4 kartus, antrasis metodas > 4 kartus.
3. Išvada
Žodžiu, yra daug izoliatoriaus apledėjimo ir jo elektros bandymo metodų, tačiau šiuo metu nėra aiškaus atitinkamo standarto. Po daugelio bandymų nustatyta, kad ekonomiškiausias metodas yra U formos kreivės metodas, kuris gali supaprastinti eksperimento procesą ir aiškiau parodyti eksperimento rezultatus. Ledo padengimo laikotarpiu izoliatoriai turi tam tikrą taršą, kuri yra susijusi su pliūpsnio atsiradimu. Todėl maitinimo šaltinis turėtų būti parinktas vienodai.