Politechnika Opolska Wydział Elektrotechniki i Automatyki

Instytut Elektroenergetyki

Autoreferat pracy doktorskiej

mgra inż. Macieja Zdanowskiego

BADANIA TENDENCJI DO ELEKTRYZACJI WYBRANYCH

MIESZANIN CIECZY IZOLACYJNYCH

Promotor:

Prof. dr hab. inż. Józef Kędzia

OPOLE 2005

2

SPIS TREŚCI

str. 1. WPROWADZENIE ...............................................................................3

1.1. Zakres i teza pracy .................................................................................3

1.2. Zjawiska elektrokinetyczne................................................................4

1.3. Model Sterna warstwy elektrycznej ..........................................................5

1.4. Model Abediana-Sonina elektryzacji statycznej .........................................5

2. KRYTERIA DOBORU CIECZY IZOLACYJNYCH ...............................6

3. BADANIA WŁASNOŚCI FIZYKOCHEMICZNYCH I ELEKTRYCZNYCH CIECZY IZOLACYJNYCH.................................8

3.1. Pomiary gęstości..........................................................................................8

3.2. Pomiary lepkości ..........................................................................................8

3.3. Pomiary przenikalności elektrycznej względnej ............................................9

3.4. Pomiary współczynnika strat dielektrycznych ...............................................10

3.5. Pomiary konduktywności ...........................................................................11

3.6. Podsumowanie ......................................................................................12

4. BADANIA ELEKTRYZACJI CIECZY IZOLACYJNYCH......................12

4.1. Układ pomiarowy ...................................................................................12

4.2. Badania tendencji do elektryzacji czystych cieczy izolacyjnych ....................13

4.3. Badania tendencji do elektryzacji mieszanin cieczy izolacyjnych.................14

4.4. Podsumowanie ......................................................................................15

5. WNIOSKI .............................................................................................16

6. BIBLIOGRAFIA ...................................................................................17

7. WYKAZ DOROBKU NAUKOWEGO AUTORA ...................................18

3

1. WPROWADZENIE

Wzrost mocy transformatorów elektroenergetycznych spowodowany został zwiększającym się zapotrzebowanie na energię elektryczną. W początkowym okresie ich eksploatacji, moc znamionowa tych jednostek była nie większa niż sto kilkadziesiąt kilowatów. Obecnie na świecie buduje się duże transformatory trójfazowe o mocy sięgającej 1000 MVA. Taki trend w przemyśle elektroenergetycznym spowodowany był faktem, iż transformatory o wielkich mocach charakteryzują się większą sprawnością, co w konsekwencji prowadzi do obniżenia kosztów jednostkowych. W związku z tym zwiększyły się wymagania dotyczące materiałów izolacyjnych oraz skutecznego odprowadzania strat ciepła. Pierwotnie dokonywano tego przez przewietrzanie, a następnie wprowadzono wymuszony obieg oleju. Wzrost stosowanych napięć znamionowych, naprężeń pól elektrycznych w nich występujących, mocy przenoszonych przez układy uzwojeń, spowodowały pojawienie się nowych zagrożeń bezawaryjnej pracy transformatorów. Jednym z nich jest elektryczność statyczna. Ze względu na małą konduktywność oleju i izolacji papierowej, czas relaksacji ładunków w takim układzie jest stosunkowo długi. Sprzyja to gromadzeniu się ładunków elektrycznych, a następnie powstawaniu dodatkowego pola elektrycznego, które nakłada się na pole przemienne pracującego transformatora. Zjawisko to może prowadzić do przekroczenia dopuszczalnych poziomów naprężeń elektrycznych izolacji, a w konsekwencji do inicjacji wyładowań niezupełnych, mogących doprowadzić do trwałego uszkodzenia izolacji stałej transformatora [38, 68, 75]1. Problematyka zagrożenia izolacji transformatorów chłodzonych przepływającym olejem została zasygnalizowana na CIGRE (Conference Internationale des Grands Reseaux Electriques) w 1978 roku przez naukowców japońskich [123]. Przedstawione wyniki wykazały, że podczas prób transformatorów obserwowano wyładowania niezupełne nawet wtedy, kiedy napięcie probiercze było odłączone, a pracowały tylko pompy olejowe. Stało się to przesłanką do postawienia hipotezy, że ładunki elektryczne generowane przepływem oleju odpowiedzialne są za powstawanie wyładowań niezupełnych. Zagrożenie to potwierdziły również doniesienia energetyki amerykańskiej, gdzie podczas prac remontowych zauważono ślady wyładowań o długości ok. metra. Takich wyładowań nie można było oczekiwać tylko na skutek działania pola przemiennego [3, 14, 15]. Straty ekonomiczne wynikłe z awarii oraz przestojów w pracy transformatorów blokowych zapoczątkowały intensywny rozwój badań nad zagrożeniami izolacji wywołanych elektrycznością statyczną. Prace te były finansowane nie tylko przez przemysł elektroenergetyczny ale również ze środków budżetowych. Prowadzono je w wielu krajach, między innymi w USA, Szwajcarii, Francji, Austrii, Anglii, Polsce itd. Od wielu lat realizowany jest projekt badawczy prowadzony przez Electric Power Research Institute (EPRI) wspólnie z Massachusetts Institute of Technology (MIT) o nazwie Static Electrification in Power Transformers [117]. Badania na dużych układach będących odpowiednio przygotowanymi do badań transformatorami były w szerokim zakresie rozwijane w Japonii. Należy tu wymienić prace Higaki [38], Shimizu [116], Okubo [93, 94], Hondy [39]. Pierwsze wyniki badań były zreferowane na konferencji 7th International Conference on Conduction and Breakdown in Dielectric Liquid (ICDL) w 1981 roku w Berlinie [122]. Ze względu na złożoność zagadnień oraz duże znaczenie ekonomiczne problematyki, poczyniono kroki w kierunku współpracy międzynarodowej. Od roku 1989 realizowany jest w ramach CIGRE międzynarodowy program badań grupy roboczej 12/15 [70, 73, 91, 102]. W ramach tej grupy badano szereg czynników, do których należą wpływ prędkości przepływu oleju, jego budowy fizykochemicznej, temperatury, zawilgocenia, zmian starzeniowych, natężenia pola elektrycznego itd. na tendencję do elektryzacji (ECT – Electrostatic Charge Tendency) oleju izolacyjnego. 1.1. Zakres i teza pracy

Z dokonanego przeglądu literatury można wnioskować, że w wynikach badań nad zagrożeniem izolacji transformatorów energetycznych elektryzacją statyczną występują obszary,

1 Numeracja pozycji literaturowych jest zgodna ze spisem literatury zamieszczonym w pracy doktorskiej

4

których znaczenie jest jedynie zasygnalizowane. Do takich zagadnień należy określenie sposobów obniżenia tendencji do elektryzacji olejów izolacyjnych, stosowanych jako medium chłodzące w transformatorach energetycznych. Złożoność procesów zachodzących podczas elektryzacji w tak skomplikowanej fizykochemicznie cieczy, jaką jest olej elektroizolacyjny, doprowadziła do dużej rozbieżności otrzymywanych wyników badań. Opublikowane dane różnią się ilościowo i jakościowo, nie dając podstaw do wysunięcia ostatecznych wniosków. Konsekwencją tego było ukierunkowanie prac badawczych w stronę prostych chemicznie cieczy, czystych węglowodorów wchodzących w skład oleju elektroizolacyjnego. Ciecze te posiadają prostą budowę chemiczną i są dostępne na rynku w postaci czystej do analizy (pro analysi).

Tezę pracy sformułowano następująco:

Możliwe jest obniżenie tendencji do elektryzacji wybranych mieszanin cieczy izolacyjnych,

przez odpowiedni dobór poszczególnych składników, nie powodując przy tym obniżenia ich

właściwości izolacyjnych.

Zakres pracy doktorskiej obejmuje: 1. Przegląd literatury dotyczący rodzajów i właściwości cieczy izolacyjnych, procesów elektryzacji

ciekłych dielektryków przy ich wymuszonym przepływie, modeli opisujących zjawisko, metod pomiarowych stosowanych do ich badań, problematyki zagrożeń układów izolacyjnych transformatorów.

2. Dobór cieczy izolacyjnych. 3. Wykonanie badań parametrów elektrycznych i fizykochemicznych badanych mieszanin cieczy

izolacyjnych. 4. Wykonanie badań symulacyjnych układu z wirującą w cieczy tarczą2. 5. Budowę układu pomiarowego. 6. Wykonanie badań ECT czystych cieczy izolacyjnych oraz ich mieszanin. 7. Wykonanie badań umożliwiających określenie powtarzalności oraz odtwarzalności wyników

pomiarów prądu elektryzacji w układzie z wirującą w cieczy tarczą. 8. Przeprowadzenie analizy wyników badań. 1.2. Zjawiska elektrokinetyczne

Na powierzchni granicznej rozdzielającej fazę stałą i ciekłą istnieje obszar, w którym

natężenie pola elektrycznego jest różne od zera. Oddziaływania między polem elektrycznym a fazą rozproszoną nazywamy zjawiskami elektrokinetycznymi. Zjawiska te są ściśle powiązane ze wzajemnym ruchem fazy stałej i ciekłej. W przypadku ruchu cieczy, mamy do czynienia z elektroosmozą, zaś w przypadku ruchu ciała stałego z elektroforezą. Elektroosmoza jest związana z ruchem cieczy przez błony półprzepuszczalne lub kapilary. Ruch ten wymuszany jest przez pole elektryczne. Ilościowe ujęcie elektroosmozy podali Wiedermann i Quincki [114, 121]. Zjawisko elektroforezy, czyli migracji cząstek obdarzonych ładunkiem w polu elektrycznym w kierunku elektrody o przeciwnym znaku, znane było już pod koniec XIX wieku. Przemieszczające się w polu elektrycznym cząstki można obserwować metodami mikroskopowymi lub ultramikroskopowymi. Kolejnym zjawiskiem elektrokinetycznym jest potencjał sedymentacyjny, zwany często potencjałem Dorna, od nazwiska badacza, który zaobserwował je w 1880 roku. Potencjał sedymentacyjny jest zjawiskiem odwrotnym do elektroforezy i obserwuje się go przy opadaniu pod wpływem sił ciężkości cząstek fazy stałej, rozproszonej w fazie ciekłej. Proces sedymentacji jest kluczowy np. w oczyszczaniu ścieków. Potencjał przepływu, podobnie jak potencjał sedymentacyjny, jest zjawiskiem odwrotnym, ale w stosunku do elektroosmozy. Potencjał ten powstaje podczas przemieszczania cieczy przez przegrody lub przegrody półprzepuszczalne. Występowanie zjawiska 2 Badania te przedstawiono w rozdziale piątym i siódmym pracy doktorskiej

5

przepływu opisał Quincki. Zjawisko to odpowiedzialne jest za generację ładunków elektrostatycznych w izolacyjnym oleju transformatorowym. Ładunki te mogą wytworzyć duże pole elektrostatyczne zagrażające izolacji transformatora energetycznego. 1.3. Model Sterna warstwy podwójnej

Interpretacja teoretyczna zjawisk elektrokinetycznych opiera się na istnieniu tzw. podwójnej warstwy ładunku elektrycznego na granicy kontaktu dwóch faz. Proces powstawania warstwy podwójnej tłumaczy teoria Sterna. Stern założył, że na skutek zjawiska adsorpcji, na granicy kontaktu fazy stałej i ciekłej powstają dwie przeciwnie naładowane warstwy ładunków-jonów jednego znaku na powierzchni fazy stałej i przeciwjonów w fazie ciekłej. Według tej teorii część ładunków przylega płasko do powierzchni ciała stałego, jest ściśle z nim związana i nie ulega rozmyciu. Jest to tzw. sztywna część warstwy elektrycznej (zwana warstwą Sterna). Druga, dyfuzyjna część warstwy podwójnej, nazwana warstwą Gouy’a przenika w głąb cieczy i jest unoszona przez ciecz podczas jej ruchu. Oznacza to zmianę gęstości ładunku, a tym samym zmianę potencjału ϕ. W przypadku silnej adsorpcji jonów o znaku przeciwnym niż znak powierzchni, możliwe jest wytworzenie warstwy przeładowanej zmieniającej znak potencjału. Na rysunkach 1.1 i 1.2 przedstawiono rozkład potencjału ϕ(x) według modelu Sterna dla sytuacji z przeładowaniem oraz bez przeładowania. W przypadku, gdy przeładowanie nie występuje, potencjał maleje liniowo od wartości ϕ0 do wartości ϕs cieczy w odległości ∆ od granicy miedzyfazowej.

Rys. 1.1. Rozkład potencjału w warstwie

podwójnej według Sterna; model bez

przeładowania

Rys. 1.2. Rozkład potencjału w warstwie

podwójnej według Sterna;

model z przeładowaniem

1.4. Model Abediana-Sonina elektryzacji statycznej

Opracowaniem zawierającym modele3 Klinkenberga, Helmholtza, Koszmana-Gavisa i stanowiącym zarazem ich rozszerzenie, jest model Abediana-Sonina [1]. Model ten stosuje się w całym zakresie prędkości oraz w całym zakresie konduktywności cieczy. Założenia modelu są następujące:

- profil prędkości jest przyjęty jako w pełni rozwinięty wzdłuż rurki, co wymaga aby jej długość była co najmniej tysiąc razy większa od promienia,

- gęstość ładunku q0 w cieczy jest przyjęta jako mała 00 FCq << , gdzie F jest stałą Faradaya,

C0 – koncentracją dodatnich lub ujemnych jonów w warunkach neutralności,

3 Modele te omówiono szerzej w rozdziale trzecim pracy doktorskiej

6

- przyjmuje się, że w pobliżu fazy stałej gęstość ładunku objętościowego wynosi qw i pozostaje stałe nawet wówczas, gdy między fazą stałą a cieczą występuje przemieszczenie ładunków. Gęstość ładunku qw jest maksymalną bezwzględną gęstością ładunków w układzie, przy czym

pozostaje ,FCq 00 <<

- składowa promieniowa gęstości prądu jest pomijalnie mała, - przyjęto uproszczony profil prędkości w warstwie dyfuzyjnej oraz w pozostałej objętości

cieczy, - gęstość ładunku przy ściance (qw) jest zależna od własności cieczy oraz własności

powierzchni granicznej. Jest natomiast niezależna od warunków przepływu. Przy tak sprecyzowanych założeniach, model opisujący prąd generowany przepływem cieczy

przez rurociąg dany jest równaniem:

2

2

22

2w

2w

2r1

2

sinhsinh1

rV

Re

Vrq

I

λδ

+

λ⋅

λδ

λδ

+

λδ

λδ

−ρ

λτ=

π∞ (1.1)

gdzie:

I∞ – prąd dla nieskończenie długiej rurki, qw – objętościowa gęstość ładunku na granicy faz, r – promień rurociągu, V – średnia prędkość przepływu cieczy, Re – liczba Reynoldsa, τw – naprężenie ścinające, ρ – gęstość cieczy, λ – długość Debye’a, δ – grubość podwarstwy laminarnej.

2. KRYTERIA DOBORU CIECZY IZOLACYJNYCH

Przy doborze cieczy izolacyjnych do badań realizowanych w ramach niniejszej pracy, autor kierował się dwoma kryteriami:

1. Zastosowane ciecze powinny być przedstawicielami podstawowych grup węglowodorów,

które wchodzą w skład mineralnego oleju izolacyjnego, a mianowicie węglowodorów naftenowych, parafinowych i aromatycznych.

2. Zaproponowane węglowodory powinny różnić się ECT tak, aby otrzymane na ich bazie mieszaniny odznaczały się tendencją do elektryzacji zależną od ich składu.

Drugi warunek może być spełniony, kiedy ciecze będą wyraźnie różniły się własnościami

fizykochemicznymi i elektrycznymi. Potwierdza to analiza modelu elektryzacji statycznej w układzie z wirującą w cieczy tarczą. Generowany prąd elektryzacji zależy silnie od czynników charakteryzujących badane ciecze. Ocena ilościowego wpływu poszczególnych parametrów na generowany prąd elektryzacji, została dokonana przy przyjęciu 30% ich zmian. Na rysunku 2.1 pokazano wpływ parametrów, które wywołują zmiany niewielkie – kilkuprocentowe. Należą do nich konduktywność i przenikalność elektryczna. Lepkość i gęstość są parametrami, które oddziaływują z większą siłą, a zmiany prądu elektryzacji dochodzą do 20%. Jeszcze silniejsze, kilkudziesięcioprocentowe zmiany prądu elektryzacji wywołuje objętościowa gęstość ładunku qw. Zakres tych zmian przedstawiono na rysunku 2.2.

7

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40P [%]

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

I [%

]

1

2

-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

P [%]

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

I [%

]

1

2

3

Rys. 2.1. Wpływ względnych zmian

konduktywności (1) oraz przenikalności

elektrycznej względnej (2) na względne zmiany

prądu elektryzacji

Rys. 2.2. Wpływ względnych zmian lepkości

(1), gęstości (2) oraz objętościowej gęstości

ładunku qw (3) na względne zmiany

prądu elektryzacji

Kierując się powyższymi kryteriami oraz przesłankami literaturowymi [2, 5, 32, 72, 127], do

badań zaproponowano trzy ciecze dielektryczne (czyste węglowodory): z grupy aromatycznych (toluen), parafinowych (heksan) i naftenowych (cykloheksan). W tabeli 2.1 przedstawiono właściwości fizykochemiczne i elektryczne zaproponowanych cieczy izolacyjnych.

Powyższa analiza pozwala przypuszczać, że czyste węglowodory, do których zaliczamy toluen, cykloheksan i heksan, będą różnić się istotnie tendencją do elektryzacji. Fakt ten pozwala wnioskować, że również mieszaniny powstałe z tych związków przez odpowiednią modyfikację ich składu mogą elektryzować się w różnym stopniu. Mieszaniny powinny być tak dobrane by skutecznie obniżyć ECT (Electrostatic Charge Tendency). Analizując dane przedstawione w tabeli 2.1 można zauważyć, że toluen charakteryzuje się konduktywnością większa o dwa rzędy od cykloheksanu i o pięć rzędów od heksanu. Wydaje się więc, że parametr ten może mieć największy wpływ na generację ładunków elektrostatycznych, a tym samym na wielkość generowanego prądu elektryzacji. Zdecydowano się więc na domieszkowanie toluenu heksanem i cykloheksanem. W laboratorium sporządzono kilkadziesiąt próbek o procentowo różnej zawartości tych węglowodorów w toluenie. Zaproponowane czyste węglowodory charakteryzują się najwyższym stopniem czystości (pro analysi), stąd ich mieszaniny mogą być łatwo odtwarzalne w każdym laboratorium.

Tabela 2.1. Właściwości fizykochemiczne i elektryczne cieczy izolacyjnych

Wartość Lp. Własność, parametr Jednostka

Toluen Cykloheksan Heksan

1 Gęstość (ρ) kg/m3 867 779 659

2 Lepkość (ν) m2/s 7,04 ⋅ 10 -7 1,58 ⋅ 10 -6 5,45 ⋅ 10 -7

3 Przenikalność elektryczna

względna (εw) - 2,294 2,214 1,728

4 Konduktywność (σ) S/m 4,6 ⋅ 10 -11 1,43 ⋅ 10 -13 1 ⋅ 10 -16

5 Współczynnik dyfuzji

molekularnej (Dm) m2/s 1,89 ⋅ 10 -9 9,35 ⋅ 10 -10 3,48 ⋅ 10 -9

8

3. BADANIA WŁASNOŚCI FIZYKOCHEMICZNYCH I ELEKTRYCZNYCH CIECZY IZOLACYJNYCH

3.1. Pomiary gęstości

W badaniach prowadzonych przez autora, oznaczenia gęstości cieczy dokonano areometrem w temperaturze 20oC. Błędy graniczne dopuszczalne stosowanego areometru są równe wartości odpowiadającej jednej działce elementarnej w dowolnym punkcie podziałki areometrycznej. Wartość działki elementarnej w tym przypadku wynosiła 2 kg/m3. Zaproponowane w pracy czyste węglowodory różniły się istotnie gęstością. Na rysunkach 3.1 i 3.2 zilustrowano w sposób graficzny zmiany gęstości wywołane różnym składem mieszanin. Można zauważyć, że wartość tego parametru rośnie w szeregu: heksan (659 kg/m3), cykloheksan (779 kg/m3), toluen (867 kg/m3). Mieszaniny te wykazują liniowy spadek gęstości wraz ze zwiększającą się zawartością zarówno heksanu jak i cykloheksanu w toluenie.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100heksan [%]

660

680

700

720

740

760

780

800

820

840

860

880

ρ[kg/m ]3

0102030405060708090100toluen [%]

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100cykloheksan [%]

770

780

790

800

810

820

830

840

850

860

870

ρ[kg/m ]3

0102030405060708090100toluen [%]

Rys. 3.1. Zależność gęstości od procentowej

zawartości heksanu w toluenie

Rys. 3.2. Zależność gęstości od procentowej

zawartości cykloheksanu w toluenie 3.2. Pomiary lepkości

Lepkość dynamiczna została oznaczona w temperaturze 20oC, przy użyciu wiskozymetru

kulkowego Höpplera w wykonaniu tradycyjnym, którego niepewność pomiaru wynosi 0,5 %. W praktyce częściej używane jest pojęcie lepkości kinematycznej. Lepkość kinematyczna jest to stosunek lepkości dynamicznej danej cieczy do jej gęstości. Przedstawione poniżej rysunki 3.3 i 3.4 obrazują zależność lepkości kinematycznej od procentowego stężenia poszczególnych składników w mieszaninach. Zmiany te mają charakter nieliniowy. Uwidacznia się w obu przypadkach znaczny wpływ domieszki o mniejszej lepkości, zwłaszcza w zakresie do ok. 20% na gwałtowny spadek mierzonego parametru. Powyżej tej wartości lepkość maleje w mniejszym stopniu. Wynika stąd, że skład mieszaniny ma znaczący wpływ na wartość mierzonej lepkości. Można również stwierdzić, że

wśród badanych cieczy, heksan charakteryzuje się najmniejszą lepkością ( s/m1045,5 27−⋅ ),

pośrednią toluen ( s/m1004,7 27−⋅ ), a cykloheksan największą ( s/m1058,1 26−⋅ ).

9

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100heksan [%]

4.0E-7

4.5E-7

5.0E-7

5.5E-7

6.0E-7

6.5E-7

7.0E-7

7.5E-7

8.0E-7

ν[m

/s]

2

0102030405060708090100toluen [%]

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100cykloheksan [%]

6.0E-7

8.0E-7

1.0E-6

1.2E-6

1.4E-6

1.6E-6

1.8E-6

ν[m

/s]

20102030405060708090100

toluen [%]

Rys. 3.3. Zależność lepkości kinematycznej od

procentowej zawartości heksanu w toluenie

Rys. 3.4. Zależność lepkości kinematycznej od

procentowej zawartości cykloheksanu

w toluenie

3.3. Pomiary przenikalności elektrycznej względnej

Badania parametrów elektrycznych wykonano przy użyciu kondensatora pomiarowego o pojemności znamionowej C0 = 150 pF, wykonanego ze stali kwasoodpornej w układzie trójelektrodowym. Pomiary przenikalności elektrycznej względnej i współczynnika strat dielektrycznych (przy częstotliwości 1kHz) zostały wykonane miernikiem ELC-3131D, którego niepewność pomiarowa wynosi 0,3%. Rezystywność badanych cieczy zmierzono przy użyciu układu do pomiaru rezystywności typu MR0-4c. Niepewność pomiarowa tego urządzenia wynosi 2%. Przenikalność elektryczna względna ma istotne znaczenie dla charakterystyki olejów izolacyjnych. Parametr ten definiowany jest w praktyce jako stosunek pojemności kondensatora z dielektrykiem do pojemności kondensatora z próżnią między okładkami. Wartość przenikalności zależy od mechanizmów polaryzacji, które występują w danym dielektryku, od jego budowy cząsteczkowej i stanu skupienia, temperatury oraz innych czynników. Ze względu na budowę cząsteczkową, wyróżnia się ciecze niepolarne i polarne, gdzie cząsteczka cieczy jest dipolem. Przenikalność elektryczna względna cieczy niepolarnych (np. produktów ropy naftowej) jest nieco większa od dwóch i zbliżona do kwadratu współczynnika załamania światła oraz nie zależy od częstotliwości pola elektrycznego. Najniższą wartością względnej przenikalności elektrycznej charakteryzują się węglowodory parafinowe (heksan – εw = 1,72), wyższą naftenowe (cykloheksan – εw = 2,21) oraz najwyższą aromatyczne (toluen – εw = 2,29). Wpływ zmian stężenia poszczególnych składników w mieszaninach na wielkość mierzonej przenikalności elektrycznej zilustrowano na rysunkach 3.5 i 3,6. Pod wpływem domieszkowania toluenu heksanem i cykloheksanem obserwuje się liniowy spadek wartości przenikalności elektrycznej. Jednak zmiany te są nieznaczne.

10

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100heksan [%]

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

2.20

2.40

2.60

2.80

3.00

ε [-]

0102030405060708090100toluen [%]

w

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100cykloheksan [%]

1.70

1.80

1.90

2.00

2.10

2.20

2.30

2.40

2.50

2.60

2.70

2.80

2.90

ε [-]

0102030405060708090100toluen [%]

w

Rys. 3.5. Zależność względnej przenikalności

elektrycznej od procentowej zawartości

heksanu w toluenie

Rys. 3.6. Zależność względnej przenikalności

elektrycznej od procentowej zawartości

cykloheksanu w toluenie

3.4. Pomiary współczynnika strat dielektrycznych

Straty dielektryczne są spowodowane tym, że część energii pola elektrycznego w dielektryku ulega przemianie w energię cieplną, powodując jego nagrzewanie (np. oleju izolacyjnego). Straty mocy, które występują w dielektrykach określa się najczęściej tangensem kąta strat dielektrycznych (tgδ) i zależą one przede wszystkim od ich budowy fizykochemicznej.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100heksan [%]

1.0E-3

2.0E-3

3.0E-3

4.0E-3

5.0E-3

6.0E-3

7.0E-3

8.0E-3

9.0E-3

δtg [-]

0102030405060708090100toluen [%]

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100cykloheksan [%]

1.0E-3

2.0E-3

3.0E-3

4.0E-3

5.0E-3

6.0E-3

7.0E-3

8.0E-3

9.0E-3

δtg [-]

0102030405060708090100toluen [%]

Rys. 3.7. Zależność współczynnika strat

dielektrycznych od procentowej zawartości

heksanu w toluenie

Rys. 3.8. Zależność współczynnika strat

dielektrycznych od procentowej zawartości

cykloheksanu w toluenie

11

Parametry otaczającego środowiska mają natomiast duży wpływ na przebieg charakterystyk tgδ. Można wymienić kilka zjawisk odpowiedzialnych za generację strat w dielektrykach. Należą do nich mechanizmy polaryzacji relaksacyjnej, przepływ prądów przewodnościowych, wyładowania niezupełne generowane wysokim napięciem oraz niejednorodna struktura dielektryku (polaryzacja Maxwella-Wagnera).

Jak można zauważyć na charakterystykach 3.7 i 3.8, wartość tgδ dla badanych mieszanin ciekłych dielektryków zmienia się nieznacznie w granicach od 0,005 do 0,006. Można więc stwierdzić, że ciecze te, niezależnie od stopnia domieszkowania charakteryzują się dużą stabilnością tego parametru.

3.5. Pomiary konduktywności

Przewodność elektryczna właściwa (konduktywność) określa zjawisko przepływu ładunków elektrycznych w materiale pod wpływem pola elektrycznego. Za przewodnictwo dielektryków odpowiedzialne są ładunki swobodne, które mogą się przemieszczać między elektrodami. Przewodnictwo cieczy może być uwarunkowane zarówno ruchem elektronów jak i jonów. Zależą one bardzo silnie od budowy molekularnej cieczy. W cieczach niepolarnych (ε ≈ 2) spotykamy się z przewodnictwem elektronowym i słabym przewodnictwem jonowym. W cieczach polarnych (ε > 3) w przeważającej mierze mamy przewodnictwo jonowe. Konduktywność cieczy zależy od gęstości nośników ładunku, ładunku nośnika oraz jego ruchliwości. Węglowodory, rafinowane frakcje i produkty ropy naftowej są złymi przewodnikami prądu elektrycznego. Najniższą przewodnością odznaczają się węglowodory parafinowe. Obecność w cząsteczce elektronów π powoduje wyraźny wzrost przewodności właściwej. Dla badanych węglowodorów rośnie ona w szeregu: heksan (σ = 1.10-16 S/m), cykloheksan (σ = 1,43.10-13 S/m), toluen (σ = 4,55.10-11 S/m).

Rysunki 3.9 i 3.10 przedstawiają zależność konduktywności od procentowej zawartości heksanu i cykloheksanu w toluenie. Można zaobserwować, że w obu przypadkach mieszanin konduktywność maleje gwałtownie (o ponad dwa rzędy), wraz ze zwiększającą się domieszką tych węglowodorów w toluenie.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100heksan [%]

1.0E-13

1.0E-12

1.0E-11

1.0E-10

σ[S/m

]

0102030405060708090100toluen [%]

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100cykloheksan [%]

1.0E-13

1.0E-12

1.0E-11

1.0E-10

σ

0102030405060708090100toluen [%]

[S/m

]

Rys. 3.9. Zależność konduktywności od

procentowej zawartości heksanu w toluenie

Rys. 3.10. Zależność konduktywności od

procentowej zawartości cykloheksanu

w toluenie

12

3.6. Podsumowanie

W rozdziale analizowano wpływ składu mieszanin cieczy dielektrycznych na zmianę ich parametrów fizykochemicznych i elektrycznych. Przeprowadzone badania wykazują, że właściwości te są zależne od rodzaju i procentowej zawartości poszczególnych składników w mieszaninach. W omawianym przypadku gęstość zmienia się liniowo dla obydwu rodzajów mieszanin, natomiast zmiany lepkości mają charakter nieliniowy. Ciecze izolacyjne, do których zalicza się węglowodory, wchodzące w skład ropy naftowej są złymi przewodnikami prądu elektrycznego. Stanowią one ośrodki materiałowe, w których liczba swobodnych ładunków jest bardzo mała. Podstawowe własności elektryczne mieszanin cieczy izolacyjnych zmierzone w tym rozdziale obejmowały przenikalność elektryczną, straty dielektryczne oraz konduktywność. Badania wykazały, że odpowiednio dobrane mieszaniny charakteryzują się dobrymi właściwościami elektroizolacyjnymi. Świadczą o tym niewielkie zmiany przenikalności elektrycznej względnej i utrzymująca się na niezmiennym poziomie wartość współczynnika strat dielektrycznych. Parametry te zmieniają się liniowo wraz ze zmianą składu procentowego mieszanin. Domieszkowanie toluenu heksanem i cykloheksanem powoduje również znaczne obniżenie konduktywności, której zmiany mają charakter nieliniowy. 4. BADANIA ELEKTRYZACJI CIECZY IZOLACYJNYCH 4.1. Układ pomiarowy

Na rysunku 4.1 przedstawiono schemat układu z wirującą w cieczy tarczą do badań

elektryzacji cieczy izolacyjnych.

Rys. 4.1. Schemat układu z wirującą w cieczy tarczą do badań elektryzacji cieczy izolacyjnych:

1 – silnik napędowy, 2 – uziemiony trzpień obrotowy, 3 – klatka Faradaya, 4 – pokrywa,

5 – izolator, 6 – ciecz, 7 – tarcza, 8 – naczynie pomiarowe

Układ składa się z naczynia pomiarowego wypełnionego cieczą. W cieczy zanurzona jest tarcza napędzana silnikiem o regulowanej prędkości obrotowej. Zbiornik pomiarowy umieszczony jest na izolatorze teflonowym. Całość układu pomiarowego chroniona jest od wpływu pól elektrostatycznych za pomocą klatki Faradaya. Proces generowania nadmiarowych ładunków

13

elektrycznych, powodujących elektryzowanie się cieczy, następuje na skutek rozerwania warstwy podwójnej na powierzchni tarczy, podczas jej wirowania. Unoszone siłami odśrodkowymi ładunki, trafiają na powierzchnię wewnętrzną odizolowanego naczynia pomiarowego, skąd ich upływ do ziemi mierzony jest elektrometrem. Podczas badań eksperymentalnych zastosowano naczynie pomiarowe o średnicy 10 cm, w którym montowane były tarcze o średnicy: 2,5; 3,5; 5 i 6 cm. Prędkość obrotowa tarcz mieściła się w granicach od 100 do 400 obr/min.

4.2. Badania tendencji do elektryzacji czystych cieczy izolacyjnych

Na rysunku 4.2 przedstawiono typowe zależności prądu elektryzacji od prędkości obrotowej tarczy o średnicy 6 cm dla toluenu, cykloheksanu i heksanu. Na wykresach można zaobserwować praktycznie liniowy wzrost tych wartości wraz ze zwiększającą się prędkością obrotową tarczy. Wskazują na to funkcje regresji, które można opisać zależnością liniową BXAY +⋅= . W przypadku toluenu A = 0,00647,B = 0,20545, współczynnik korelacji R2 = 0,999, dla cykloheksanu A = 0,00042, B = 0,01589, R2 = 0,996 oraz dla heksanu A = 0,00021, B = 0,00621, R2 = 0,998.

Wartości prądu elektryzacji dla cykloheksanu i heksanu są zbliżone i pozostają na niskim poziomie. W przypadku toluenu można stwierdzić, że ciecz ta charakteryzuje się dużą tendencją do elektryzacji. Dla prędkości n = 400 obr/min wartości rejestrowanych prądów wynoszą odpowiednio 80 pA (heksan), 200 pA (cykloheksan) i 2,8 nA (toluen).

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500n [obr/min]

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

2.4

2.8

Isr [nA]

12

3

,

Rys. 4.2. Zależność prądu elektryzacji od prędkości obrotowej tarczy o średnicy 6 cm dla:

1 – heksanu, 2 – cykloheksanu, 3 – toluenu

Badania wpływu prędkości obrotowej, przy zmiennej średnicy wirującej tarczy, na elektryzację heksanu i cykloheksanu nie były możliwe, ponieważ wartości prądów elektryzacji tych cieczy dla średnic mniejszych niż 6 cm, były poniżej zakresu pomiarowego stosowanego elektrometru. Określenie zależności prądu elektryzacji w funkcji prędkości obrotowej tarczy dla jej zmiennych wymiarów geometrycznych możliwe było w przypadku toluenu (rys 4.3). Charakterystyki prądu elektryzacji w tym przypadku są liniowe (współczynnik korelacji R2 nie mniejszy niż 0,997).

Analizując otrzymane zależności można stwierdzić, że rozmiar powierzchni wirującej zasadniczo wpływa na ruch cieczy w zbiorniku. Dla tarcz o niewielkich średnicach (2,5 do 5 cm) zaobserwowano niewielkie wartości generowanego prądu, nie przekraczające 1,5 nA. Dla tarczy o średnicy 6 cm turbulencje w przepływie cieczy pojawiają się bardzo szybko, dlatego generowany prąd jest duży, rzędu 3 nA. Zależność prądu elektryzacji toluenu od średnicy tarczy przy prędkości obrotowej n = 400 obr/min przedstawia rysunek 4.4. W dalszych badaniach stosowano więc tarczę o średnicy 6 cm.

14

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500n [obr/min]

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

I [nA]

1

2

3

4

2 3 4 5 6 7

[cm]

0.0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

2.4

2.8

3.2

I [nA]

φ

,

Rys. 4.3. Zależności prądu elektryzacji toluenu

od prędkości obrotowej tarcz o średnicach:

1 – 2,5 cm, 2 – 3,5 cm, 3 – 5 cm, 4 – 6 cm

Rys. 4.4. Zależność prądu elektryzacji toluenu

od średnicy tarczy przy prędkości obrotowej

n = 400 obr/min

4.3. Badania tendencji do elektryzacji mieszanin cieczy izolacyjnych

Na rysunkach 4.5 i 4.6 przedstawiono zależność prądu elektryzacji 1% mieszaniny heksanu w toluenie i 2% mieszaniny cykloheksanu w toluenie od prędkości obrotowej tarcz o różnych średnicach.

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500n [obr/min]

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

I [nA]

1

2

3

,

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

n [obr/min]

0.0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

I [nA]

1

3

,

2

Rys. 4.5. Zależność prądu elektryzacji 1%

mieszaniny heksanu w toluenie od prędkości

obrotowej tarcz o różnych średnicach:

1 – 3,5 cm, 2 – 5 cm, 3 – 6 cm

Rys. 4.6. Zależność prądu elektryzacji 2%

mieszaniny cykloheksanu w toluenie od

prędkości obrotowej tarcz o różnych

średnicach: 1 – 3,5 cm, 2 – 5 cm, 3 – 6 cm W przypadku tarczy o najmniejszej średnicy (2,5 cm), generowane prądy mieściły się poniżej

dolnego zakresu pomiarowego stosowanego elektrometru. Mieszaniny te wykazują liniową zależność rejestrowanego prądu od prędkości obrotowej tarczy (współczynnik regresji liniowej kształtował się w tym przypadku na poziomie nie mniejszym niż 0,998). Dla zadanych przypadków zakres i poziom

15

generowanych prądów zależy istotnie od rozmiaru wirującej tarczy. Obserwuje się duże podobieństwo w kształcie charakterystyk oraz wyraźny wzrost wartości mierzonego prądu szczególnie dla większych średnic. Można zauważyć dużą zbieżność w charakterystykach opisujących zmiany prądu elektryzacji przy zmieniających się wymiarach tarczy dla obu rodzajów mieszanin, jaki wcześniej badanego toluenu.

Na rysunkach (4.7 i 4.8) zilustrowano zależności prądu elektryzacji od procentowego stężenia heksanu oraz cykloheksanu w toluenie, przy prędkości obrotowej n = 400 obr/min, tarczy o średnicy 6 cm. W obydwu przypadkach mieszanin zaobserwować można dużą zależność elektryzacji statycznej od procentowej zawartości w nich poszczególnych czystych węglowodorów. Już przy 1% stężeniu heksanu w toluenie obserwuje się gwałtowny spadek prądu elektryzacji o ok. 1 nA. Dalsze domieszkowanie toluenu heksanem sprawia, że powyżej 30% jego zawartości prąd elektryzacji maleje i kształtuje się na poziomie ok. 80 pA. Podobne zjawisko zachodzi w mieszaninach toluenu z cykloheksanem, gdzie uwidacznia się również bardzo gwałtowny spadek prądu elektryzacji z 2,8 nA do ok. 400 pA przy 5% zawartości cykloheksanu w toluenie. Powyżej 10% stężenia tego węglowodoru, prąd elektryzacji utrzymuje się na niskim i względnie stałym poziomie ok. 200 pA, niezależnie od zwiększającej się jego domieszki.

Przebiegi tych funkcji mają charakter logarytmiczny i można je opisać następującymi zależnościami:

0,871452 log(X) 0,815757- log(Y) += (mieszaniny toluen-heksan),

0,553798 log(X) 0,539258- log(Y) +⋅= (mieszaniny toluen-cykloheksan).

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100heksan [%]

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

I [nA]

,

0102030405060708090100toluen [%]

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100cykloheksan [%]

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

I [nA]

,

0102030405060708090100toluen [%]

Rys. 4.7. Zależność prądu elektryzacji od

procentowego stężenia heksanu w toluenie

przy prędkości obrotowej n = 400 obr/min,

tarczy o średnicy 6 cm

Rys. 4.8. Zależność prądu elektryzacji od

procentowego stężenia heksanu w toluenie

przy prędkości obrotowej n = 400 obr/min,

tarczy o średnicy 6 cm

4.4. Podsumowanie

Badane czyste węglowodory charakteryzują się różną tendencją do elektryzacji. Uzyskane wyniki badań w układzie z wirującą w cieczy tarczą wykazują, że cykloheksan i heksan elektryzują się w małym stopniu w porównaniu z toluenem, który odznacza się dużym ECT, o czym świadczą mierzone prądy elektryzacji. Prowadzone badania wykazały również, że mieszaniny sporządzone na bazie tych węglowodorów odznaczają się tendencją do elektryzacji zależną od ich składu. Można zauważyć, że już niewielka, kilkuprocentowa zawartość tych węglowodorów w toluenie, wydatnie

16

obniża ECT mieszaniny. Różny skład chemiczny badanych mieszanin cieczy izolacyjnych, zależny od procentowej zawartości w nich poszczególnych składników oraz zmienne warunki hydrodynamiczne panujące w układzie tarczowym, wpływają istotnie na wielkość generowanego prądu elektryzacji. Prędkość obrotowa i średnica tarczy są parametrami, które w dużym stopniu wpływają na ruch cieczy. Tym samym determinują one poziom generowanego prądu elektryzacji. Uwidacznia się wyraźne podobieństwo w przebiegu zmian generowanego prądu elektryzacji wskutek zwiększającej się prędkości obrotowej i średnicy tarczy, zarówno w przypadku czystych cieczy, jak i ich mieszanin. Użycie tarcz o niejednorodnej strukturze ułatwiło w znacznym stopniu pomiary prądu elektryzacji badanych cieczy izolacyjnych. Korzyści wynikające z takiej konstrukcji układu, to przede wszystkim możliwość przeprowadzenia testów elektryzacji stosunkowo niewielkich próbek cieczy o niskiej podatności na elektryzację4. Eksperymentalne wyniki badań ECT mieszanin cieczy izolacyjnych wykazały, że odpowiednio dobrane ich stężenie, może cechować się obniżoną tendencją do elektryzacji (rys. 4.7, rys. 4.8). Jednocześnie w zakresach tych stężeń, nie obserwuje się pogorszenia klasycznych wskaźników, takich jak przenikalność elektryczna względna (εw), współczynnik stratności (tgδ) oraz konduktywność (γ) (rys. 3.5 do rys. 3.10).

Tezy pracy zostały więc udowodnione. 5. WNIOSKI • Wyniki badań mieszanin czystego węglowodoru naftenowego, parafinowgo

i aromatycznego wykazały, że dobierając odpowiedni ich skład, można ograniczyć ich tendencję do elektryzacji (ECT). Jednocześnie stwierdzono, że dla zakresów domieszkowania, kiedy obniżenie ECT występuje, zmiany klasycznych wskaźników izolacji: konduktywności (γ), współczynnika stratności (tgδ) oraz przenikalności elektrycznej względnej (εw) utrzymują się na wymaganym poziomie.

• Badania mieszanin o różnym składzie procentowym wykazały, że niektóre ich parametry fizyczne są skorelowane liniowo z ich składem. Należą do nich przenikalność elektryczna względna, współczynnik stratności oraz gęstość mieszaniny.

• Lepkość i konduktywność zmienia się nieliniowo wraz ze zmianą składu procentowego mieszanin.

• Uzyskane wyniki badań mieszanin ciekłych węglowodorów pokazały charakter zmian ECT, także zmian lepkości i konduktywności przy zmianach stężenia domieszek. Wyniki te mogą być wykorzystane przy poszukiwaniu inhibitorów ECT, a także inhibitorów procesów starzeniowych w olejach izolacyjnych.

4 Badania powtarzalności i odtwarzalności wyników pomiarów prądu elektryzacji cieczy izolacyjnych przedstawiono w rozdziale dziewiątym pracy doktorskiej

17

6. BIBLIOGRAFIA [1] Abedian B., Sonin A.A.: Theory for electric charging in turbulent pipe flow. J. Fluid Mech. Vol.

120, 1981, 199.

[2] Adamczewski J.: Jonizacja i przewodnictwo ciekłych dielektryków. PWN, Warszawa 1965.

[3] Allan D., Diesendorf J., Jones S., Rungis J.: Insulation Failures and Dielectric Diagnostics; Practices and Challenges in the Australian Region. CIGRE, 15/21/33-04, 1996.

[5] Alkafeef S., Gochin R.J., Smith A.L.: The effect of double layer overlap on measured streaming currents for toluene flowing through sandstone cores, Colloids and Surfaces, A: Physicochemical and Engineering Aspects 195 (2001) 77–80.

[14] Crofts D. W.: The Static Electrification Phenomena in Power Transformer. IEEE Transaction on Dielectrics and EI. Vol. 23, No. 1, 1988, 137-146.

[15] Crofts D. W.: The static electrification phenomena in power transformers. Annual Report Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena, Claymont, Delaware, 1986, 222-236.

[32] Gibson N., Lloyd FC., Electrification of toluene flowing in large-diameter metal pipes. J. Phys. D: Appl. Phys, 3 (April 1970), 563-573.

[38] Higaki M., Miyao H., Endou K., Othani H.: A calculation of potential distribution caused by static electrification owing to oil flow in a oil-paper insulation system and it's application to partial discharge phenomena in oil. IEEE PAS, Vol. PAS-98, No. 4, 1979, 1275.

[39] Honda M., Ikeda M. and Okubo H.: Electrostatics in Large HV Transformers. Journal of Electrostatics of Japan, Vol. 2, pp. 150-159, 1979.

[68] Kozłowski M.: Elektryzacja statyczna transformatorów. Badanie zjawisk fizycznych i symulacja komputerowa wpływu ładunków na rozkład pola. Seminarium Sekcji Wielkich Mocy Komitetu Elektrotechniki PAN i Politechniki Lubelskiej. Lublin 1995, 36-48.

[70] Krause Ch., Moser H.P.: Praxl G., Spandonis G., Stonitsch R.: Electrostatic Charging in Large Models of Power transformer Cooling Ducts. CIGRE, Session 1992 Paris, JWG12/15.13 TF-01.

[72] Lewandowski Z., Kędzia J.: Właściwości elektrostatyczne n-heksanu. II Ogólnopolskie Sympozjum Naukowe „Inżynieria Wysokich Napięć”, IWN-94 Kiekrz k/Poznania, 1994, 141-144.

[73] Lindgren S. R., Washabaugh A. P., Zahn M., von Guggenberg P., Brubaker M. and Nelson J. K.: Temperature and Moisture Transient Effects on Flow Electrification in Power Transformers. CIGRE 1992 General Session, Paper 15/12-02, Paris 1992.

[75] Łukaniszyn M., Kędzia J.: Electrostatic field in the parallelepiped tank generated by a space charge. Archives of Electrical Engineering. Vol. XLV, No 1,1996, 13-21.

[91] Moser H.P., Krause Ch., Praxl G., Spandonis G., Stonitsch R., Brechna H.: Influence of Transformerboard and Nomexboard on the Electrification of Power Transformers. 3rd EPRI Workshop San Jose, California, January 23, 1992.

[93] Okubo H., Ikeda M., Honda M. and Menju S.: Electrostatic Discharges in Insulating Oil. Proceedings of the Third International Symposium on HV Engineering. 23,14, Milan, Italy, 1979.

[94] Okubo H.,Yasuda M., Goto K., Ishii T., Mori E., Masunaga M.: Suppression of static electrification of insulating oil for large power transformers. IEEE PAS, vol. PAS-101., No. 11, 1982, 4272-4280.

[102] Poittevin J. and Sapet J.: Preventive Detection of Electrostatic Phenomena in Transformers. CIGRE 1992 General Session, Paper 15/12-01, Paris, 1992.

[114] Scheludko A.: Chemia koloidów. WNT, Warszawa 1969.

18

[116] Shimizu S., Murata H., Honda M.: Electrostatics in power transformers. IEEE PAS, Vol. PAS-98, No. 4, 1979, 1244 -1250.

[117] Sierota A., Rungis J.: Electrostatic Charging in Transformers Oils. Testing and Assessment. IEEE Transactions on Dielectrics and EI. Vol. 1, No. 5, 1994.

[121] Sonntag H.: Koloidy. PWN, Warszawa 1982.

[122] Szuta J., Kędzia J., Brzostek E.: Testing static electrification phenomenon in pressboard transformer oil insulating system. Seventh International Conference on Conduction and Breakdown in Dielectric Liquids. Berlin-West, 1981, 470-474.

[123] Tagaki T., Murata H. et al.: Reliability improvement of 500kV large capacity power transformer. CIGRE Paper, 1978, 12-02.

[127] Touchard G., Dumarque P P.: Streaming current in stainless steel and nickel for heptane and hexane flows. J. Electrostat. 14 (1983), 209-223.

7. WYKAZ DOROBKU NAUKOWEGO AUTORA

1. Płowucha J., Filip S., Zdanowski M.: Wyznaczanie funkcji przenoszenia uzwojeń transformatorów mocy metodą analizy odpowiedzi częstotliwościowej (FRA). Konferencja „Transformatory w eksploatacji”, Sieniawa, 23 – 25 kwietnia, 2003.

2. Zdanowski M.: Wykorzystanie metody analizy odpowiedzi częstotliwościowej do wyznaczania funkcji przenoszenia uzwojeń transformatorów energetycznych. ZN Politechniki Opolskiej, Elektryka 2004.

3. Zdanowski M.: Application of the FRA method in modern diagnostics of the condition of power transformer windings. International Conference on Advances in Processing, Testing and Application of Dielectric Materials, Wrocław, 15-17 IX, 2004.

4. Zdanowski M.: Porównanie własności elektrostatycznych oleju elektroizolacyjnego i toluenu w układzie wirującej tarczy. ZN Politechniki Opolskiej, Elektryka 2004.

5. Zdanowski M.: Badanie wpływu budowy fizyko – chemicznej ciekłych dielektryków na generację ładunku qw. ZN Politechniki Opolskiej, Elektryka 2004.

6. Zdanowski M., Kędzia J.: Badanie tendencji do elektryzacji wybranych mieszanin ciekłych węglowodorów. Przegląd Elektrotechniczny - konferencje, v.2, 1/2004.

7. Zdanowski M., Kędzia J., Zmarzły D.: The influence of chemical constitution on the tendency to electrification of liquid hydrocarbons. International Conference on Advances in Processing, Testing and Application of Dielectric Materials, Wrocław, 15-17 IX, 2004.

8. Zdanowski M., Zmarzły D.: Badanie powtarzalności wyników pomiarów prądu elektryzacji w układzie wirującym z tarczą o silnie niejednorodnej strukturze powierzchni. Energetyka, zeszyt tematyczny nr VI, 2005.

Wyróżnienia i nagrody 1. Wyróżnienie za referat pt.:„ Badanie elektryzacji statycznej mieszanin ciekłych dielektryków”,

przedstawiony w sesji młodych doktorantów na VII Ogólnopolskim Sympozjum Inżynierii Wysokich Napięć, Poznań-Będlewo, V 2004.

2. Nagroda Oddziału Gliwicko-Opolskiego Towarzystwa Elektrotechniki Teoretycznej i Stosowanej za cykl 3 artykułów opublikowanych w Zeszytach Naukowych Politechniki Opolskiej „Elektryka” z. 54, dotyczących zjawisk występujących wokół uzwojeń transformatorów.