Epoxy-based Spacers for Gas Insulated Power Apparatus

این کتاب بینشی در مورد خرابی های عایق در GIS/GIL ارائه می دهد و راهنمایی های عملی برای بهبود قابلیت اطمینان عایق اسپیسرهای مبتنی بر اپوکسی ارائه می دهد. دستگاه های عایق گاز ولتاژ بالا، از جمله تابلوهای عایق گاز (GIS) و خطوط انتقال (GIL)، نقش مهمی در سیستم انتقال برق جهانی ایفا می کنند. اسپیسرهای مبتنی بر اپوکسی اجزای کلیدی در GIS/GIL هستند که نقش عایق الکتریکی و پشتیبانی مکانیکی را ایفا می‌کنند. با این حال، خرابی های عایق اغلب در اطراف اسپیسرهای مبتنی بر اپوکسی رخ می دهد که عملکرد ایمن سیستم برق را تهدید می کند. سه موضوع این کتاب را تشکیل می دهد که در هر مبحث هفت تا نه فصل دارد. در مبحث اول، رفتارهای شارژ و تخلیه سطحی اسپیسرهای مبتنی بر اپوکسی مورد بحث قرار گرفته است تا درک خوانندگان در مورد مشکلات عایق در GIS/GIL عمیق تر شود. و مشخص شده است که تجزیه عایق اسپیسرهای مبتنی بر اپوکسی ارتباط نزدیکی با اعوجاج میدان الکتریکی در شرایط عملیاتی پیچیده دارد. در مبحث دوم، تحقیقات اولیه بر روی مواد درجه بندی عملکردی سطحی (SFGM) برای کاهش اعوجاج میدان الکتریکی در اطراف اسپیسرهای مبتنی بر اپوکسی در هر دو AC و DC GIS/GIL، و یک سری از روش‌های بهینه‌سازی و تکنیک‌های ساخت برای اسپیسرهای SFGM معرفی و مورد بحث قرار می گیرند. در آخرین مبحث، مواد رسانایی غیرخطی (NCM) که به عنوان مواد خودسازگار یا مواد هوشمند نیز شناخته می‌شوند، به عنوان پوشش‌هایی برای تنظیم تطبیقی ​​توزیع میدان الکتریکی در امتداد سطوح فاصله‌گیرهای مبتنی بر اپوکسی استفاده می‌شوند. علاوه بر این، مفهوم مواد درجه بندی شده عملکردی چند بعدی (MFGM) برای یکنواختی توزیع میدان الکتریکی در DC GIS/GIL تحت ولتاژهای ثابت و گذرا پیشنهاد شده است که پتانسیل زیادی را در کاربردهای آینده نشان می دهد.

This book offers an insight into the insulation failures in GIS/GIL and provides practical guidance for improving the insulation reliability of epoxy-based spacers. High voltage gas-insulated apparatuses, including gas-insulated switchgears (GIS) and transmission lines (GIL), playing an important role in the global power transmission system. Epoxy-based spacers are key components in GIS/GIL, playing the role of electrical insulation and mechanical support. However, insulation failures frequently occur around the epoxy-based spacers, threatening the safe operation of the electric power system. Three topics make up this book, with seven to nine chapters in each topic. In the first topic, the surface charging and discharging behaviors of epoxy-based spacers are discussed to deepen the readers’ understanding on the insulation problems in GIS/GIL. And the insulation breakdown of epoxy-based spacers is found to be closely related to the electric field distortion under complex operating conditions. In the second topic, original researches on the surface functionally graded materials (SFGM) are presented for relaxing the electric field distortion around the epoxy-based spacers in both AC and DC GIS/GIL, and a series of optimization methods and fabrication techniques for the SFGM spacers are introduced and discussed. In the last topic, the nonlinear conductivity materials (NCM), also known as self-adaptive materials or intelligent materials, are applied as coatings to adaptively regulate the electric field distributions along the surfaces of the epoxy-based spacers. Besides, the concept of the multi-dimensional functionally graded materials (MFGM) is proposed to uniform the electric field distributions in DC GIS/GIL under stationary and transient voltages, exhibiting great potential in the future application.