Дослідження властивостей покриття з охолоджувальним ефектом на основі карбонату кальцію для проводів повітряних ліній електропередавання

Abstract

Одним із можливих способів підвищення пропускної здатності повітряних ліній електропередавання (ЛЕП) може бути використання покриттів з охолоджувальним ефектом на проводах ліній. Серед пігментів для виготовлення покриттів з охолоджувальним ефектом варто виділити CaCO3. Для досліджень пігмент був синтезований шляхом використання хлориду кальцію (96,1%) та побутової кальцинованої соди. Були приготовані водні розчини CaCl2 та Na2CO3 у співвідношенні 1:1 з розрахунку 10 г речовини (для обох речовин) на 0,1 л води. Після змішування розчинів (протягом 1 хв) та подальшого випадання в осад CaCO3, пігмент був промитий демінералізованою водою і висушений. Покриття було виготовлене з використанням полімерної основи у вигляді прозорого клею-герметику на основі силан-модифікованого полімеру через його водостійкість, стійкість до високих і низьких температур (–40—+90 °C) та еластичність, що роблять його стійким до умов роботи проводів повітряних ЛЕП. Покриття було нанесене на відрізок багатожильного алюмінієвого проводу з довжиною 33,5 см та з діаметром 1,5 см (приблизний еквівалент проводу для повітряних ЛЕП А-185). Дослід базувався на порівнянні температури проводу та навколишнього середовища (Δt — різниця температур). Температура навколишнього середовища вимірювалась такою самою термопарою, як і температура проводу. Дослід проводився у темний час доби для виключення впливу сонячного випромінювання та дослідження випромінювальної здатності покриття (без врахування його відбиваючої здатності). Для стабілізації температур перед проведенням вимірювань дослідна установка знаходилась за температури навколишнього середовища не менше 2 годин. Найкращий отриманий результат різниці температур — Δt = –0,6±0,1 °C, тобто температура проводу була нижчою за температуру навколишнього середовища на 0,6±0,1 °C (при температурі навколишнього середовища t1 = –3±0,1 °C і температурі проводу t2 = –3,6±0,1 °C). / One of the possible ways to increase the capacity of overhead power lines is to use coatings with a cooling effect on the wires of the lines. Among the pigments for the production of coatings with a cooling effect, CaCO3 is worth highlighting. For the research, the pigment was synthesized using calcium chloride (96.1%) and household soda ash. Aqueous solutions of CaCl2 and Na2CO3 were prepared in a 1:1 ratio at the rate of 10 g of the substance (for both substances) per 0.1 l of water. After mixing the solutions (for 1 minute) and subsequent precipitation of CaCO3, it was washed with demineralized water and dried. The coating was manufactured using a polymer base in the form of a transparent adhesive-sealant based on a silane-modified polymer due to its water resistance, resistance to high and low temperatures (-40 – +90 °C) and elasticity, which made it resistant to the operating conditions of overhead power lines in many cases. The coating was applied to a piece of multi-core aluminum wire with a length of 33.5 cm and a diameter of 1.5 cm (approximately equivalent to a wire for overhead power lines A-185). The experiment was based on comparing the temperature of the wire and the environment (Δt - temperature difference). The ambient temperature was measured with the same thermocouple as the wire temperature. The experiment was carried out in the dark to exclude the influence of solar radiation and to study the emissivity of the coating (without taking into account its reflectivity). To stabilize the temperatures before the measurements, the experimental setup was at ambient temperature for at least 2 hours. The best temperature difference obtained was Δt = -0.6 ± 0.1°C, i.e. the wire temperature was lower than the ambient temperature by 0.6 ± 0.1°C (at ambient temperature t1 = -3 ± 0.1°C and wire temperature t2 = -3.6 ± 0.1°C).