Συντάχθηκε 12-02-2026 08:54
Ενημερώθηκε:
12-02-2026 09:00
Τόπος:
Σύνδεσμος τηλεδιάσκεψης
Έναρξη: 13/02/2026 11:00
Λήξη: 13/02/2026 12:00
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Πρόγραμμα Προπτυχιακών Σπουδών
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
Παναγιώτη Κόντου
με θέμα
Επίδραση Γήρανσης στη Διηλεκτρική Αντοχή Υγρών Διηλεκτρικών
Effect of Aging on the Dielectric Strength of Liquid Dielectrics
Εξεταστική Επιτροπή
Επίκουρος Καθηγητής Γεώργιος Πέππας (επιβλέπων)
Καθηγητής Ευτύχιος Κουτρούλης
Αναπληρωτής Καθηγητής Θωμάς Τσοβίλης (ΑΠΘ, Τμήμα ΗΜΜΥ)
Περίληψη
Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη της διηλεκτρικής αντοχής νανοελαίων γηρασμένου φυσικού εστέρα και ειδικότερα του ελαίου FR3, με πρόσμιξη νανοσωματιδίων οξειδίου του σιδήρου (Fe2O3), υπό διαφορετικές συνθήκες αφύγρανσης και υπερήχησης. Στόχος της εργασίας είναι η διερεύνηση της επίδρασης της συγκέντρωσης νανοσωματιδίων, της χρονικής γήρανσης, καθώς την επίδραση διαφορετικών προτόκολλων προετοιμασίας, δηλαδή υπερήχησης και αφύγρανσης στη στατιστική συμπεριφορά της τάσης διάσπασης.
Η πειραματική διαδικασία πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με το πρότυπο IEC 60156, ενώ τα αποτελέσματα αναλύθηκαν με χρήση της κατανομής Weibull, επιτρέποντας την αξιολόγηση της διηλεκτρικής αντοχής με όρους αξιοπιστίας και όχι μόνο μέσω μέσων τιμών. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στα χαμηλά ποσοστιαία επίπεδα πιθανότητας (1%), τα οποία είναι κρίσιμα για την σχεδίαση αξιόπιστων υγρών διηλεκτρικών σε εφαρμογές μετασχηματιστών υψηλής τάσης.
Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η προσθήκη νανοσωματιδίων Fe2O3 μπορεί, υπό συγκεκριμένες συγκέντρωσης και πρωτοκόλλων προετοιμασίας, να οδηγήσει σε βελτίωση της διηλεκτρικής αντοχής, ενώ παράλληλα αναδεικνύεται ο καθοριστικός ρόλος της υπερήχησης στη σταθερότητα της διασποράς και στη διαμόρφωση της στατιστικής κατανομής της τάσης διάσπασης. Αντίθετα, η γήρανση επηρεάζει σημαντικά τόσο τις μέσες τιμές όσο και τις παραμέτρους της κατανομής Weibull, γεγονός που υπογραμμίζει τη σημασία της μακροχρόνιας αξιολόγησης των νανοελαίων.
Συνολικά, η εργασία συμβάλλει στην κατανόηση των μηχανισμών που διέπουν τη διηλεκτρική συμπεριφορά νανοελαίων φυσικού εστέρα και αναδεικνύει τη χρησιμότητα της στατιστικής προσέγγισης Weibull για την αξιόπιστη αξιολόγηση υγρών διηλεκτρικών σε εφαρμογές υψηλής τάσης.
Abstract
This diploma thesis investigates the dielectric strength of aged natural ester insulating nanofluids, focusing on FR3 oil enhanced with iron oxide (Fe2O3) nanoparticles, under different dehydration and ultrasonication conditions. The main objective is to examine the influence of nanoparticle concentration, temporal aging, as well as the influence of various preparation protocols, meaning diffrent ultrasonication and dehydration processes on the statistical behavior of breakdown voltage.
The experimental procedure was conducted in accordance with IEC 60156, while the obtained breakdown voltage data were analyzed using the Weibull distribution. This approach enables a reliability-oriented evaluation of dielectric strength, extending beyond mean values and emphasizing low-probability percentiles (1%), which are of particular importance for the design of reliable liquid dielectrics for high-voltage transformer applications.
The results indicate that the addition of Fe2O3 nanoparticles can lead to an enhancement of dielectric strength under specific concentration levels and preparation conditions, while the crucial importance of ultrasonication is highlighted in the dispersion stability and the significant effects on the parameters of the breakdown voltage statistical distribution. Conversely, aging has a pronounced impact on both the average breakdown voltage and the Weibull parameters, showcasing the necessity of long-term assessment when evaluating the performance of dielectric nanofluids.
Overall, this work contributes to a deeper understanding of the mechanisms governing the dielectric behavior of natural ester-based nanofluids and demonstrates the effectiveness of Weibull statistical analysis as a robust tool for assessing dielectric reliability in high-voltage insulation systems.
