Κατάλογος Εκδηλώσεων

ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Πρόγραμμα Προπτυχιακών Σπουδών

ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

Ονησίφορου Διαμαντίδη

με θέμα

Πειραματική Μελέτη Διηλεκτρικής Συμπεριφοράς Νανορευστών SiC

Experimental Study of Dielectric Behavior of SiC Nanofluids

Εξεταστική Επιτροπή

Επίκουρος Καθηγητής Γεώργιος Πέππας (ΠΚ, Σχολή ΗΜΜΥ, Επιβλέπων)
Καθηγητής Κωνσταντίνος Γυφτάκης (ΠΚ, Σχολή ΗΜΜΥ)
Αναπληρωτής Καθηγητής Θωμάς Τσοβίλης (ΑΠΘ, Σχολή ΗΜΜΥ)

Περίληψη

Η παρούσα διπλωματική εργασία μελετά πειραματικά τη διηλεκτρική συμπεριφορά νανορευστών με βάση έλαιο φυσικού εστέρα (FR3) και νανοσωματίδια καρβιδίου του πυριτίου (SiC), με στόχο τον προσδιορισμό της βέλτιστης συγκέντρωσης νανοσωματιδίων και την αξιολόγηση της επίδρασης της υγρασίας στη διηλεκτρική αντοχή.
Εξετάστηκαν επτά διαφορετικά μονωτικά υγρά: το καθαρό έλαιο FR3, το οποίο αποτέλεσε την κατάσταση αναφοράς, και έξι νανοδιηλεκτρικά με συγκεντρώσεις SiC από 0,002% έως 0,012% κατά βάρος (κ.β.). Οι μετρήσεις εναλλασσόμενης τάσης διάσπασης πραγματοποιήθηκαν σύμφωνα με το πρότυπο IEC 60156, με σταθερό διάκενο ηλεκτροδίων 2,5 mm, και κάθε δείγμα υποβλήθηκε σε διαδοχικούς κύκλους αφύγρανσης με περιστροφικό εξατμιστήρα. Συνολικά καταγράφηκαν 3.758 διασπάσεις, οι οποίες κατανεμήθηκαν σε σαράντα σύνολα δεδομένων και αναλύθηκαν στατιστικά με την κατανομή Weibull και την κανονική κατανομή, με χρήση των κριτηρίων καλής προσαρμογής Kolmogorov-Smirnov και Anderson-Darling.
Τα αποτελέσματα ανέδειξαν την υγρασία ως τον κυρίαρχο παράγοντα: η αφύγρανση του ελαίου βάσης οδήγησε σε αύξηση της μέσης τάσης διάσπασης από 28,5 σε 80,6 kV, ενώ η επίδρασή της αποδείχθηκε πλήρως αντιστρεπτή. Η προσθήκη νανοσωματιδίων SiC δεν μετέβαλε ουσιαστικά τη μέση τάση διάσπασης, μείωσε όμως συστηματικά τη διασπορά των μετρήσεων, με τον συντελεστή μεταβλητότητας να υποχωρεί από 11,4% στο 4,9%. Ως συνέπεια, οι συγκεντρώσεις 0,006% και 0,008% κατά βάρος υπερέβησαν το έλαιο βάσης ως προς την τάση που αντιστοιχεί σε πιθανότητα διάσπασης 1%. Η κατανομή Weibull δεν απορρίφθηκε σε καμία από τις σαράντα περιπτώσεις, σε αντίθεση με την κανονική κατανομή, η οποία απορρίφθηκε σε είκοσι τέσσερις και οδηγούσε συστηματικά σε μη συντηρητικές εκτιμήσεις.

Λέξεις-κλειδιά: Ανάλυση Weibull, Διηλεκτρική αντοχή, Καρβίδιο του πυριτίου, Νανοδιηλεκτρικά υγρά, Τάση διάσπασης, Υγρασία, Φυσικός εστέρας

Abstract

This diploma thesis experimentally investigates the dielectric behavior of nanofluids based on FR3 natural ester oil with silicon carbide (SiC) nanoparticles, aiming to determine the optimal nanoparticle concentration and to evaluate the effect of moisture on dielectric strength.
Seven liquids were examined: pure FR3 oil, which served as the reference condition, and six nanodielectrics with SiC concentrations ranging from 0.002% to 0.012% by weight. AC breakdown voltage measurements were carried out in accordance with the IEC 60156 standard, using a fixed electrode gap of 2.5 mm, and each sample was subjected to successive dehydration cycles in a rotary evaporator. A total of 3,758 breakdowns were recorded, distributed across forty datasets and analyzed statistically using the Weibull and normal distributions, with the Kolmogorov-Smirnov and Anderson-Darling goodness-of-fit criteria.
The results identified moisture as the dominant factor: dehydration of the base oil increased the mean breakdown voltage from 28.5 to 80.6 kV, and its effect proved to be fully reversible. The addition of SiC nanoparticles did not increase the mean breakdown voltage, but systematically reduced the scatter of the measurements, with the coefficient of variation falling from 11.4% to 4.9%. As a result, the concentrations of 0.006% and 0.008% by weight exceeded the base oil in terms of the voltage corresponding to a 1% breakdown probability. The Weibull distribution was not rejected in any of the forty cases, in contrast to the normal distribution, which was rejected in twenty-four and consistently led to non-conservative estimates.

Keywords: AC breakdown voltage, dielectric strength, moisture, nanodielectric fluids, natural ester, silicon carbide, Weibull analysis a script, combining VideoPrism with AI agents. It evaluates the system’s accuracy, the contribution of its individual components, and the effects of larger video libraries and clip reuse.