A reduced gamma radiation effects on the electrical insulating cables using XLPE clay nanocomposites

Other Title(s)

تأثير أشعة جاما على خليط مركبات الطين النانوية مع البولي إيثيلين المتصالب المستخدمة في كابلات العازل الكهربائية

Joint Authors

al-Qattan, Wala Abd al-Mumin
Izz al-Din, Muhammad Rida
Sulayman, al-Sayyid
Othman, al-Said Abd al-Aziz

Source

Journal of al Azhar University : Engineering Sector

Issue

Vol. 14, Issue 53 (31 Oct. 2019), pp.1392-1402, 11 p.

Publisher

al-Azhar University Faculty of Engineering

Publication Date

2019-10-31

Country of Publication

Egypt

No. of Pages

11

Main Subjects

Electronic engineering

Topics

Abstract AR

أصبح الاتجاه لتعزيز الخصائص الكھربائية و الميكانيكية للمواد العازلة المستخدمة في الكابلات أمر ضروري من أجل تخطيط
أنظمة العزل الجديدة المستخدمة في محطة الطاقة النووية.

يھدف البحث الحالي إلى دراسة التحسن في ھذه الخصائص للبولي
٪ إيثيلين المتصالب بسبب إضافة جسيمات الطين النانوية.

تم تصنيع مع نسب مختلفة من الجسيمات النانوية تصل إلى ٥
مع مساعدة من تشتت الجسيمات النانوية داخل المصفوفة البوليمرية المذابة.

تم إجراء تجربة XLPE و ذلك باستخدام مزيج
التشعيع على كل من عزل كبل النقي و التعبئة الممتلئة باستخدام مصدر أشعة غاما و ھو كوبلت ٦٠ بمعدل جرعة تشعيع يبلغ
١.٨٧ كجم / ساعة عند درجة حرارة ٥٠ مئوية.

اتسمت التشكل السطحي للمركبات النانوية المركبة بالتصوير المجھري
الإلكتروني و كذلك تم قياس الخواصالكھربائية و الميكانيكية.

لقد وجد أن قوة انھيار قد زادت مع دمج الجسيمات النانوية الطينية
لھا خواص كھربائية أفضل ووجد أن s في المصفوفة الخاصة بھم مقارنة مع تلك الموجودة في غير المملوءة.

ھذا يكشف أن
جزء التحميل الأمثل من جسيمات الطين النانوية ھو ١ ٪ و الذي أدى إلى أن الطاقة السطحية المنخفضة للجسيمات النانوية
الطينية حالت دون تكتل الجسيمات النانوية و قمعت شحنات المساحة الحرة مما أدى إلى انخفاضالسعة داخل المركبات النانوية.


علاوة على ذلك زادت السعة الكھربائية وثابت العزل الكھربائي بنحو ٢٠ ٪ و ٢٠ ٪ على التوالي عند جرعة اشعاعية ٥٠
٪ كيلوجراي مقارنة مع كبل النقي في جزء التحميل الأمثل.

أيضا وجد أن نسبة التحميل الأمثل لجسيمات الطين النانوية ھي ٤
لتحسين الخواصالميكانيكية في عزل كبل

Abstract EN

The direction to enhance the electrical, dielectrica and mechanical characteristics of insulating
materials used in cables has become essential in order to plan new insulation systems used in the
nuclear power plant.

The current study is to investigate the improvement in these properties of
Cross-linked polyethylene (XLPE) due to the addition of clay nanoparticles.

The XLPE/Clay -
Nanocomposites, with different weight fragments of nanoparticles up to 5 % , were fabricated
using the mixing of XLPE with the aid of nanoparticles dispersion within the melted polymeric
matrix.

The irradiation experiment was performed on both the pure XLPE cable insulation and
the filled one, by using 60Co gamma-ray source with an irradiation dose rate of 1.87 KGy/h at 50
oC temperature of the chamber.

The surface morphology of synthesized XLPE / Claynanocomposites
was characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM) and the dielectric
and mechanical properties were measured.

It is found that the breakdown strength of XLPE /
Clay was increased with incorporating clay nanoparticles into their matrix compared to that case
of unfilled XLPE.

This reveals that XLPE / Clay - nanocomposites had better electrical
properties, 1 % was found the optimal loading fraction of clay nanoparticle.

This may be
referring to the low surface energy of the clay nanoparticles that prevented the agglomeration of
nanoparticles and repressed the free space charges resulting in a decrease in the capacitance and
losses inside the nanocomposites.

Furthermore, both electrical capacitance and dielectric constant
are increased by about 20% , for the XLPE / Clay at 50 KGy compared to pure XLPE at 1% (the
optimal loading fraction).

Also, it is found that the optimal loading fraction of clay nanoparticle
is 4% for improved mechanical properties in XLPE cable insulation.



American Psychological Association (APA)

al-Qattan, Wala Abd al-Mumin& Izz al-Din, Muhammad Rida& Sulayman, al-Sayyid& Othman, al-Said Abd al-Aziz. 2019. A reduced gamma radiation effects on the electrical insulating cables using XLPE clay nanocomposites. Journal of al Azhar University : Engineering Sector،Vol. 14, no. 53, pp.1392-1402.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1022757

Modern Language Association (MLA)

al-Qattan, Wala Abd al-Mumin…[et al.]. A reduced gamma radiation effects on the electrical insulating cables using XLPE clay nanocomposites. Journal of al Azhar University : Engineering Sector Vol. 14, no. 53 (Oct. 2019), pp.1392-1402.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1022757

American Medical Association (AMA)

al-Qattan, Wala Abd al-Mumin& Izz al-Din, Muhammad Rida& Sulayman, al-Sayyid& Othman, al-Said Abd al-Aziz. A reduced gamma radiation effects on the electrical insulating cables using XLPE clay nanocomposites. Journal of al Azhar University : Engineering Sector. 2019. Vol. 14, no. 53, pp.1392-1402.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1022757

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

-

Record ID

BIM-1022757