Original title: Vývoj keramického filtračního zařízení pro elektroizolační kapaliny
Translated title: Development of ceramic filter equipment for electro-insulating liquids
Authors: Havlíková, Tereza ; Cihlář, Jaroslav (referee) ; Maca, Karel (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2024
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [eng] [cze]
Cílem této diplomové práce byla příprava makroporézních keramických filtrů na bázi mullitu a oxidu křemičitého, které by byly vhodné pro filtraci elektroizolačních kapalin v distribučních transformátorech. První část této práce tvoří literární rešerše, která se zabývá tématem elektroizolačních kapalin a jejich degradace, metodami přípravy makroporézní keramiky a jejího využití pro filtraci, včetně přehledu používaných materiálů. Experimentální část se zabývá přípravou porézních filtrů pomocí dvou vybraných metod, replikační metody a přímého pěnění. U filtrů připravených pomocí optimalizovaných parametrů bylo vyhodnoceno fázové složení, mikrostruktura a pevnost v tlaku. Filtry připravené replikační metodou byly tvořeny otevřenými propojenými póry o velikosti 150 až 350 µm, dosahovaly porozity kolem 80 % a pevnosti v tlaku až 2,4 MPa. Keramické pěny získané přímým pěněním dosahovaly porozity 68-73 % a otevřených propojených pórů menších než 100 µm. Filtry bylo nutné zvětšit na rozměry dané filtračním zařízením. Přímé pěnění se ukázalo jako nevhodné pro přípravu filtrů ve větším měřítku, nicméně filtry připravené replikační metodou byly úspěšně zvětšeny a jsou připraveny pro testování jejich filtrační schopnosti. Tyto filtry s otevřenými propojenými póry, unimodálním rozložením velikosti pórů a dostatečnou mechanickou pevností jsou potenciálními kandidáty pro použití v prvním kroku filtrace elektroizolačních kapalin a mohou tak představovat udržitelnější alternativu k v současnosti používaným papírovým filtrům. The aim of this master’s thesis was to prepare macroporous ceramic filters based on mullite and silica, suitable for the filtration of electro-insulating liquids in distribution transformers. The first part of this thesis is a literature review, which addresses the topic of electro-insulating liquids and their degradation, processing techniques of macroporous ceramics and their use in filtration, including an overview of the materials used. The experimental part describes the preparation of porous filters using two selected methods, the replica template method and direct foaming. Filters prepared with optimised processing parameters were evaluated for phase composition, microstructure and compressive strength. Filters prepared using the replica template method consisted of open interconnected pores ranging from 150 to 350 µm, achieved a porosity of around 80 % and compressive strength up to 2.4 MPa. Ceramic foams obtained using direct foaming achieved a porosity of 68–73 % and open interconnected pores up to 100 µm. Due to the requirements of the filtration equipment, the dimensions of the filters had to be scaled up. Direct foaming was found to be unsuitable for the large-scale preparation of filters, however, filters prepared by the replica template method were successfully scaled up and are ready for the testing of their filtration capacity. These filters with open interconnected pores, unimodal pore size distribution and sufficient mechanical strength are potential candidates for use in the first stage of filtration of electro-insulating liquids, offering a more sustainable alternative to the currently used paper filters.
Keywords: elektroizolační kapalina; keramické filtry; makroporézní keramika; mullit; oxid křemičitý; přímé pěnění; replikační metoda; ceramic filters; direct foaming; electro-insulating liquid; macroporous ceramics; mullite; replica template method; silica

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: https://hdl.handle.net/11012/248148

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-619273


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses