Технически

Сравнение на полимерни материали за приложения на изолатори за високо напрежение на открито

Jul 28, 2023 Остави съобщение

Полимерни изолатори са били прилагани върху въздушни линии и подстанции още през 1960 г. През годините са били изпробвани няколко различни полимера, често с различни резултати. Например политетрафлуоретиленът (известен също като тефлон) изглеждаше обещаващ в началото и се използваше в изолатори, произведени в Италия от около 1965 г. Но този материал скоро беше изоставен като неподходящ. Други полимери, които претендират за превъзходно замърсяване в сравнение с порцелан и стъкло, включват етилен пропилей каучук (EPR), етилен пропилен диен мономер (EPDM), силиконов каучук (SR) и различни „сплави“ от тези полимери. В този редактиран принос за INMR от 2015 г. експертът по T&D Алберто Пигини обсъди някои от факторите, които трябва да се имат предвид при избора на най-подходящия полимерен материал за корпус за външно изолационно приложение.

 

Въпреки че всяко семейство полимерни материали обикновено се споменава въз основа на неговия основен насипен полимер, важно е да се отбележи, че всеки изолационен материал е формулиран с помощта на собствена уникална „рецепта“. Специфични съставки като пълнители, оцветители и други добавки се добавят към основния насипен полимер, за да го оптимизират от гледна точка на разходите, производството и производителността. Всъщност един проблем, който остава само частично разрешен, е установяването на най-добрите средства за получаване на надежден „пръстов отпечатък“ на всеки полимерен материал. Това се счита за най-добрият начин да се гарантират клиентите, че изолаторите, изпратени до тях, са точно същите като тези, за които са предоставени сертификати за типово изпитване и опит на място.

 

Установено е, че EPR, EPDM и SR (в техните различни патентовани формулировки) са най-подходящите полимери с различни степени на качество от гледна точка на устойчивост на електрически, химични, екологични и механични натоварвания. SR, например, е материал за пренасяне на хидрофобност (HTM). Това означава, че той не само проявява присъща хидрофобност, но и уникалната способност да възстановява хидрофобността на повърхността с ниско „време за възстановяване“, ако хидрофобността бъде временно загубена поради условия на експлоатация, като силно намокряне. Главно поради това предимство SR надделя над другите полимери и наистина се превърна вде факто„стандартен“ за повечето високоволтови приложения както при променлив ток, така и при постоянен ток – особено когато се изисква повишено замърсяване. Полевият опит с това семейство полимери като цяло е положителен както за приложенията в линиите, така и за подстанциите, като по този начин засилва силното пазарно предпочитание.

 

В същото време е важно да се отбележи, че опитът показва, че SR изолацията може не винаги да отговаря на очакванията на потребителите в изключително тежки работни среди (напр. такива, които имат големи разтворими, както и неразтворими отлагания върху изолаторите и с често намокряне от мъгла). При такива предизвикателни условия, възстановяването на хидрофобността може да не е достатъчно бързо, което на практика обезсилва ползата. Това поведение беше потвърдено през последните години от тежки (може би прекалено тежки) лабораторни тестове за стареене, при които различни дизайни на изолатори и материали бяха изложени в продължение на хиляди часове на различни условия на стрес, включително солена мъгла, дъжд, чиста мъгла, периоди на изсушаване и UV (вижте Фиг. 1). Фиг. 2 показва примери за разграждане, наблюдавано при постоянен ток. За да се получи индикация за състоянието на изолатора след стареене, издръжливостта на замърсяване беше определена с помощта на метода на „бързо пламване“ при соленост от 80 kg/m3. Фигура 3 показва сравнение на изолатори по отношение на унифицираното специфично разстояние на пълзене (USCD), изисквано при DC. При такива симулирани екстремни условия беше установено, че производителността на EPDM и EPR изолаторите всъщност е по-добра от тази на SR. Това вероятно се дължи на факта, че устойчивостта на проследяване и ерозия от всеки полимерен материал е по-важна от трансфера на хидрофобност в тези видове екстремни среди

И накрая, има ситуации, при които приемането на композитни изолатори е продиктувано не от превъзходни показатели за замърсяване, а по-скоро от други съображения, като например подобрена безопасност. Всъщност това все по-често се отнася за корпуси за приложения в абонатни станции за променлив ток в относително чиста среда, където електрическият дизайн е доминиран повече от превключващи импулсни характеристики, отколкото от замърсяване. Въпреки че е възможно силиконовите изолатори също да предлагат най-доброто решение в този случай, техническото и икономическо сравнение на „стандартния SR подход“ с алтернативни полимерни опции, които не са споменати по-горе, не трябва да се отхвърля автоматично. Твърде много стандартизация ограничава иновациите.

Изпрати запитване