Tehnični

Primerjava polimernih materialov za uporabo visokonapetostnih izolatorjev na prostem

Jul 28, 2023 Pustite sporočilo

Polimerni izolatorji so bili uporabljeni na nadzemnih vodih in na transformatorskih postajah že leta 1960. V preteklih letih je bilo preizkušenih več različnih polimerov, pogosto z različnimi rezultati. Na primer, politetrafluoroetilen (znan tudi kot teflon) se je na začetku zdel obetaven in so ga uporabljali v izolatorjih, izdelanih v Italiji od leta 1965 naprej. Toda ta material je bil kmalu opuščen kot neprimeren. Drugi polimeri, ki trdijo, da imajo večjo učinkovitost onesnaževanja v primerjavi s porcelanom in steklom, vključujejo etilen propilen kavčuk (EPR), etilen propilen dien monomer (EPDM), silikonski kavčuk (SR) in različne 'zlitine' teh polimerov. V tem urejenem prispevku iz leta 2015 k INMR je strokovnjak T&D Alberto Pigini razpravljal o nekaterih dejavnikih, ki jih je treba upoštevati pri izbiri najprimernejšega polimernega materiala za ohišje za zunanjo izolatorsko uporabo.

 

Medtem ko je bila vsaka družina polimernih materialov običajno navedena na podlagi njihovega glavnega polimera v razsutem stanju, je pomembno opozoriti, da je vsak izolacijski material oblikovan po lastnem edinstvenem "receptu". Posebne sestavine, kot so polnila, barvila in drugi dodatki, se dodajo glavnemu polimeru v razsutem stanju, da ga optimizirajo z vidika stroškov, proizvodnje in učinkovitosti. Pravzaprav je vprašanje, ki ostaja samo delno rešeno, vzpostavitev najboljšega načina za pridobitev zanesljivega "prstnega odtisa" vsakega polimernega materiala. To velja za najboljši način za zagotovitev strankam, da so izolatorji, ki so jim poslani, popolnoma enaki tistim, za katere so bili zagotovljeni certifikati o tipskem preskusu in izkušnje na terenu.

 

Ugotovljeno je bilo, da so EPR, EPDM in SR (v njihovih različnih lastniških formulacijah) najprimernejši polimeri z različnimi stopnjami kakovosti s stališča odpornosti na električne, kemične, okoljske in mehanske obremenitve. SR je na primer material za prenos hidrofobnosti (HTM). To pomeni, da ne kaže le notranje hidrofobnosti, temveč tudi edinstveno sposobnost obnovitve hidrofobnosti na površini z nizkim 'obnovitvenim časom', če bi bila hidrofobnost začasno izgubljena zaradi delovnih pogojev, kot je močno močenje. Predvsem zaradi te prednosti je SR prevladal nad drugimi polimeri in je dejansko postalde facto'standard' za večino visokonapetostnih aplikacij v izmeničnem in enosmernem toku – še posebej, kadar se zahteva izboljšana učinkovitost onesnaževanja. Izkušnje na terenu s to družino polimerov so bile na splošno pozitivne tako za aplikacije v daljnovodih kot v transformatorskih postajah, kar je okrepilo močno tržno preferenco.

 

Hkrati je pomembno poudariti, da izkušnje kažejo, da izolacija SR morda ne bo vedno izpolnila pričakovanj uporabnikov v izjemno težkih delovnih okoljih (npr. tistih z visoko topnimi in ne-topnimi usedlinami na izolatorjih in s pogostim vlaženjem z meglo). Pod tako zahtevnimi pogoji obnovitev hidrofobnosti morda ne bo dovolj hitra, kar dejansko izniči korist. To vedenje je bilo v zadnjih letih potrjeno s hudimi (morda prehudimi) laboratorijskimi testi staranja, pri katerih so bili različni dizajni in materiali izolatorjev več tisoč ur izpostavljeni različnim stresnim pogojem, vključno s slano meglo, dežjem, čisto meglo, obdobji sušenja in UV (glej sliko. 1). Slika. 2 prikazuje primere razgradnje, do katere pride pod enosmernim tokom. Da bi dobili indikacijo stanja izolatorja po staranju, je bila odpornost proti onesnaženju določena z uporabo metode 'hitrega preplaha' pri slanosti 80 kg/m3. Slika . 3 prikazuje primerjavo izolatorjev v smislu poenotene specifične plazne poti (USCD), ki se zahteva pri enosmernem toku. V takih simuliranih ekstremnih pogojih je bilo ugotovljeno, da je bila zmogljivost EPDM in EPRizolatorjev dejansko boljša od učinkovitosti SR. To je bilo verjetno posledica dejstva, da je odpornost proti sledenju in eroziji katerega koli polimernega materiala pomembnejša od prenosa hidrofobnosti v teh vrstah ekstremnih okolij.

Nazadnje, obstajajo situacije, v katerih sprejetje kompozitnih izolatorjev ni narekovala večja učinkovitost onesnaževanja, temveč drugi vidiki, kot je izboljšana varnost. Pravzaprav je to vse pogosteje veljalo za ohišja za aplikacije na transformatorskih postajah izmeničnega toka v razmeroma čistih okoljih, kjer v električni zasnovi bolj prevladuje preklopna impulzna zmogljivost kot pa onesnaževanje. Čeprav je možno, da silikonski izolatorji ponujajo tudi najboljšo rešitev v tem primeru, tehnične in ekonomske primerjave "standardnega pristopa SR" z alternativnimi polimernimi možnostmi, ki niso omenjene zgoraj, ne smemo samodejno zavreči. Preveč standardizacije omejuje inovativnost.

Pošlji povpraševanje