Technický

Porovnání polymerních materiálů pro venkovní VN izolátory

Jul 28, 2023 Zanechat vzkaz

Polymerní izolátory byly aplikovány na venkovní vedení a v rozvodnách již v roce 1960. V průběhu let bylo vyzkoušeno několik různých polymerů, často s různými výsledky. Například polytetrafluoretylen (také známý jako teflon) se zpočátku jevil jako slibný a byl používán v izolátorech vyrobených v Itálii přibližně od roku 1965. Tento materiál byl ale brzy opuštěn jako nevhodný. Mezi další polymery, které si nárokovaly lepší znečišťující výkon oproti porcelánu a sklu, patří ethylenpropylenový kaučuk (EPR), ethylenpropylendienový monomer (EPDM), silikonový kaučuk (SR) a různé „slitiny“ těchto polymerů. V tomto upraveném příspěvku z roku 2015 k INMR expert T&D Alberto Pigini diskutoval o některých faktorech, které je třeba vzít v úvahu při výběru nejvhodnějšího polymerního materiálu pouzdra pro venkovní izolátor.

 

Zatímco každá skupina polymerních materiálů byla obvykle označována na základě svého hlavního objemového polymeru, je důležité poznamenat, že každý izolační materiál je formulován pomocí své vlastní jedinečné „receptury“. Do hlavního objemového polymeru se přidávají specifické přísady, jako jsou plniva, barviva a další přísady, aby se optimalizoval z hlediska nákladů, výroby a výkonu. Ve skutečnosti jeden problém, který zůstává vyřešen pouze částečně, je stanovení nejlepších prostředků k získání spolehlivého „otisku prstu“ každého polymerního materiálu. To je považováno za nejlepší způsob, jak ujistit zákazníky, že jim dodané izolátory jsou úplně stejné jako ty, pro které byly poskytnuty certifikáty typové zkoušky a zkušenosti z praxe.

 

Bylo zjištěno, že EPR, EPDM a SR (ve svých různých patentovaných formulacích) jsou nejvhodnějšími polymery s různými hodnotami z hlediska odolnosti vůči elektrickému, chemickému, environmentálnímu a mechanickému namáhání. SR je například hydrofobní přenosový materiál (HTM). To znamená, že nevykazuje pouze vlastní hydrofobicitu, ale také jedinečnou schopnost obnovit hydrofobnost na povrchu s krátkou „dobou zotavení“, pokud by se hydrofobicita dočasně ztratila v důsledku provozních podmínek, jako je silné smáčení. Především díky této výhodě SR převládla nad ostatními polymery a skutečně se jím stalade facto„standardní“ pro většinu vysokonapěťových aplikací ve střídavém i stejnosměrném proudu – zejména tam, kde je požadován zvýšený výkon v oblasti znečištění. Zkušenosti v terénu s touto rodinou polymerů byly obecně pozitivní jak pro aplikace v linkách, tak v rozvodnách, čímž posilovaly silné tržní preference.

 

Zároveň je důležité zdůraznit, že zkušenosti naznačují, že izolace SR nemusí vždy splňovat očekávání uživatelů v extrémně drsných provozních prostředích (např. v prostředích s vysokými rozpustnými i -nerozpustnými usazeninami na izolantech a s častým smáčením mlhou). Za takových náročných podmínek nemusí být obnova hydrofobnosti dostatečně rychlá, což efektivně ruší přínos. Toto chování bylo v posledních letech potvrzeno přísnými (možná až příliš přísnými) laboratorními testy stárnutí, při kterých byly různé konstrukce izolátorů a materiály vystaveny po tisíce hodin různým zátěžovým podmínkám, včetně solné mlhy, deště, čisté mlhy, období schnutí a UV záření (viz obr. 1). obr3. Obr. 3 ukazuje srovnání izolátorů z hlediska jednotné specifické povrchové vzdálenosti (USCD) požadované podle DC. Za takto simulovaných extrémních podmínek bylo zjištěno, že výkon EPDM a EPRizolátorů byl ve skutečnosti lepší než SR. To bylo pravděpodobně způsobeno skutečností, že odolnost vůči stopování a erozi jakýmkoli polymerním materiálem je v těchto typech extrémních prostředí důležitější než přenos hydrofobnosti.

Konečně existují situace, kdy přijetí kompozitních izolátorů nebylo diktováno vynikajícími vlastnostmi znečištění, ale spíše jinými ohledy, jako je zvýšená bezpečnost. Ve skutečnosti tomu tak stále více bylo u krytů pro aplikace střídavých rozvoden v relativně čistých prostředích, kde elektrickému designu dominuje více spínací impuls než znečištění. I když je možné, že silikonové izolátory také v tomto případě nabízejí nejlepší řešení, nemělo by být automaticky zahozeno technické a ekonomické srovnání „standardního SR přístupu“ s alternativními polymerními možnostmi, které nejsou uvedeny výše. Příliš mnoho standardizace omezuje inovace.

Odeslat dotaz