Главное преимущество кремнийорганических изоляторов

Главное преимущество кремнийорганических изоляторов?

Таковым для полимерных изоляторов с кремнийорганической (силиконовой) защитной оболочкой смело можно назвать высокую грязестойкость. Поскольку изоляторы наружной установки всегда работают далеко не в идеальных условиях и не в «стерильном» состоянии, на практике вопрос надежности становится основным с точки зрения обеспечения электрической прочности изоляции.

Зачастую оценка загрязненности проводится на глаз – на основании внешнего вида изоляторов. Что касается фарфоровых и стеклянных, такой подход, пожалуй, оправдан, однако для полимерных с кремнийорганической защитной оболочкой подобная оценка не дает даже приближенных к фактическим результатов.

Уникальное свойство кремнийорганики, которое и обеспечивает завидную грязестойкость, – сохранение гидрофобности поверхности на протяжении всего срока службы изделия.

В условиях загрязнения токи утечки у полностью смоченного фарфорового изолятора со сплошной водяной пленкой на поверхности и у кремнийорганического – с капельным водяным слоем могут отличаться в десятки раз, а разрядные характеристики – в разы.

Если загрязненную смоченную поверхность изолятора рассматривать как проводник с большим электрическим сопротивлением, защитные свойства гидрофобной поверхности обеспечиваются наличием множества разрывов в таком проводнике (это – сухие участки поверхности).

Гидрофобизация поверхности обеспечивается за счет наличия в кремнийорганической резине молекул с низким молекулярным весом. Не имея связей с другими молекулами, они мигрируют из толщи резины на поверхность и пропитывают загрязнения, не удаленные дождем и ветром. По данным производителей кремнийорганических резин, низкомолекулярная фракция способна пропитывать слой загрязнений толщиной до полутора миллиметров, придавая ему свойство гидрофобности. Это замечательное качество кремнийорганики сохраняется не менее тридцати лет, обеспечивая высокую грязестойкость изолятора в течение всего нормативного срока его службы.

Влияние гидрофобности на разрядные характеристики изоляторов хорошо иллюстрируется сравнением результатов, полученных в ходе эксперимента с фарфоровыми (гидрофильными) и кремнийорганическими (гидрофобными) изоляторами. Два идентичных по форме изделия по отдельности помещались в камеру, заполненную соленым туманом. При различных уровнях его проводимости напряжение плавно повышалось до перекрытия изолятора по воздуху. Таким образом были получены две кривые, описывающие зависимость разрядного напряжения промышленной частоты от уровня загрязнения.

Оказалось: разрядное напряжение у загрязненного до уровня VII СЗА фарфорового изолятора в пять раз ниже, чем у чистого, а у гидрофобного кремнийорганического – лишь в 1,5 раза. Интересно, что разрядное напряжение у загрязненного до VII СЗА кремнийорганического изолятора выше, чем у чистого фарфорового изолятора.

Лабораторные эксперименты по определению влияния гидрофобности на электрическую прочность подтверждаются и опытом эксплуатации кремнийорганических изоляторов на контактной сети стальных магистралей.

опорно-стержневые изоляторы ОСК

Северная железная дорога одной из первых начала в широких масштабах внедрять эти изделия. С 2000 года было установлено около 50 тысяч полимерных изоляторов последнего поколения – с цельнолитой кремнийорганической защитной оболочкой. Вот уже восемь лет они безотказно служат на СЖД в районах с различной степенью и характером загрязнения.

Особенно интересна и показательна практика эксплуатации на участках, где прежде существовали серьезные проблемы с изоляцией. В 2001-м изоляторами с кремнийорганической защитной оболочкой была оснащена контактная сеть переменного тока на станции Череповец-II. Там в качестве «щедрого» источника загрязнения выступает Череповецкий металлургический комбинат. Применявшиеся до того фарфоровые изоляторы регулярно разрушались из-за перекрытий, инициированных загрязнением. Приходилось выходить из положения за счет последовательной установки двух изоляторов или монтировать от 6 до 8 тарельчатых стеклянных изоляторов вместо рекомендуемых четырех. Тем не менее, полностью заменять эти элементы контактной сети на станции приходилось раз в пять – шесть лет. После замены фарфоровых изоляторов на полимерные отказы прекратились.

Однако в нынешнем году специалистов службы электрификации и электроснабжения Северной железной дороги насторожил внешний вид кремнийорганических изоляторов – они показались чересчур загрязненными. Несмотря на то, что случаев их перекрытия зафиксировано не было, для определения возможности дальнейшей эксплуатации был демонтирован загрязненный изолятор. Его направили на испытания в лабораторных условиях в НИИПТ (г. С-Петербург).

Результаты проверки оказались неожиданными для специалистов. Внешне загрязненный изолятор с точки зрения изоляционных свойств оказался… абсолютно чистым. Удельная поверхностная проводимость слоя загрязнения составила величину в сто раз меньше нормируемого уровня для самой легкой степени загрязнения – 5 мксм. Гидрофобность поверхности сохранилась, а разрядное напряжение в загрязненном и увлажненном состоянии в 2,7 раза превысило нормируемую ГОСТ 51204 величину. Таким образом основания для беспокойства отпали.

Производителям полимерных изоляторов такие результаты испытаний представляются закономерными. Как свидетельствует статистика, среди нескольких миллионов применяемых сегодня в России изоляторов с кремнийорганической защитной оболочкой отказавших по причине загрязнения поверхности нет.

По данным опроса CIGRE (International Council on Large Electric Systems), в зарубежных энергосистемах мотивы, повлиявшие на выбор потребителей в пользу полимерных изоляторов, распределились в следующем порядке: более высокая грязестойкость; сокращение числа актов вандализма; удобство эксплуатации; требуемая прочность при малом весе; низкая стоимость и хороший внешний вид. На первое место потребители поставили грязестойкость – свойство, обеспечивающее сохранение электрической прочности изолятора в различных условиях работы.

Наиважнейшее значение гидрофобности для изоляционных свойств учтено и в последних российских стандартах на полимерные изоляторы. Введено нормирование степени их гидрофобности согласно семиуровневой классификации.

© Евразия Вести VIII 2008

ГОСТы по изоляторам

Гидрофобные свойства поверхности полимерных изоляторов и их значение

Популярные товары

Изоляторы полимерные всех типов

Индикаторы наличия напряжения 6-35 кВ

Изоляторы силиконовые опорно-стержневые ОСК 10-110 кВ