Разделы: Электротехника, Химия
Размещена 30.11.2015. Последняя правка: 29.11.2015.
Просмотров - 3351

Проблемы применения композитных изоляторов в электроустановках высокого напряжения

Миллер Марина Владимировна

Казанский Государственный Энергетический Университет

Студент

Новиков Вячеслав Федорович, доктор химических наук, профессор кафедры «Энергообеспечение предприятий» Казанского Государственного Энергетического Университета

УДК 661.13

Как известно, в последнее время производство и применение композитных изоляторов в электроустановках высокого напряжения неуклонно расширяется. Это связано в первую очередь с тем, что основное достоинство композитных изоляторов заключается в их более хороших электрических характеристиках, стойкости и вандализму, относительно малому весу, удобстве транспортировки и монтажа, возможности использования в компактных электроустановках, а также хорошей работоспособности в условиях загрязнения окружающей природной среды. Кроме того, композитные изоляторы имеют хороший внешний вид, низкую стоимость и возможность их получения на основе силиконовых полимерных материалов. Композитные изоляторы могут оказаться незаменимыми в условиях сильного загрязнения окружающей среды, так как в результате их хорошей самоочищаемости и гидрофобности поверхности не требуется применение очистки в процессе эксплуатации.

Важным стимулом организации производства композитных материалов являются относительно небольшие капиталовложения, которые не сопоставимы с затратами на строительство заводов для производства стеклянных или керамических изоляторов. При этом, основным сырьем для производства композитных изоляторов является силиконовая резина, преимуществом которой является ее низкая гидрофобность, а также более низкие токи утечки. Силиконовая резина способна восстанавливать свою поверхностную гидрофобность в результате ее временной утраты, например, после перекрытия дугой. Это позволяет передавать водоотталкивающие свойства силикона слою загрязнения на поверхности изолятора, что приводит к довольно низким токам утечки в условиях сильного загрязнения и увлажнения. Полимерные изоляторы обычно получают литьем под низким и высоким давлением, экструзией и полимеризацией при повышенных температурах.

Для повышения прочности силиконовых изоляторов в них вводятся различные добавки, в качестве которых используют инертные пористые материалы, а также кремнийорганическая кислота. При этом высокая эластичность и упругость силиконов практически не зависит от температуры вулканизации. Силиконовая связь Si-O способствует высокой температурной стойкости готового изделия, высокое сопротивление силы воздействия окружающей среды, озона, ультрафиолетовых излучений и коронного разряда. При модификации силиконов оксидом аммония наблюдается улучшение сопротивления материала эрозии, так как, количество низкомолекулярных компонентов является достаточным для восстановления поверхностной гидрофобности в течении всего срока эксплуатации полимерных изоляторов.

Для испытания изоляторов на основе силиконовой резины обычно применяют метод длительного приложения напряжения в альтернативных вариантах, к которым относятся:

- метод чистого тумана, подаваемый на предварительно загрязненный изолятор, находящийся под высоким напряжением;

- метод соленого тумана, когда чистые изоляторы включают под напряжением, а затем начинается увлажнение туманом с различным содержанием соли;

Как правило, для изготовления изоляторов в силиконовую резину вводят различные добавки, которые улучшают качество конечной продукции. В производстве полимерных композиционных материалов наполнители всегда играли важную роль. Из- за слабого межмолекулярного взаимодействия влияние наполнителей на физико-механические свойства полисилоксановых каучуков количественно иное, чем у каучуков общего назначения. Так, прочность резины после введения наполнителей в силоксановый каучук может увеличиться до 40 и более раз. Сочетание полимеров с наполнителями позволяет получать материалы с совершенно новыми технологическими и эксплуатационными характеристиками. Наполнители влияют на теплопроводность, термостабильность, маслобензостойкость, антипирирующие и электрические свойства. 

Наполнители для силоксановых резин должны отвечать двум основным требованиям: они должны быть устойчивыми при всех условиях, в которых резина может работать, и должны быть инертны ко всем остальным составным частям смеси. Эти требования ограничивают выбор наполнителей различными типами кремнезёма и некоторыми неорганическими солями и окислами.

Так, например, в работе [1] с этой целью используется резиновая смесь, которая состоит из метилвинил силиконового каучука, аэросила, цинковых белил, красного пигмента железоокисленных, пылевидного кварца, кизельгура, органической перекиси и кремнийорганического соединения, содержащего алкокси-группу. В качестве антиструктурирующего агента данная композиция содержит продукт взаимодействия октаметилциклотетрасилоксана с тетраэтокси силоксаном.

Получены также резиновые смеси на основе высокомолекулярного метилвинилсилоксанового каучука, которые используются для получения полимерных изоляторов для высоковольтных линий электропередач, в которую дополнительно вводят полиметилгидридсилоксановую жидкость, содержащую активный водород. Это приводит к образованию более плотной и совершенной вулканизационной сетки при более низкой температуре вулканизации [2].

Таким образом, введение в резиновую смесь различных ингредиентов позволяет получать полимерные композиции с улучшенными техническими характеристиками, которые являются перспективными материалами для получения полимерных изоляторов.

1. Копылов В.М., Донцов А.А., Юровский В.С., Буханов А.М., Савицкая В.К., Коморницкий Н.В., Перфильева Н.В., Приходько П.Л., Горшков А.В., Касьянова И.Н., Резиновая смесь, Авт. Свид. №1225237,опубл.13.03.84.
2. Салихов Н.Х., Лебедев Е.П., Бабурина В.А., Калмыкова В.Я., Хакимуллин Ю.Л., Ишкаев Р.К., Закиров Р.Р., Садыков И.И., Рахматуллин А.Ш., Габайдуллин Н.Н., Резиновая смесь на основе высокомолекулярного метилвинилсилоксанового каучука, Патент Российской Федерации №2224774,опубл.27.02.2004.
3. Южелевский, Ю.А. Основные проблемы синтеза новых силоксановых эластомеров / Ю.А.Южелевский // В кн.: Кремнийорганические соединения и материалы на их основе.- Л.: Наука, 1984.- С. 92-97.

Рецензии:

1.12.2015, 13:42 Шахаб Сиямак Насер
Рецензия: Рецензируемая статья относится к созданию новых полимерных композиционных изоляторов для электроустановок высокого напряжения. Мои замечания и рекомендации. 1. В аннотации читаем: «Показано, что при изготовлении полимерных изоляторов наиболее перспективным является использование силиконовой резины, для изучения свойств которой, ее необходимо модифицировать за счет введения различных добавок.» Это общие слова. Вы должны конкретизировать свои исходный материал (марки силиконовой резины) и модификатор свойств материала. 2. Нужно расставить ссылки по тексту. В тексте читаем: «Как известно…» Вам известно, а нам нет. 3. Не следует употреблять слова «хорошие, плохие» в научном тексте. «…более хороших электрических характеристиках…», «…хорошей работоспособности…», «…хороший внешний вид…», «…хорошей самоочищаемости и гидрофобности…» и т.д. 4. Что значит «…стойкости и вандализму…»? 5. Не следует повторять предложения (Композитные изоляторы могут оказаться незаменимыми в условиях сильного загрязнения окружающей сред). Это уже было написано. 6. «…инертные пористые материалы…». Нужно обязательно дать характеристику использованных материалов для повышения прочности силиконовых изоляторов в работе. 7. «При этом высокая эластичность и упругость силиконов практически не зависит от температуры вулканизации». Зачем это предложение? Что оно дает? 8. «Силиконовая связь Si-O». Что это за связь? 9. «Силиконовая связь Si-O способствует высокой температурной стойкости готового изделия, высокое сопротивление силы воздействия окружающей среды, озона, ультрафиолетовых излучений и коронного разряда». Переписать предложение. 10. «При модификации силиконов оксидом аммония наблюдается улучшение сопротивления материала эрозии, так как, количество низкомолекулярных компонентов является достаточным для восстановления поверхностной гидрофобности в течении всего срока эксплуатации полимерных изоляторов». Это взято из литературы или это Ваш эксперимент. Если из литературы, то нужна ссылка. 11. «Как правило, для изготовления изоляторов в силиконовую резину вводят различные добавки, которые улучшают качество конечной продукции. В производстве полимерных композиционных материалов наполнители всегда играли важную роль». Общие фразы из книг по физико-химическим основам модификации полимеров, не дающие ничего конкретного для описания результатов работы. 12. «Из- за слабого межмолекулярного взаимодействия влияние наполнителей на физико-механические свойства полисилоксановых каучуков количественно иное, чем у каучуков общего назначения». К чему это и что хотел сказать автор? 13. «Сочетание полимеров с наполнителями позволяет получать материалы с совершенно новыми технологическими и эксплуатационными характеристиками. Наполнители влияют на теплопроводность, термостабильность, маслобензостойкость, антипирирующие и электрические свойства». Опять общие фразы из литературы по физико-химическим основам модификации полимеров, не дающие ничего конкретного для описания результатов работы. 14. «Эти требования ограничивают выбор наполнителей различными типами кремнезёма и некоторыми неорганическими солями и окислами». А какие именно? Неорганические соли и оксиды, это две группы химических соединений. 15. «Таким образом, введение в резиновую смесь различных ингредиентов позволяет получать полимерные композиции с улучшенными техническими характеристиками, которые являются перспективными материалами для получения полимерных изоляторов». Различные ингредиенты, это не научный термин. Ничего конкретного. Даже в заключении нет ничего конкретного для читателя. Научная статья должна содержать: «введение, методы эксперимента, обсуждение результатов, список литературы». Здесь присутствует только последнее. Статья в представленном виде не может быть рекомендована к печати. Следует отправить на доработку.



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий