kompozitni izolatori za nadvore©na monta@a - mako … · kon~ar elektri~ni visokonaponski aparati...

P33-10

ТРЕТО СОВЕТУВАЊЕ Охрид 3–6 октомври 2001

Letica Ivica, dipl. in`. Mr. sc. Predovan Mladen Flegar Kre{imir, dipl. in`. Kon~ar elektri~ni visokonaponski aparati d.d., Zagreb, Hrvatska

KOMPOZITNI IZOLATORI ZA NADVORE©NA MONTA@A

REZIME

Razvojot na izolatorite za nadvore{na montaà, poradi nedostatocite na porce-lanskite izolatori vo zagadena sredina, dovede do nova generacija na izolatori - kompo-zitni izolatori. Osnoven nedostatok na porcelanskite izolatori e gubitokot na hidro-fobnosta koga se izloèni na jako zagaduvawe. Vlijanieto na vlagata i vodata na zaga-denata povr{ina na porcelanskiot izolator mnogu se razlikuva od toa kaj kompozitni-te izolatori. Blagodarej}i na hidrofobnite svojstva na silikonot, kompozitnite izola-tori pokaùvaat superiorni elektri~ni performansi koga se izloèni na jako zagaduva-we. Tie imaat povisok presko~en napon i pomali polze~ki strui vo odnos na porcelan-skite izolatori. Vo osnovnata konstrukcija, epoksidnoto jadro {to e poja~ano so vlakna i gi podnesuva site optovaruvawa na koi e izloèn izolatorot, e za{titeno so pokrivka od silikonska guma protiv deluvaweto na vozdu{nite ne~istotii, kiselite do`dovi i morskite soli. Silikonot se sostoi od eden del i direktno go prekriva i jadroto i spoe-vite so prirabnicite, taka da nitu vlagata nitu drugite nadvore{ni vlijanija ne moàt da prodrat vo izolatorot. Za studija na promenite na osobinite na povr{inata na izola-torot vo tekot na upotrebata pod vlijanie na site vremenski uslovi i zagaduvawa razvi-eni se metodi za merewe na hidrofobnostta.

Klu~ni zborovi: kompoziten izolator, nadvore{na montaà, porcelanski izola-tor, zagadena okolina, hidrofobnost (vodoodbojnost), silikonska guma

SUMMARY Development of insulators for outdoor use, because of imperfection of the porcelain in-sulator in polluted areas, resulted in new generation of insulator – COMPOSITE INSULATOR. The main defectiveness of the porcelain insulator is lost of hydrofobicity when it is exposed to heavy contamination. The influence of humidity and water on the polluted surface of porcelain insulator very much defers from composite insulator. Thanks to the hydrophobic properties of the silicone, composite insulators exhibit superior electrical performance when exposed to he-avy contamination, they have higher flashover voltage and lower leakage currents compared to porcelain insulators. In the basic construction, fiber reinforced epoxy core that carry all the load to which an insulator is subjected is protected with silicone rubber housing against air pollution, acid rain and sea salts. The silicone is applied in one shot and directly seals the core and the joint with the fittings so neither moisture nor other extraneous matter can therefore penetrate. For studies changes of properties on the insulator surface, during its installation under all weather conditions and pollution, methods for measurements of hydrofobicity are developed.

KEYWORDS: composite insulator, outdoor use, porcelain insulator, pollution, hydrofo-

bicity, silicone rubber

P33-10 2/11

1. VOVED - Istoriski pregled na razvojot na kompozitnite izolatori Idejata za kompozitni izolatori e rodena pred pove}e od 75 godini. Vo samite

po~etoci drvenite jadra bea pokrivani so porcelansko ku}i{te. Dena{niot, op{topri-faten kompoziten izolator so jadro poja~ano so "plasti~ni" vlakna i so polimerna po-krivka poznat e od sredinata na pedesettite godini. Procesot na razvitok i izbor na za-dovolitelen pokriven materijal be{e dolgotraen. No, relativno brzo e otkrieno deka pokrivkata od mehani~ki pri~ini treba da ima gumesti osobini. Silikonskata guma de-nes se prifa}a kao najpovolen pokriven materijal, poradi vlijanie na stareweto kako i baranite pogonski karakteristiki.

Vo tekot na razvojniot ciklus na materijalite, so primena na dobienite soznani-ja za podobruvawe na pogonskite osobini, kako mo`no re{enie primeneto e prema~kuva-we na povr{inata na porcelanskite izolatori so polimeri. Dene{nite kompozitni izo-latori se podeleni vo dve osnovni grupi: izolatori so polno jadro (sl. 1a) i izolatori so prazno jadro (sl. 1b). Vo dvata slu~aja jadroto od "plasti~en" materijal poja~an so stakle-ni, aramidni i poliesterski vlakna gi obezbeduva mehani~kite osobini. Vaka izrabote-nite jadra imaat dobra mehani~ka cvrstina i ne erodiraat, {to im obezbeduva dolg ì-voten vek. So prekrivawe na vaka izrabotenite jadra so polimer se obezbeduva izrazena otpornost kon elektri~niot probiv bez obyir na nadvore{nite klimatski i pogonski uslovi. Na dvata kraja na izolatorot za prenos na mehani~kite i/ili elektri~ki veli-~ini se dodavaat metalni prirabnici. Siguren prenos na mehani~kite sili preku spojot jadro-prirabnica se obezbeduva so koristewe na vrvna tehnologija na lepewe i presuva-we. Osnovnata osobina na silikonskata guma e hidrofobnosta koja kako posledica ima i izrazena odbojnost kon drugite materijali. Taka, najgolemata prednost na silikonskata guma - otpornosta na zagaduvawe i probivi, e izrazena kao maana vo smisol na spojuvawe so drugi materijali. Problemot za podobruvawe na osobinata na spojuvaweto so drugi ma-terijali e re{en preku razvoj na posebni premazi (prajmeri) {to obezbeduvaat per-manentna hemiska vrska pome|u jadroto, silikonot i prirabnicata. Vo princip, tri spoja baraat posebno vnimanie : pokrivka - jadro, pokrivka - prirabnica i pokrivka - drugi delovi na pokrivkata (ako gi ima). So primena na sovremeni materijali se obezbeduva mnogu visoka spoivost so drugi materijali, {to kompozitnite izolatori gi ~ini kako edinstvena celina vo tekot na dolgiot ìvoten vek. Za obezbeduvawe na vrvni osobini na kompozitnite izolatori poèlno e da nanesuvaweto na pokrivkata se izveduva vo edna postapka, so {to se izbegnuvaat vrskite pokrivka - pokrivka. No, denes raspoloìvite premazi vo polna merka go re{avaat i ova barawe. Istoriskiot pregled na razvojot na kompozitnite izolatori, posebno na glavnite pazari, moì da se podeli na tri perioda:

1955-1970 Razvoj na polimeri so zgolemena otpornost kon elektri~niot lak i razvoj na soodvetni ispitni proceduri

1971-1989 Otkrivawe i razvoj na hidrofobnosta kako i razvoj na pokrivkite na porcelanskite izolatori

1985- denes Istraùvawa na vlijanieto na osobinite na polimerite na ìvotiot vek i natmo{en razvoj na ispitnite proceduri

P33-10 3/11

Slika 1a. Slika 1b. 2. MEHANI^KI I IZOLACIONI OSOBINI

Nositel na osnovnite mehani~ki osobini na kompozitnite izolatori e jadroto, bilo da e polno ili prazno. Osnoven materijal od koj {to se izrabotuvaat jadrata e plasti~na smola zasilena so vlakna. Zavisno od namenata i baranite osobini , vozmo`no e da se upotrebat smoli i vlakna so raznovrsni osobini. No, vo podru~jeto na elektro-tehnikata poradi dominantno baranite elektri~ki osobini gotovo vo pravilo se upo-trebuvaat stakleni vlakna tip E ili ECR. Jadrata se razlikuvaat vo popre~niot pre-sek i sprema postapkata na izrabotka. Polnite jadra se izrabotuvaat so postapka na iz-vlekuvawe (poltruzija), dodeka praznite jadra se izrabotuvaat so namotuvawe. Pri iz-rabotka na praznite jadra baranite mehani~ki osobini se postignuvaat so izbor na agol-ot na namotuvawe vo podra~jeto od 00 do 900 (slika 2), dodeka kaj polnite jadra toj agol sekoga{ e 00.

Slika 2.

P33-10 4/11

Osnoven nositel na izolacionite osobini e pokrivkata izrabotena od silikon-ska guma (PDMS - polydimethysiloxane). Silikonskata guma (SiG), od svoeto predstavuva-we vo tekot na {eesettite godini, postojano go zgolemuva delot od pazarot vo natprevar so porcelanot i stakloto vo podru~jeto na visokonaponskite izolatori za nadvore{na montaà. Osnovnite osobini na SiG: hidrofobna povr{ina (odbivawe na vodata), mala gustina, otpornost na o{tetuvawe, relativno mnogu niska povr{inska i specifi~na sprovodlivost vo mnogu {iroko temperaturno podra~je i davaat na SiG zna~itelna pred-nost vo odnos na porcelanot i drugite materijali. Tabela 1. Sporedba so porcelanskite izolatori ⇒ Otpornost kon eksplozija

Bezbednost za pogonskiot personal i okolnata postrojka vo slu~aj na vnatre{en nadpritisok

⇒

Mala masa Smalen rizik pri transportot, montaàta kako i od mo`ni o{tetuvawa - polesno i poeftino rakuvawe

⇒ Mnogu visoka bezbednost na zemjotres Poradi elasti~nosta na kompozitnite iyolatori ne se potrebni dodatni antiseizmi~ki amortizeri na aparatite

⇒ Podobreni elektri~ni karakteristiki bilo vo naizmeni~ni ili vo ednonaso~ni kola Najmnogu doa|a do izraz vo zagadena okolina

⇒ Otpornost kon stareewe Izvonredno trajna osobina na hidrofobnost pod site klimatski vlijanija kako i vlijanieto na elekri~kite poliwa

⇒ Izvonredni elektri~ni osobini pri mnogu visoki nivoi na zagaduvawe îstewe ili prekrivawe na povr{inite na izolatorot ne e potrebno poradi osobinata na silikonot za obnovuvawe na hidrofobnostta i nejziniot transfer na zagadenite sloevi na povr{inata

⇒ Otpornost na ultravioletovo zra~ewe UV - spektar na zra~ewe so branovi dolìni preku 300 nm nema vlijanie na hidrofobnosta duri i ja podobruva

⇒ Zna~ajno skrateni rokovi na isporaka Pokuso vreme na izrabotka blagodarej}i na najnovata tehnologija

⇒ Izrazito poniski iznosi na polze~ki strui Iznosot na polze~kite strui e ponizok za pove}e od 10 pati. So prose~en iznos na polze~kata struja vdol` zagaden porcelanski izolator od okolu 10 mA, na 245 kV vod sa 100 stolba o~ekuvanata dnevna za{teda e 10 MWh

3. IZOLACIONI OSOBINI

Nositel na osnovnite izolacioni osobini e silikonskata guma. Vo ranite po~eto-ci vo 1967 godina, na jadrata kakvi {to denes se upotrebuvaat e nanesuvana silikonska gu-ma RTV (room temperature vulcanized - vulkanizirana pri sobna temperatura) so doda-den kvarcen prav kako polnitel. Od 1979 godina se upotrebuva nova HTV silikonska guma (high temperature vulcanized - vulkanizirana pri visoka temperatura), kako rezultat na intenzivnoto istraùvawe za pronao|awe na podobri mehani~ki osobini vo odnos na RTV silikonskite gumi vo toj period. Isto taka e zabeleàno zna~ajno zgolemuvawe na otpor-nosta na vlijanieto na atmosferiliite kaj izolatorite so HTV vo odnos na RTV sili-konska guma. Denes se razvieni silikonski gumi, kako HTV i RTV taka i LSR, so ednakvo dobri mehani~ki i elektri~ni osobini. Osnovnata osobina na silikonskata guma - hi-drofobnostta, ovozmoùva nejzina {iroka primena vo visokonaponskite sistemi za nad-vore{na montaà.

P33-10 5/11

4. HIDROFOBNOST

Povr{inskata hidrofobnost na cvrstite tela se bazira na konceptot na povr-{inska slobodna energija. Taa se definira vrz osnova na stati~kiot agol pome|u povr{i-nata na teloto i kapkata na voda. [iroko prifatena metoda za odreduvawe na povr{in-skata hidrofobnost se sostoi vo nabquduvawe na sostojbata i obnovuvaweto na kapkata. Metodata dava mnogu brzi rezultati so koristewe na eftini instrumenti. Pri toa treba da se ima na um deka interpretacijata na samite rezultati ne e sekoga{ taka ednostavna kolku {to e ednostavna samata metoda. Stati~kiot agol pome|u povr{inata i kapkata voda definira hidrofobnost na povr{inata ako toj agol e pogolem od 900 odnosno hidro-fobnost na povr{inata ako toj agol e pomal od 900. Konceptot na kontakten agol moè da bide upotreben kvantitativno za merewe na interakcijata pome|u bilo koja te~nost i cvrsta povr{ina. Komponentite na povr{inskata slobodna energija moàt da se modeli-raat kako vektori. Izrazot za kontaktniot agol moè da se napi{e kako vektorska suma (Young-ova ravenka):

Ysv - Ysl = Yiv cos Θe kade {to Ysv e povr{inskata slobodna energija na cvrstoto telo, Ysl e interfacialnata slobodna energija pome|u cvrstoto telo i te~nosta, Yiv e povr{inska slobodna energija na e~nosta, a Θe e kontaktniot agol prema slika 3.

Slika 3.

Slika 4a. Slika 4b.

P33-10 6/11

Najra{irena metoda za merewa na kontaktniot agol na povr{inskata hidrofob-nost e tehnikata na dosedna kapka. So sootvetna kapalka se nanesuva kapka od ~ista te~-nost na povr{inata. Se izmeruva agolot {to se formira pome|u kapkite, vo princip ko-ristej}i goniometar ili kamera vrzana so mikroskop. Agolot {to se formira so dodava-we na te~nost na ve}e formiranata kapka na povr{inata, koe predizvikuva nejzino na-preduvawe na povr{inata se narekuva ~elen kontakten agol (Θa - advancing contact angle) slika 4a. Isto tako so odzemawe na te~nost od ve}e formiranata kapka se istaknuva vdlabnatina nad povr{inata koja {to so povr{inata pravi kontakten agol na vdla-bnuvawe (Θr - receding contact angle) slika 4b. Razlikata pome|u edniot i drugiot agol se ozna~uva kako agolna histereza koja {to zavisi od povr{inskata rapavost i neednoli-~nost. Kontaktniot agol i histerezata isto taka zavisat i od dolìnata na traeweto na nalegnuvawe na kapkata na povr{inata. Kaj silikonskite gumi so prodolùvawe na vremeto na nalegnuvawe na kapkata voda na kontaktnata povr{ina se smaluva kontakt-niot agol. Sistematskite istraùvawa na zavisnosta na volumenot na kapkata voda i kontaktnite agli pokaàle deka za volumeni od 3 µl do 27 µl postoi zavisnost na dvata ag-li od volumenot na kapkata. Poradi toa pri sporedba na hidrofobnostta na pove}e pri-meroci dobieni so merewe na kontaktnot agol, treba da se zadrì {to e mo`no podobra ednoli~nost na volumenot na ispitnata kapka. Sekako toa vaì i za sledewe na sostoj-bata na eden ist primerok vo tekot na raznite obidi vo tek na vremeto. Se prepora~uva da nanesuvaweto na kapkite se vr{i so pomo{ na kapilarna pipeta koja {to postojano e zaroneta vo te~nost, za da se izbegnat nesakanite propratni pojavi koi {to moàt da vlijaat na rezultatot. Za merewe na stati~kiot kontakten agol dovolno e ednostavno da se stavi kapka na povr{inata. Vaka poednostaveno merewe kako rezultat go dava samo agolot bez dodatni podatoci kako {to e histerezata. Pokraj toa {to vaka poednostave-niot metod ima nedostatoci, poradi ednostavnata i lesnata prakti~na primena e vo {i-roka vo upotreba.

Slika 5.

Alternativni metodi za merewe na kontaktnite agli se metodite na meur~iwa (sl. 4b) i metodot na navedena povr{ina (sl. 5). Metodot na meur~iwa vo osnov e ista kako i predhodniot metod samo {to okolnite volumeni na primerokot na povr{ina se popolnu-vaat sprotivno (te~nost namesto gas; gas namesto te~nost). Kaj metodot na navedena povr-{ina, kapkata nanesena na povr{inata se pridviùva so navednuvawe na povr{inata. Se merat kontaktnite agli vo momentot neposredno pred po~etokot na lizgawe na kapkata niz povr{inata. 5. STAREEWE - GUBITOK I OBNOVUVAWE NA OSOBINATA NA

HIDROFOBNOSTA

Elektroizolacionite osobini na nadvore{nite izolatori vo najgolema mera za-visat od sprovodlivosta na slojot na zagadenata povr{ina na izolatorot. Site nadvor-e{no montirani izolatori vo pogolema ili pomala merka se povr{inski zagadeni. Pod

P33-10 7/11

vlijanie na vlagata (do`d, rosa, magla, itn.) toplivite soli sodràni vo slojot na zagaduvawe se osloboduvaat i ovozmoùvaat sproveduvawe na elektri~na struja niz po-vr{inskot sloj. Pod vlijanie na pogonskiot napon vo toj sloj te~at povr{inski odvodni polze~ki strui. Vo zavisnost od materijalot na izolatorot polze~kite strui ne se izra-zeni ili se pomalku ili pove}e izrazeni. So zgolemuvawe na iznosot na polze~ki strui se zgolemuva verojatnosta odnosno mo`nosta za probiv. Bidej}i otpornosta na porcelan-skite izolatori na polze~ki strui se namaluva vo tekot na vremeto, se koristelo prema-~kuvawe na povr{inite na porcelanskite izolatori so silikonski sloj. So taa postapka vo golema merka se podobruvaat osobinite na povr{inata vo smisol na hidrofobnost kako i korekcija odnosno sniùvawe na iznosot na odvodnite povr{inski strui. (sl. 6). Paralelno merewe na povr{inskite strui vo solena magla kaj porcelanskite (klasi~-ni) izolatori i isti takvi silikonizirani dalo mnogu zna~ajna razlika na iznosot na povr{inskite strui. Moè da se zabeleì deka poka~uvawe na iznosot na povr{inskite strui poradi starewe na povr{inata kaj silikonot nastanuva duri posle 180 saati.

Slika 6.

Postojani i poizrazeni osobini se dobivaat so izrabotka na izolatori od sili-konska guma. Koga se poprska voda po takvi zagadeni izolatori taa ne se upiva vo ne~i-stotiite, kako kaj klasi~nite izolatori, tuku se formira vo oddeleni kapki po povr{i-nata. Kapkite vo sootvetna golemina pod vlijanie na gravitacijata se dviàt i otpa|aat od izolatorot. Poradi toa zagadenata povr{ina ne se navla`nuva i vrzano so toa ni sp-rovodliva, {to kako posledica ne doveduva do zgolemuvawe na povr{inskite strui. Sa-mo pod vlijanie na mnogu golemi poliwa (blizu do iznosot na preskok) kapkite se pre-mostuvaat so lokalni elektri~ni lakovi {to na krajot rezultira so probiv. Blagodarej-}i na vakvoto deluvawe na izolatorite od silikonska guma vo zagadeni sredini tie ima-at poniski iznosi na povr{inski strui i poradi toa barat pokusa polze~ka pateka vo odnos na klasi~nite porcelanski izolatori. Hidrofobnostta na zagadenite povr{ini na izolatorite od silikonska guma e rezultat na preminot na osobinite od silikonskiot materijal na povr{inskiot sloj dodaden od zagaduvawata. Na slikite 7 pokaàni se para-lelno osobinite na hidrofobnost kaj porcelanski izolator i izolator od silikonska gu-ma (HTV). Na poprskani so voda ~isti povr{ini na izolator od porcelan (sl. 7a) i silikonska guma (sl. 7b i sl. 7c) se formiraat rasporedeni diskretni kapki so razli~en volumen i zaobluvawe. Prskaweto voda na zagadenite povr{ini na isti izolatori rezul-tira so upivawe na vodata na povr{inata na porcelanskot izolator (sl. 7d) dodeka po-vr{inata na izolatorot od silikonska guma ja zadrùva osobinata na hidrofobnost (sl.

P33-10 8/11

7e). Zaradi izu~avawe na samata priroda na zagaduvawe od ovie izolatori se zemeni skr-{eni delovi koi se potopeni vo voda. Delot skr{en od porcelanot potonuva vo vodata (sl. 7f) dodeka delot skr{en od silikonskata guma ostanuva da pliva. Ovoj ednostavan ek-speriment nedvosmisleno poka`uva kako silikonskata guma ja prenesuva osobinata na hidrofobnost na zagadeniot sloj menuvaj}i gi osobinite na toj sloj. Samata osobina na transfer na hidrofobnosta zavisi od sostavot na materijalot na SiG. Na slikata 8. po-ka`ana e zavisnosta na osobinata na hidrofobnost za razli~ni materijali na SiG za da-dena debelina na slojot na zagaduvawe od 0.6 mm pri 200 S. Razlikata pome|u materijali-te e zna~ajno e izrazena.

Slika 7a. Slika 7b.

Slika 7c. Slika 7d.

Slika 7e. Slika 7f.

P33-10 9/11

Slika 8. Slika 9.

Na sl. 9 prikaàno e vlijanieto na debelinata na slojot na zagaduvawe na sili-konska guma HTV2 na transferot na osobinata na hidrofobnost.

Se gleda deka za debelini na slojot do 0.45 mm vlijanieto na debelinata e zane-marlivo i transferot na vodoodbojnost se postignuva vo period pokus od 24 sata. Za de-belini na slojot pogolemi od 0.6 mm procesot na transfer na osobinata na hidrofo-bnost trae skoro edna nedela. Voop{to za podebeli sloevi periodot na transfer na osobinata na hidrofobnost e nekolku dena. Isto taka e istraùvana i brzinata na obno-vuvawe odnosno na transfer na osobinata na hidrofobnost za zadadena debelina na zaga-duvawe (0.6 mm) pri promenliva debelina na osnovata od silikonska guma HTV2. (sl. 10). Kako {to e prikaàno na sl. 9, vremeto dovolno za oporavuvawe za site debelini kori-steni vo praksa e 16 dena, poradi koe pri ispituvawata na higroskopnosta za poedini debelini vo osnova se koristi vreme koe iznesuva to~no 16 dana. Od dijagramot moè da se zabeleì deka zgolemuvaweto na debelinata na osnovata predizvikuva porast na brzi-nata na oporavuvawe na povr{inata .

Slika 10.

P33-10 10/11

Toa nedvosmisleno zna~i deka transferot na hidrofobnostta odnosno oporavuva-weto na povr{inata e pove}e osobina na masata na materijalot od kolku na samata povr-{ina. Pritoa treba da se naglasi deka nema kvaliteten izolator bez dovolna koli~ina na nanos na silikonska guma. Pri zgolemeni temperaturi zabeleàno e zgolemuvawe na brzinata na oporavuvaweto na povr{inata. Pri mnogu visoko zgolemuvawe na temperatu-rata, nad 180 0S, zabeleàno e povra}awe na osobinata na hidrofobnost vo period od 16 saati na istoto nivo koe e postignato vo period od 16 dena pri sobna temperatura. Ispi-tuvawe na primeroci od prirodno ostareni materijali ne pokaàle zna~ajni odstapuva-wa na osobinite. Pri merewe na brzinata na oporavuvaweto na prirodno ostareni ma-terijali dobieni se mali usporuvawa vo podra~jata na pokusi vremiwa na oporavuvawe, dodeka vo podra~jata na dolgite vremiwa rezultatite pokaùvaat isti osobini kako kaj nov materijal. Ovaa osobina na obnova na hidrofobnostta se tolkuva so preminot na mali molekularni masi od materijalot kon povr{inata (so difuzija) pri koe ne se zabe-leùva merliv gubitok na vkupnata masa. Tie mali silikonski molekularni masi ja pre-krivaat zagadenata povr{ina, {to kako posledica ima promena na fizi~kite osobini na ~esti~kite na zagaduvawe. So elektri~niot probiv na povr{inata na izolatorot privre-meno se naru{uva svojstvoto na hidrofobnost, koe {to kaj kompozitnite izolatori mno-gu brzo se obnovuva. Pri ovaa pojava, a izrazeno pri pojava na zagaduvawa, osobinata na obnova na hidrofobnost mnogu zavisi od koli~inata na materijal na osnovata. Od seto ova proizleguva prednosta na kompozitnite vo odnos na silikoniziranite izolatori. Razvojot na materijali vo ponovo vreme zna~ajno gi unapredi osobinite na izolatorite a vo brza idnina se o~ekuva i natamo{en napredok. 6. STABILNOST SPREMA ULTRAVIOLETOVOTO ZRAÊWE (UV)

Izolatorite nameneti za nadvore{na montaà se izloèni na son~evoto ultravi-oletovo zra~ewe. Toa zra~ewe sodrì branovi so dolìni od preku 300 nanometri. Po-kusite i energetski pobogati branovi dolìni ne stasuvaat do povr{inata na zemjata poradi vlijanieto na atmosferata. Silikonite bazirani na PDMS (polydimethylsiloxane) pokaùvaat maksimalno vpivawe na pokusi branovi dolìni. Poradi toa, kompozitnite izolatori za nadvore{na montaà ne se osetlivi na ultravioletovoto zra~ewe i zatoa kaj niv nema promeni na osobinite vo tekot na vremeto na upotreba odnosno zra~eweto nema vlijanie na ìvotniot vek. Za razlika od drugite gumesti materijali (npr. EPDM - etilen propilen diene monomer ili epoxid) ovaa osobina na silikonskata guma obezbeduva iz-vonredna otpornost na ultravioletovoto zra~ewe i zagrevawe. Duri i pogolem broj na avtori go potenciraat vlijanieto na ultravioletovoto zra~ewe za podobruvawe na oso-binata na hidrofobnost kako i za obnova na taa osobina kaj silikonskata guma. Zagade-nite povr{ini na silikonska guma pobrzo ja obnovuvaat osobinata na hidrofobnost pod vlijanie na zra~eweto. Toa vo osnova se tolkuva so toa {to pod vlijanie na zra~eweto mala koli~ina na molekularna masa pobrzo navleguva kon povr{inata i so toa i' ja po-dobruva osobinata na hidrofobnost. So sistematski istraùvawa na samiot teren e za-beleàna razlika vo nivoto na hidrofobnost za vreme na zimskite meseci koi se pomalku son~evi vo odnos na periodot na son~evoto leto. Vo letnite son~evi denovi pod vlijanie na son~evoto zra~ewe zabeleàn e porast na osobinata na hidrofobnost. Vo toj smisol zabeleàna e razlika pome|u izolatorite koi se direktno izloèni na son~evoto zra~e-we vo odnos na onie vo podra~jeto vo senka. Vo sklop na ovie istraùvawa isto taka e zabeleàn porast na osobinata na hidrofobnost vo prvata godina na upotreba vo tropska klima kako za RTV taka i za HTV silikonska guma. 7. ZAKLUÔK

So primena na novi tehnologii vo podra~jeto na primena na izolatorite za nad-vore{na montaà, kompozitnite izolatori se se' pove}e i pove}e vo upotreba vo celiot svet. Vo sporedba so porcelanskite izolatori, kompozitnite izolatori se polesni i po-

P33-10 11/11

radi svojata visoka elasti~nost prakti~no ne mo`at da se skr{at. Nezavisno od tipot na visokonaponska oprema, prednostite na kompozitniot izolatora do doa|aat do poln iz-raz vo odnos na porcelanskiot. Posebno treba da se naglasi i otpornosta na vandalizam.

Vo proizvodstvoto na jadra za kompozitnite izolatori denes e vozmo`no da se po-stignat site barani mehani~ki osobini. Povr{inata na pokrivkata na kompozitnite izo-latori od silikonska guma ima izrazena osobina na hidrofobnost. Vodata na povr{i-nata od silikonska guma formira mali diskretni kapki a ne kontinuiran voden sloj. Taa osobina, bez obzir na nivoto na zagaduvawe, zna~ajno gi reducira odvodnite strui i so toa zna~ajno go namaluva rizikot od mo`en preskok kaj kompozitnite iyolatori vo sporedba so porcelanskite izolatori. Op{to gledaj}i, kompozitnite izolatori se ista-knuvaat so mnogu prednosti vo sporedba so porcelanskite izolatori. 8. LITERATURA [1] P. S. Ghosh and N. Chatterjee, ”Polluted Insulator Flashover Model for ac Voltage”,

IEEE Transactions on Dielectricts and Electrical Insulation, Vol. 2 No. 1, February 1985.

[2] George G. Karady, Minesh Shah and R. I. Brown, ”Flashover Mechanism of Silicone Rubber Insulators Used for Outdoor Insulation – I”, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 10 No. 4, October 1985.

[3] Minesh Shah, George G. Karady, and R. I. Brown, ”Flashover Mechanism of Silicone Rubber Insulators Used for Outdoor Insulation – II”, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 10 No. 4, October 1985.

[4] H. Hillborg and U. W. Gedde, ”Hydrophobicity Changes in Silicone Rubbers”, IEEE Transactions on Dielectricts and Electrical Insulation, Vol. 6 No. 5, October 1999.

[5] J. Kindersberger and M. Kuhl, ”Effect of Hydrophobicity on Insulator Performance”, Sixth International Symposium on High Voltage Engineering, New Orleans, LA, USA August 28 - September 1, 1989.

[6] R. Sundararajan, N. R. Sadhureddy and R. S. Gorur, ”Computer-aided Design of Porcelain Insulators under Polluted Conditions”, IEEE Transactions on Dielectricts and Electrical Insulation, Vol. 2 No. 1, February 1985.

[7] R. Wilkins and A. A. J. Al-Baghdadi, ”Arc propagation along an electrolyte surface”, PROC. IEE Vol. 118, No. 12, December 1971.

[8] Essam Nasser, ”Some Physical Properties of Electrical Discharges on Contaminated Surfaces”, IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, Vol. Pas-87, No. 4, April 1988.

[9] Ivan Naumovski, Ivan Štahan: ”Mehanička opterećenja polova sklopnih aparata v visokog napona”, KONČAR-stručne informacije, Zagreb 1984. [10] CELLPACK: ”CEVOSIL Composite Insulator - A Superior Alternative to Porcelain”, AV-

102 768A, 08/1995. [11] M. Predovan, B. Ferček, K. Flegar: ”Rastavljači s kompozitnim izolatorima”, PETO

SAVJETOVANJE HK CIGRÉ CAVTAT, 21.-25. listopada 2001. [12] M. Predovan, D. Bilić:” Smjernice za rješavanje protivpotresnih zahtjeva na električke

visokonaponske aparate”, ČETVRTO SAVJETOVANJE HK CIGRÉ 1999.

kompozitni izolatori za nadvore©na monta@a - mako … · kon~ar elektri~ni visokonaponski aparati...

Documents