Полімери або фарфор вибираємо ізолятор
Використання силікатної порцеляни для виготовлення опорно-стержневих ізоляторів (ОСІ) підірвало віру виробників електричної енергііУкаіни в вітчизняні порцелянові ізолятори. В Україні експлуатується понад 2 млн. Шт. ізоляторів серії ІОС старих типів в складі роз'єднувачів і шинних опор 110-500 кВ.
Відповідно до «Технічними вимогами на ізолятори керамічні опорні на напругу понад 1000 В підвищеної надійності для поставок в електро - і атомну енергетику», розробленими РАО «ЕЕСУкаіни», було розпочато створення нового покоління модернізованих ОСІ з підвищеною надійністю роботи в експлуатації.
Нові «Технічні вимоги» встановлювали:
- на знову розробляється або модернізовану продукцію випуск технічних умов та узгодження їх із споживачами;
- застосування матеріалу керамічного електротехнічного підгрупи 120 (Високоглиноземисті матеріалу) ГОСТ 20419-83 натомість підгрупи 110 (кварцового порцеляни);
- виключення застосування сірого чавуну для виготовлення арматури ізоляторів;
- обов'язкове проведення випробувань ізоляторів на надійність.
Вагомим аргументом на користь безвідмовного застосування модернізованих ОСІ є багаторічний досвід експлуатації ізолятора ІОС-110-1250 М УХЛ1, в конструкції якого з моменту його «народження» був застосований високоміцний чавун при виготовленні фланців і Високоглиноземисті матеріал для ізоляційної частини ізолятора. Протягом всього часу виготовлення ІОС-110-1250 М УХЛ претензій від споживачів за якістю ізоляторів не було.
Переклад ізоляторів на надійні матеріали, як для виготовлення ізоляційної частини ізолятора, так і для виготовлення арматури ізолятора, повернув віру у виробників електроенергії, як вУкаіни, так і в країнах ближнього зарубіжжя, в якість нової продукції.
Все що випускаються опорно-стрижневі ізолятори сертифіковані в системі ГОСТ Р, в органі сертифікації «Енергосерт» і за бажанням споживачів - в «ЕнСЕРТІКО».
В даний час вУкаіни стрімко розширюється випуск і застосування полімерних ізоляторів.
Число підприємств, що випускають полімерні ізолятори, в кілька разів перевищує виробників фарфорових ізоляторів. Ні для кого не секрет, що виробництво полімерних ізоляторів не вимагає величезних вкладень і приміщень, як при виробництві фарфорових ізоляторів. Виробництво полімерних ізоляторів можна освоїти в невеликій майстерні, тоді як для виробництва порцелянових ізоляторів потрібен завод.
Удавана простота виготовлення полімерних ізоляторів приваблює багатьох підприємців. Однак не завжди в процесі виробництва дотримуються технологічні вимоги, що і призводить до відмов ізоляторів в експлуатації.
Досить широкий досвід експлуатації некерамических ізоляторів першого покоління (1970-1985 р) в цілому був не дуже сприятливим: спостерігалися трек і ерозія захисної оболонки, крихкий злам склопластикового стрижня та інші ушкодження. Це призводило у багатьох випадках, як до перекриттів ізоляторів, так і до важких аварій, в тому числі з падінням проводів на землю.
В результаті відбулися пошкоджень та аварій багато виробників перестали випускати некерамических ізолятори, а інші фірми пішли шляхом поліпшення, як конструкції ізолятора, так і технології їх виготовлення. З огляду на недоліки конструкції ізоляторів і виготовлення ізоляторів за технологією «шашликового» оформлення ребер захисної оболонки, багато виробників освоїли нову технологію виготовлення захисної оболонки ізолятора - суцільнолите формування за один цикл.
Досвід експлуатації лінійних полімерних ізоляторів другого покоління ще дуже обмежений і не дозволяє зробити висновок про показник надійності таких ізоляторів.
У різних виробників технологія виготовлення і рецептура кремнійорганічних композицій не є повністю однаковими, що робить вибір ізоляторів для експлуатації вкрай складним. Ізолятори різних виробників з однаковими початковими електричними і механічними характеристиками можуть стати неоднаковими по надійності роботи через кілька років старіння в умовах експлуатації.
Під термін «кремнийорганическая гума» потрапляє широкий набір різних за властивостями матеріалів внаслідок застосування різних наповнювачів і добавок, які використовуються при виготовленні матеріалу для захисної оболонки ізоляторів. У зв'язку з цим зарахування полімерного ізолятора до класу «кремнійорганічний» ще недостатньо для гарантії його надійної роботи в експлуатації, що підтверджується міжнародним досвідом експлуатації таких ізоляторів. Чинні нормативні документи на полімерні ізолятори не містять технічних вимог до матеріалів для виготовлення складових частин ізоляторів, за винятком арматури, на відміну від нормативних документів на керамічні ізолятори.
Незважаючи на порівняно невелику кількість відмов, кожен з них пов'язаний з необхідністю заміни ізолятора.
Найбільше число відмов пов'язано з «крихким руйнуванням» стержня і пробоєм ізоляторів під оболонкою, а також руйнуванням стержня від часткових розрядів. Головними причинами, що викликали ці відмови, є проникнення вологи через з'єднання металевого оконцевателей з ізоляційною деталлю, проникнення вологи через оболонку і перегрів стержня при литті оболонки, що викликав розтріскування склопластику. На відшукання місця пошкодження лінії і проведення відновлювальних робіт потрібна велика кількість часу.
До сих пір немає єдиної думки про ресурс полімерних ізоляторів і довгостроковій надійності матеріалів, використовуваних при їх виробництві. Ці питання потребують додаткового вивчення, як в лабораторних умовах, так і в реальних умовах експлуатації.
Безперебійне постачання споживачів електроенергією в значній мірі залежить, як від якості застосовуваних ізоляторів, так і від правильності їх вибору (типу і кількості). У разі застосування недостатньо якісних ізоляторів (наприклад, з економічних міркувань) турботи по підтримці необхідної надійності ПЛ перекладаються на експлуатуючі організації (МЕМ, АТ-енерго і ін.).
При виборі ізоляторів для ВЛ краще орієнтуватися на найбільш надійні типи ізоляторів, які відповідають принципу «повісив і забув», тобто вимагають мінімального обсягу профілактичних заходів і діагностики.
Поки що енергетики з побоюванням дивляться на масове застосування полімерних ізоляторів на лініях напругою 220 кВ і вище. І для їх побоювань є підстави. Наприклад, випадки обриву оконцевателей, що мали місце на лініях напругою понад 110 кВ, на лініях 35-110 кВ Накінечники не відривати, а тільки горять.
Обсяг полімерних ізоляторів, встановлених на об'єктах електроенергетики, складають близько 10% від загального числа застосовуваних вУкаіни ізоляторів.
Разом з тим в світі спостерігається примітна тенденція, коли потенційні споживачі на лініях напруги відмовляються від застосування полімерних ізоляторів як недостатньо надійних, ґрунтуючись або на власному досвіді, або на досвіді своїх колег.
Полімерні ізолятори так само, як і порцелянові, мають ряд недоліків. При цьому позитивних ознак присутня все-таки більше у керамічних ізоляторів. Нижче наводяться основні відмінні ознаки фарфорових і полімерних ізоляторів.
Порівняльна таблиця властивостей фарфорових і полімерних ізоляторів
Не має деформації в момент прикладання згинального зусилля
Величина прогину в момент прикладання згинального зусилля нормується ТУ на ізолятори і у різних ізоляторів може бути різною Ця обставина серйозно ускладнює можливість їх застосування в роз'єднувачах класу
напруги 220 кВ і вище. Досвідом експлуатації вже відзначено, що навіть при появі незначних пошкоджень полімерних ізоляторів порушуються електричні характеристики ізоляторів, після чого починається прискорена стадія старіння полімерних ізоляторів.
Терміна «залишкова деформація» не існує
Залишкова деформація, що виникла в момент випробування за попереднім пунктом, повинна
зникнути не більше, ніж за 5 хв. (ГОСТ Р 52082)
Механічна міцність практично не залежить від температури експлуатації ізолятора
Механічна міцність зменшується при підвищених температурах і через старіння полімерних матеріалів
Поверхневі електричні розряди не впливають на матеріал ізолятора
Розряди призводять до появи треків на поверхні ізолятора і, як наслідок, до ерозії
Електричні властивості ізолятора залишаються незмінними
Електрична міцність незмінно зменшується через старіння полімерних матеріалів
Пробій ізолятора неможливий через високі діелектричних властивостей порцеляни
При розгерметизації ізолятора можливий пробій, як по внутрішній поверхні труби ізолятора, так і по повітряному проміжку порожнини труби
Крихкість, можливість бою ізоляторів сторонніми предметами, в тому числі і при транспортуванні ізоляторів
Щодо більш висока стійкість до актів вандалізму, але може призвести до пошкодження захисної оболонки гострими предметами при експлуатації, при упаковці і транспортуванні. Необхідність дотримання обережності з метою запобігання пошкодження захисної оболонки при монтажі.
Висока надійність ізолятора забезпечується стабільністю технологічного процесу.
Виготовлення ізолятора кустарними методами неможливо.
Є наявність надійних і достовірних методик контролю ізоляторів в процесі виготовлення і експлуатації
Нескладний технологічний процес і доступність матеріалів сприяють виникненню дрібних фірм-виробників, не завжди забезпечують необхідну дотримання технології виготовлення ізолятора.
Дорога діагностика, не завжди виявляє приховані дефекти ізоляторів.
Застосування технології гарячого оцинкування і термодиффузионного покриття забезпечує термін служби оконцевателей і арматури протягом терміну служби ізоляторів. Налагоджено вихідний і вхідний контроль якості цинкового покриття
На оконцевателей деяких ізоляторів, незважаючи на наявність цинкового покриття, через 5-10 років з'являються сліди іржі. Причина - низька якість захисних покриттів. Сьогодні багато виробників полімерних ізоляторів наносять цинкове покриття не гарячим способом, а гальванічним. Перевірка цинкових покриттів на оконцевателей ізоляторів, що демонтуються з високовольтних ліній, показала, що в багатьох випадках товщина і рівномірність покриття дуже часто не відповідає необхідним вимогам
Відсутність досвіду експлуатації полімерних ізоляторів при досить тривалому часу їх виробництва (більше 40 років) говорить не на їхню користь: результати експлуатації полімерних ізоляторів не мають широкого розголосу.