Номера

2017

2016

2015

2014

2013

2012

2011

2010

2009

2008

2007

2006

Главная / №6 (42) Ноябрь-Декабрь 2011 / Статьи и обзоры оборудования

«Непредсказуемость» в эксплуатации или еще раз о надежности полимерных изоляторов

«Нет аварийности оправданной и неизбежной. Аварийность и условия ее возникновения создают люди своей безответственностью и безграмотностью».
Сергей Георгиевич ГОРШКОВ,
главнокомандующий Военно-морским флотом СССР,
адмирал флота Советского Союза.

Андрей Валерьевич ДЕЕВ, вице-президент по маркетингу ЗАО ПО «Форэнерго»

Культивируемый некоторыми специалистами тезис о низкой надежности любых подвесных полимерных изоляторов хочу отвергнуть сразу. Скорее всего, эти специалисты «обожглись» на применении полимерных изоляторов, условно относящихся к I поколению. Эволюция конструкций и технологий изготовления подвесных полимерных изоляторов в нашей стране активно шла все последние 20 лет. И сегодня в России есть производители, например, ЗАО «Инста», которые выпускают изоляторы уже III поколения, имеющие самые высокие показатели надежности: величина отказов до 10-61/год. Это выше, чем у подвесных стеклянных изоляторов.

Однако, применяя изоляторы производителей, которые не очень утруждают себя вопросами добросовестной сертификации продукции, всего комплекса приемочных, периодических и приемо-сдаточных испытаний: совершенствования конструкции и технологии для повышения ее надежности и ставя главным приоритетом стоимость, потребители всегда рискуют получить «непредсказуемый» изолятор.

Для того, чтобы ответственно выбрать производителя, надо подробно разобраться в заявленных характеристиках изоляторов, познакомиться с уровнем технологического оснащения предприятия, сделать сравнения и выводы. Это большая и ответственная работа. Кроме того, для того, чтобы ее проделать, надо самому разбираться в предмете этого исследования, что умеют далеко не все. И поэтому, к сожалению, изоляторы для некоторых потребителей бывают только: «стеклянные, фарфоровые и полимерные» и, зачастую, о надежности изоляторов они почему-то судят именно с точки зрения материала, примененного для их изготовления.

Эволюция подвесных полимерных изоляторов

I ПОКОЛЕНИЕ

Рис. 1. Клееная (шашлычная) конструкция с кремний-органической защитной оболочкой. Частые случаи разгерметизации многочисленных швов приводят к внутреннему увлажнению изоляторов и их выходу из строя.

Рис. 2. Цельнолитой изолятор с полиэфиновой защитной оболочкой. Первые попытки изготовления цельнолитых изоляторов были предприняты с использованием материалов на основе полиолефинов, как оказалось, недостаточно стойких к ультрафиолетовому излучению.

II ПОКОЛЕНИЕ

Рис. 4, 5. Цельнолитой изолятор с кремнийорганической оболочкой и клеевой герметизацией узла сопряжения оконцевателя с защитной оболочкой.

Рис. 6, 7. Повреждения стержней у изоляторов II поколения является предпосылкой к развитию аварийной ситуации. Под воздействием механических нагрузок при работе на линии изоляторы, имеющие такие скрытые повреждения стержней, подвержены очень быстрому полному механическому разрушению.

III ПОКОЛЕНИЕ

Рис. 3. Цельнолитой изолятор III поколения производства ЗАО «Инста» с кремний-органической оболочкой и защитой от проникновения влаги узла входа стержня в оконцеватель.

Поэтому во многих отношениях, пока для части потребителей изоляторы будут делиться только на «стеклянные, фарфоровые и полимерные», а так же «дешевые и дорогие», вышеуказанное утверждение Советского Главкома ВМФ может относиться и к теме данной статьи.

Большинство энергетиков сегодня уже понимают, что для грамотной эксплуатации полимерных изоляторов нужно многое о них знать и выполнять многие требования, которые обеспечат их безаварийную эксплуатацию и возможность ощутить все их преимущества.

В части, касающейся направления внедрения полимерной изоляции в энергетике, начало его активного развития относится еще ко временам СССР. Почему же вообще это понадобилось делать?

Специалистам очевидно, что современные полимерные подвесные изоляторы имеют ряд важных преимуществ по сравнению с фарфоровыми типа ПФ и стеклянными типа ПС, а именно:

  • улучшенные влагоразрядные характеристики в условиях загрязнения за счет гидрофобности оболочки;
  • меньшая цена относительно гирлянд стеклянных изоляторов, что становится очевиднее с увеличением класса напряжения ВЛ;
  • масса в 7-10 раз,а трудоемкость монтажа на линиях электропередачи в 3 раза меньше (отсутствует необходимость сборки тяжелых гирлянд);
  • из-за снижения массы при доставке на любые расстояния транспортные расходы уменьшаются в семь раз;
  • живучесть при механических (вандальных) воздействиях на много порядков выше;
  • отсутствует бой при транспортировке;
  • низкий уровень радиопомех.

Кроме того, полимерная изоляция позволяет создавать новые изоляционные узлы опор, так называемые изолирующие траверсы, без которых невозможно дальнейшее совершенствование ВЛ в направлении их компактизации. Первые прообразы изолирующих траверс были разработаны еще в СССР в первой половине80-хгодов. Сегодня это направление получает в России второе дыхание.

Однако и тут есть масса нюансов, ограничивающих возможность применения полимерных изоляторов. Другими словами, не на любой ВЛ можно применить полимерную изоляцию, пусть и самую совершенную.

Чем же конкретно обеспечивается повышение надежности полимерных изоляторов III поколения?

Повышение надежности полимерных изоляторов III поколения обеспечивается защитой от проникновения влаги самого слабого узла — входа стержня в оконцеватель. Вход перекрывается защитной оболочкой, обладающей высокой адгезией к оконцевателю и стержню изолятора (рис. 3).

Кремнийорганическая смесь вулканизуется при высокой температуре и давлении на предварительно обработанных праймером поверхностях стержня и отпрессованых на нем оконцевателях непосредственно в пресс-форме.

Температура, давление, подбор праймера гарантируют высокую адгезию оболочки к металлу и стержню.

Стабильность процесса обеспечивается автоматикой.

На изоляторах II поколения герметизация узла, т.е. входа стержня в оконцеватель, осуществлялась проклеиванием вручную компаундом холодного отвердения (рис. 4), то есть так же, как это делалось ранее на изоляторах, изготовленных по «шашлычной» технологии (рис. 1). Отмечаются случаи разгерметизации стыка оконцевателя и защитной оболочки, что приводит к внутреннему увлажнению стержня (рис. 5). Это становится причиной неизбежной потери изолятором его механической и электрической прочности.

Важная особенность в технологии изготовления изоляторов III поколения — исключение возможности неконтролируемого повреждения стеклопластикового стержня при опрессовании оконцевателей в процессе сборки изолятора (рис. 7). Опрессование оконцевателей производится до нанесения на стержень кремнийорганической оболочки, и повреждение стержня, если оно произошло при опрессовании оконцевателей, контролируется с помощью акустических аппаратов, а также визуально, что невозможно при изготовлении изоляторов предыдущих поколений.

Таким образом, подводя итог конструктивным отличиям полимерных изоляторов III поколения, необходимо отметить:

  • надежную герметизацию узла сопряжения: «оболочка-стержень — оконцеватель», благодаря заходу защитной оболочки на оконцеватели и полного исключения клеевых швов из конструкции изоляторов;
  • исключение возможности неконтролируемого повреждения стеклопластиковых стержней при опрессовании оконцевателей в процессе сборки изоляторов.

Кроме того, изоляторы III поколения имеют и самые высокие разрядные характеристики относительно других полимерных изоляторов. Особенно наглядно это видно на примере изоляторов, специально разработанных для особых степеней загрязнения и районов с высокой грозовой активностью.

Полимерная изоляция прошла действительно очень большой эволюционный путь. И я надеюсь, что период проб и ошибок у нас уже позади. Изоляторы, о которых я сегодня рассказал, теперь действительно смогут обеспечить энергетикам уверенное использование всех уже хорошо известных преимуществ полимерной изоляции.

А. ДЕЕВ

ЗАО ПО «Форэнерго»
Тел./факс: +7(495) 306-27-98,
305-58-73, 780-51-65
www.forenergo.ru