Полімерні ізоляційні матеріали фірми Raychem для зовнішньої установки

Корпорація «Тайко Електронікс» є світовим виробником і постачальником дуже великого спектру виробів. Відділення Енергетики – одне з виробничих підрозділів корпорації «Тайко Електронікс». Глобальна мережа технічних і торговельних представництв діє більш ніж в 80 країнах.

Фірма «Райхем» входить до складу Відділення Енергетики і відома як виробник високоякісної термоусаджуваної кабельної арматури. Ця арматура відрізняється високою надійністю і довговічністю, її технологічністю і універсальністю.

Фірма «Райхем» є піонером в конструюванні нових полімерів і має вже понад 40-річний досвід роботи в цій області. Спочатку фірма «Райхем» розробила полімерні матеріали для застосування їх в якості ізоляції в кабельних муфтах. Термоусаджування, через великі переваги, було вибрано способом нанесення цього матеріалу на кабель. Для того щоб мати здатність до термоусаджування, полімер повинен володіти напівкристалічних структурою, наприклад такий, як поліетилен і деякі його різновиди. В даний час фірма «Райхем» випускає великий спектр термоусаджуваних виробів у вигляді трубок, стрічок, пластин, литих виробів (наприклад, рукавички). Той же самий матеріал застосовується при прямому лиття на заготовку (наприклад, ізолятори або обмежувачі перенапруги) або листовому штампуванні при виготовленні спеціальних форм ізоляційних корпусів.

Перші роботи зі створення електроізоляційних полімерних матеріалів з оптимізованими поверхневими властивостями були розпочаті на фірмі в 60-х роках. Метою цих робіт була розробка такого матеріалу, який міг би застосовуватися для високовольтної кабельної арматури, здатної працювати в різних умовах зовнішньої установки по всьому світу. Для створення нових надійних високовольтних ізоляційних полімерних матеріалів потрібні були великі зусилля. Тільки по робочим витрат це склало приблизно 50 людино-років. В кінці 60-х років такий полімер був створений і почав застосовуватися промислово. Перше покоління цих полімерів було засновано на поліолефіні з добавками-стабілізаторами, -екраном, -наповнювачами та ін. Така структура полімеру забезпечувала:

  • кристалличность необхідну для термоусадки;
  • прекрасні електричні і механічні властивості;
  • вологонепроникність.

Набір добавок поліпшував характеристики трекінгостійкості матеріалу при тривалому впливі на нього погодних умов. У той час ніхто в світі не міг запропонувати полімерні матеріали з такими характеристиками.

У 70-х роках на підставі результатів нових досліджень було створено друге покоління ізоляційних полімерних матеріалів. Були знайдені кілька альтернативних полімерних структур, одна з яких була заснована на “зі” -полімерах етилену і етилен-вініл-ацетату ( «ЕВА»). Саме ця структура, змішана з певним набором добавок, дала полімер з ще більш поліпшеними погодостійкісними і водовідштовхувальними властивостями. В електротехніці «ЕВА» широко застосовується в якості ізоляції і зовнішнього покриття кабелю. Його відмінні електричні і механічні властивості роблять його надійним і економічним матеріалом. Він міг би стати відмінним кандидатом для застосування його в умовах зовнішньої установки. Однак, як виявилося, його структура дуже важко змішується з добавками, які застосовуються для додання полімеру властивостей, необхідних для умов зовнішньої установки. Створення нової структури ізоляційного полімеру для зовнішньої установки стало ще однією ключовою технологією фірми «Райхем», недоступною іншим виробникам. Новий полімер став об’єктом тривалих випробувань в різних умовах і лабораторіях і тільки після успішного завершення лабораторних і польових випробувань в 80-х роках він почав застосовуватися по всьому світу.

Переваги полімерів другого покоління були в наступному:

  • більш широкий діапазон усадки;
  • поліпшені механічні властивості;
  • поліпшена водонепроникність.

Таким чином, була створена закінчена система з’єднувальних і кінцевих муфт на середню напругу на базі високоякісних термоусаджуваних матеріалів фірми «Райхем». Цю арматуру відрізняє наступне:

  1. простота монтажу готових компонентів кабельної арматури;
  2. необмежений час зберігання на складі (на відміну, наприклад, від гуми або стрічкових матеріалів);
  3. універсальність щодо форм усадки (коло, сектор і т.п.) і їх переходу один в одного;
  4. широкий діапазон застосовуваних перетинів;
  5. можливість композитної конструкції (наприклад, з порцеляною).

З точки зору експлуатаційних якостей:

  1. герметично механічне та електричне з’єднання з поверхнями матеріалів, на які відбувається усадка, і які залишаються інтегрованими при великих температурних перепадах;
  2. великий позитивний досвід експлуатації на різних рівнях напруги, областях застосування, кліматичних умовах, як в своїх виробах, так і у виробах інших виробників електрообладнання;
  3. різноманіття форм виробів (у вигляді трубок, стрічок, пластин, спеціальних форм і т.д.) дає можливість для практично будь-якого застосування.

Новий полімер може легко наноситься на заготівлю методом прямого лиття. Це широко застосовується при виробництві ізоляторів і ОПН, коли їх корпуси відливаються безпосередньо на заводі і створюють монолітну структуру з посиленою внутрішньою вставкою.

Оцінка якості нового виробу і його експлуатаційних характеристик включає 2 стадії: 1) розробка; 2) кваліфікаційні випробування. Новий полімер успішно пройшов обидві ці стадії.

Вплив ультрафіолету. Полімерні ізоляційні матеріали дуже погано реагують на природний ультрафіолет сонця. Типові промислові випробування припускають витримку полімеру під ультрафіолетом в лабораторних умовах протягом 1000 годин. Ультрафіолетове випромінювання руйнує полімери: на їх поверхні утворюються тріщини, полімер стає крихким, його механічна міцність знижується. Програма випробувань фірми «Райхем» набагато перевищує ці промислові норми для того, щоб гарантувати більш тривалий термін експлуатації цих матеріалів при незмінності їх фізичних властивостей. Згідно з програмою фірми «Райхем» більш реальна тривалість випробувань повинна бути не менше 5000 годин. Для підтвердження тривалої працездатності своїх матеріалів фірма «Райхем» піддає випробуванням свої зразки протягом 20000 годин.

Ерозійна стійкість і трекінгостійкості матеріалу виражається в тому, що його зволожена поверхня не повинна руйнуватися і на ній не повинні утворюватися вугільні доріжки (треки) під дією поверхневих дугових розрядів. Електроізоляційні матеріали піддаються цьому впливу в умовах зовнішньої установки, у вологих приміщеннях, при утворенні роси або під час туману. Слід зазначити, що багато матеріалів володіють трекінгостійкості тільки в дуже вузькому діапазоні оточуючих їх умов, тому трекінгостійкості повинна перевірятися для всіх можливих випадків кліматичного застосування. Проводиться одночасне випробування поверхні матеріалу на трекінгостійкості і ерозійну стійкість. Після проведення цього тесту поверхня не повинна зруйнуватися. Займання – не припустимо. Тест проводиться до і після випробувань на прискорене старіння. Зазвичай випробування триває протягом 200 хвилин, що є найбільш прийнятним часом, щоб оцінити працездатність матеріалу.

Механічна міцність також є одним з найважливіших властивостей матеріалу для зовнішньої установки, з огляду на можливі механічні пошкодження, в тому числі від птахів (їх дзьобом або вагою). Фізичні властивості полімерів такі, як зусилля на розрив і подовження проводяться стандартним способом. Ці механічні випробування проводяться на протязі всіх 20000 годин лабораторних випробувань полімерів. Тест показує наскільки матеріал залишається жорстким після всіх впливів.

Тривалі випробування на теплове старіння при високих (до + 180 ° С) і низьких (до -50 ° С) температурах також є обов’язковою вимогою для матеріалів при їх застосуванні в електричних мережах зовнішньої установки. Ці випробування особливо важливі для кінцевих муфт і обмежувачів перенапруги. Для корпусів ізоляторів необхідні теплові випробування тільки в діапазоні атмосферних температур.

Досвід показує, що після багатьох років експлуатації ізоляційні матеріали деградують в основному завдяки погодним впливам. Для проведення прискорених випробувань погодних старінням застосовуються спеціальні камери, де поряд з ультрафіолетом матеріали піддаються впливу різних шкідливих газів, що набагато підсилює ефект деградації. Полімери фірми «Райхем» пройшли ці випробування за прийнятими методиками.

Додаткові випробування на старіння в природних умовах проводяться ось вже більше 25 років. Зразки розташовані на даху і піддаються погодних дій без прикладення напруги. Стан зразків підтверджує якість цього матеріалу.

Матеріал фірми «Райхем» також успішно пройшов випробування на прискорене старіння солоним туманом в спеціальних камерах. Цей тест проходять всі нові конструкції кінцевих муфт, ізоляторів і гострої ниркової недостатності.

Полімери фірми «Райхем» для зовнішньої установки застосовуються в електромережах на напругу до 72 кВ по всьому світу протягом вже більше 30 років і підтверджують свою надійність, працюючи і в дуже жарких, і в дуже холодних кліматичних умовах, в важких з точки зору забруднення промислових зонах, на залізницях і на морському узбережжі.

Search

Поиск

Пошук