Кремний-органика vs. керамика

Революционные конфигурации в установки и компоновке коммутационных аппаратов начались, как не секрет, с конфигурации метода гашения дуги в аппаратах 6-10 кВ и перехода от емкостей с трансформаторным маслом к наиболее малогабаритным вакуумным дугогасительным камерам (ВДК). Способ гашения в вакууме оказался очень симпатичным исходя из простодушия и эффективности занятия аппаратов на его основанию. Вслед за классом 6-10 кВ вакуумная техника прочно обосновалась в классе 27,5-35 кВ. И желая еще не стихли дискуссии о необходимости применения ВДК на этом напряжении и о превосходствах вакуума либо элегаза (шестифтористая сера SF6), но использование де-факто теснее выбор сделала в полезность вакуума. Следующим шагом на пути развития коммутационных аппаратов 35 кВ стала разработка новейших разновидностей изоляции полюсов.

Необыкновенность установки новейшего поколения вакуумных коммутационных аппаратов 35 кВ наружной конструкции включается в «сухой» изоляции полюсов — без применения трансформаторного масла. Современные серии вакуумных выключателей 35 кВ наружной конструкции комплектуются полюсами из полимера, возмещенного оболочкой кремнийорганической изоляции. К этому заключению пришли не немедля. Переходная серия вакуумных выключателей обладала фарфоровую изоляцию с трансформаторным маслом в полюсах.

Позже появился основной «сухой» выключатель с внутренней изоляцией из армированного эпоксидного компаунда (стеклопластика). Но при всем этом внешний покров изоляции оставался глиняним. Отказ от применения фарфора стал решающим шагом к возникновению новейшего поколения вакуумных выключателей 35 кВ наружной конструкции.

Ключевая необыкновенность этих выключателей — использование эпоксидного компаунда в качестве диэлектрического мат-ла полюса. Зачем не керамика? Ведь фарфор обычно употреблялся на напряжении 35 кВ. 

Фарфор, как изоляционный вещество, употребляется в электротехнике теснее наиболее века, и длинное пора был безальтернативным выбором при расчете изоляции токоведущих частей коммутационных аппаратов. Меж тем, фарфор не обеспечивает нужной механической прочности при увеличении рабочих давлений. Не считая того, керамика обладает относительно высшую удельную частота и изделия из нее обладают большую массу. Значимый недостача фарфора и его басистая ударная крепкость, что в эксплуатации нередко приводит к разрушению глиняних частей электрооборудования при транспортировке, монтаже, а также в итоге деяний вандалов.

Использование эпоксидного компаунда заместо фарфора нивелирует эти нехватки. Ведь по близким диэлектрическим свойствам, а конкретно по диэлектрической прочности, объемному противодействию и диэлектрической проницаемости, эпоксидный компаунд ничем не уступает фарфору, по последней мере, обладает характеристики того же порядка, что и электрофарфор, либо, так, ультрафарфор, стеарит либо кордиерит. При всем этом изделия из эпоксидного компаунда лишены ключевого недостатка обычных глиняних изоляторов — басистой механической прочности на кручение и изгиб. Они не разрушаются при ударах, не растрескиваются при смене температур. Видными превосходствами полимерных изоляторов приходят также их маленькая масса и стабильность параметров электроизоляционного мат-ла в разных соглашениях эксплуатации. По мех-ским ограничениям для формирования полюса и ребер изоляции требуется еще наиболее узкий покров полимера по сопоставлению с керамикой.

Использование эпоксидного компаунда заместо фарфора полностью оправдано в аппаратах внутренней конструкции. Но для внешней конструкции этот вещество оказался не адаптирован из-за басистой эрозионной и трекинговой стойкости. Углерод, держащийся в компаунде, под действием солнечной радиации и больших температур частичных дуговых разрядов при увлажнении поверхности выпадает в девственном облике на поверхность, образуя проводящие углеродные тропинки-треки. Таковым образом, особенности мат-ла исключают его использование в качестве изоляции электрических аппаратов наружной конструкции.

Выводом проблемы стало использование субстанций на основанию кремнийорганических каучуков. Особенностью кремнийорганической резины приходит замещение атомов углерода в ее составе атомами кремния, тот или другой приходит безусловным диэлектриком и в девственном облике и в облике оксидов. Кремнийорганическая резина (силикон) пластична, владеет высочайшей термостойкостью, негорючая, экологически нейтральна, устойчива к старению. Срок занятия изоляции из этого мат-ла даже в самых грозных соглашениях не меньше 30 лет.

Использование новейшего мат-ла позволило отрешиться от маслонаполненных фарфоровых полюсов и коренным образом изменило архитектуру полюса. Сейчас камера заключена в кожух из армированного эпоксидного компаунда (стеклопластика), тот или другой за пределом и снутри защищен рубахой из кремнийорганической резиной. Высочайшая механическая крепкость и маленький удельный вес дозволили существенно уменьшить толщину и вес полимерной изоляции и итого выключателя. Кремний-органика — вещество по сопоставлению с керамикой дорогой, но высочайшая механическая и электрическая крепкость полимера дозволила существенно уменьшить толщину ребер изоляции. Наиболее того, уменьшение толщины ребер и при всем этом сокращение расстояния меж ими (повышение их численности на единицу длины) позволило уменьшить вылет ребер.

Поверхность изоляции полюсов самоочищается от проводящих загрязнений под действием осадков. Во избежание конденсации воды на внутренних полостях полюс герметизируется, а рубаха из кремний-органики выполняется с гидрофобным покрытием внутренней поверхности, ребрированным в отсеке тяговой штанги полюса и завышенной гладкости в участках прилегания к поверхности ВДК.

Основным в СНГрам эту технологию в аппаратостроении употребил «Нижнетуринский электроаппаратный завод» («НТЭАЗ», РФ). Затем объединения «НТЭАЗ» и «РЗВА», эту технологию распространили на цельный холдинг «Высоковольтный союз». На сейчас вакуумные электровыключатели 35 кВ наружной конструкции, производимые заводами-«союзниками», не обладают аналогов российского производства. Как изобразил опыт эксплуатации выключателей с кремнийорганикой в разных погодных зонах, в т.ч. в соглашениях трудных температурных режимов северных областей РФ, такая установка обеспечивает надежную изоляцию полюсов и не вызывает обслуживания и доп профилактики.

ЗАО «Высоковольтный союз».