Передача, распределение и накопление электроэнергии

Кремний-органика vs. керамика

20 августа 2008 г. в 05:00

Революционные изменения в конструкции и компоновке коммутационных аппаратов начались, как известно, с изменения способа гашения дуги в аппаратах 6-10 кВ и перехода от емкостей с трансформаторным маслом к более компактным вакуумным дугогасительным камерам (ВДК). Метод гашения в вакууме оказался весьма привлекательным исходя из простоты и эффективности работы аппаратов на его базе. Вслед за классом 6-10 кВ вакуумная техника прочно обосновалась в классе 27,5-35 кВ. И хотя еще не стихли разговоры о целесообразности применения ВДК на этом напряжении и о преимуществах вакуума или элегаза (шестифтористая сера SF6), но эксплуатация де-факто уже выбор сделала в пользу вакуума. Следующим шагом на пути развития коммутационных аппаратов 35 кВ стала разработка новых типов изоляции полюсов.

Особенность конструкции нового поколения вакуумных коммутационных аппаратов 35 кВ наружной установки заключается в «сухой» изоляции полюсов — без применения трансформаторного масла. Современные серии вакуумных выключателей 35 кВ наружной установки комплектуются полюсами из полимера, покрытого слоем кремнийорганической изоляции. К этому решению пришли не сразу. Переходная серия вакуумных выключателей имела фарфоровую изоляцию с трансформаторным маслом в полюсах.

Потом появился первый «сухой» выключатель с внутренней изоляцией из армированного эпоксидного компаунда (стеклопластика). Но при этом внешний слой изоляции оставался керамическим. Отказ от применения фарфора стал решающим шагом к появлению нового поколения вакуумных выключателей 35 кВ наружной установки.

Главная особенность этих выключателей — применение эпоксидного компаунда в качестве диэлектрического материала полюса. Почему не керамика? Ведь фарфор традиционно использовался на напряжении 35 кВ. 

Фарфор, как изоляционный материал, используется в электротехнике уже более века, и долгое время был безальтернативным выбором при проектировании изоляции токоведущих частей коммутационных аппаратов. Между тем, фарфор не обеспечивает необходимой механической прочности при повышении рабочих давлений. Кроме того, керамика имеет относительно высокую удельную плотность и изделия из нее имеют большую массу. Существенный недостаток фарфора и его низкая ударная прочность, что в эксплуатации часто приводит к разрушению керамических частей электрооборудования при транспортировке, монтаже, а также в результате действий вандалов.

Применение эпоксидного компаунда вместо фарфора нивелирует эти недостатки. Ведь по своим диэлектрическим свойствам, а именно по диэлектрической прочности, объемному сопротивлению и диэлектрической проницаемости, эпоксидный компаунд ничем не уступает фарфору, по крайней мере, имеет показатели того же порядка, что и электрофарфор, или, скажем, ультрафарфор, стеарит или кордиерит. При этом изделия из эпоксидного компаунда лишены главного недостатка традиционных керамических изоляторов — низкой механической прочности на кручение и изгиб. Они не разрушаются при ударах, не растрескиваются при смене температур. Заметными преимуществами полимерных изоляторов являются также их малая масса и стабильность свойств электроизоляционного материала в различных условиях эксплуатации. По механическим ограничениям для формирования полюса и ребер изоляции требуется гораздо более тонкий слой полимера по сравнению с керамикой.

Применение эпоксидного компаунда вместо фарфора целиком оправдано в аппаратах внутренней установки. Но для внешней установки этот материал оказался не приспособлен из-за низкой эрозионной и трекинговой стойкости. Углерод, содержащийся в компаунде, под воздействием солнечной радиации и высоких температур частичных дуговых разрядов при увлажнении поверхности выпадает в чистом виде на поверхность, образуя проводящие углеродные дорожки-треки. Таким образом, особенности материала исключают его применение в качестве изоляции электрических аппаратов наружной установки.

Решением проблемы стало применение материалов на основе кремнийорганических каучуков. Особенностью кремнийорганической резины является замещение атомов углерода в ее составе атомами кремния, который является абсолютным диэлектриком и в чистом виде и в виде оксидов. Кремнийорганическая резина (силикон) пластична, обладает высокой термостойкостью, негорючая, экологически нейтральна, устойчива к старению. Срок службы изоляции из этого материала даже в самых суровых условиях не меньше 30 лет.

Использование нового материала позволило отказаться от маслонаполненных фарфоровых полюсов и коренным образом изменило архитектуру полюса. Теперь камера заключена в кожух из армированного эпоксидного компаунда (стеклопластика), который снаружи и изнутри защищен рубашкой из кремнийорганической резиной. Высокая механическая прочность и малый удельный вес позволили значительно уменьшить толщину и вес полимерной изоляции и всего выключателя. Кремний-органика — материал по сравнению с керамикой дорогой, но высокая механическая и электрическая прочность полимера позволила значительно уменьшить толщину ребер изоляции. Более того, уменьшение толщины ребер и при этом сокращение расстояния между ними (увеличение их количества на единицу длины) позволило уменьшить вылет ребер.

Поверхность изоляции полюсов самоочищается от проводящих загрязнений под воздействием атмосферных осадков. Во избежание конденсации влаги на внутренних полостях полюс герметизируется, а рубашка из кремний-органики выполняется с гидрофобным покрытием внутренней поверхности, ребрированным в отсеке тяговой штанги полюса и повышенной гладкости в местах прилегания к поверхности ВДК.

Первым в СНГ эту технологию в аппаратостроении применил «Нижнетуринский электроаппаратный завод» («НТЭАЗ», РФ). После объединения «НТЭАЗ» и «РЗВА», эту технологию распространили на весь холдинг «Высоковольтный союз». На сегодня вакуумные выключатели 35 кВ наружной установки, производимые заводами-«союзниками», не имеют аналогов отечественного производства. Как показал опыт эксплуатации выключателей с кремнийорганикой в различных климатических зонах, в т.ч. в условиях сложных температурных режимов северных областей РФ, такая конструкция обеспечивает надежную изоляцию полюсов и не требует профилактики и дополнительного обслуживания.

ЗАО «Высоковольтный союз».

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Камера дугогасительная КДВХ-10-20/630 УХЛ2 (КДВХ3-10-20/1600 УХЛ2)

Предлагаем камеры дугогасительные вакуумные КДВХ-10-20/630 (1000, 1600). Номинальное напряжение - 10кВ. Номинальный ток - 630, 1000, 1600 А. Дугогасительные вакуумные камеры предназначена для работы в вакуумных выключателях переменного тока частотой 50 Гц, номинальным напряжением 10 кВ: -КДВА2-10-12, 5/800 УХЛ2 МИБД.686484.017 ТУ -КДВА2-10-20/1000 УХЛ2, КДВА5-10-20/1600 УХЛ2 – ТУ 3414-001-11567922-2003 -КДВХ4-10-20/1600 УХЛ2 ИМПБ.686484.017 ТУ Короткие сроки! Скидки! Звоните! Данилов Евгений. ООО ЧебЭнерго, г. Чебоксары.
Данилов Евгений · ЧебЭнерго · Сегодня · Россия · Чувашская республика - Чувашия
Камера дугогасительная КДВХ-10-20/630 УХЛ2 (КДВХ3-10-20/1600 УХЛ2)

ПРОДАМ: Камера дугогасительная КДВ-2

Предлагаем к поставке камеры дугогасительные КДВ2-1,14-2,5/250 В3, КДВ2-1,14-4/400 В3, КДВ2-1,14-4/400 В3-1. Камеры вакуумные дугогасительные предназначены для коммутации цепей переменного тока с номинальным напряжением до 1140В в составе контакторов серии КВ 1,14 рассчитанных для тяжелых режимов эксплуатации, в том числе в условиях низких температур. Вакуумная дугогасительная камера представляет собой цилиндрический корпус из изолирующего материала, с торцов закрытый металлическими фланцами, несущими токовыводы дугогасительных контактов, смонтированных внутри корпуса. Один из контактов выполнен подвижным. Перемещение подвижного контакта обеспечивается за счет сильфонного узла, жестко связанного с подвижным контактом. В исходном состоянии контакты замкнуты. Их размыкание осуществляется путем приложения внешнего усилия к токовыводу подвижного контакта. При снятии внешнего усилия контакты замыкаются. Действует система скидок! С уважением, Данилов Евгений. ООО ЧебЭнерго, г. Чебоксары.
Данилов Евгений · ЧебЭнерго · Сегодня · Россия · Чувашская республика - Чувашия
Камера дугогасительная КДВ-2

ПРОДАМ: Продажа подстанции с хранения КРУН-6 с выключ масляными ВК-Э-10-20/630

Продажа подстанции с хранения, с выключ масляными ВК-Э-10-20/630 отходящие, ВКЭ-1600а вводной. Так-же можем заменить на вакуумные выключатели вв/тел-10-20/1000(046). Микропроцессорную защиту sepam, micom, Орион,,Сириус,Бмпэ, бмрз. И. Т. Д.
Васянин Евгений · ООО «ВЕБЭНЕРГО-ПЕРМЬ» · Сегодня · Россия · Ленинградская обл
Продажа подстанции с хранения КРУН-6 с выключ масляными ВК-Э-10-20/630

ПРОДАМ: Запчасти к МКП-35, С-35, У-220, ВТ-35, ВМД-35, ВК-10, ВКЭ-1

ООО "НПО" Промэнерго" производит и поставляет ремкомплекты для силовых трансформаторов, для масляных, воздушных и вакуумных выключателей: по списку спрашивайте камера МКП-110 камера МКП-35 Камера 5БП.740.252 камера ВТ-35 камера С-35 Стержень 5СЯ.540.025 Включающие катушки 5БП.522.301-10 КБВ 5БП.551.094-01 КБО 5СЯ.551.039-02 Камера 5СЯ.740.169 Маслоуказатель 6БП.349.105 Трубка стекляная 8БП.771.213 Камера дугогасительная 5ФБ.740.001 Траверса ВИЕЦ.685.111.002 Камера ВИЕЦ.686.422.002 ВМД-35 Катушка вкл. ЭВ 220 В Катушка откл. ЭО 220 В Гасительная камера КБО КБВ ВК-10, ВКЭ-10 Тяга (изоляционная) 5ВУ.234.022 Камера 5ВУ.740.000 Камера 5ВУ.740.008 Рычаг 5КА.231.210 Буфер 5КА.287.029 Стержень 5КА.540.039 Стержень 5КА.540.039-01 Контакт втычной тюльпан D=36мм 5КА.551.083 Контакт втычной тюльпан D=24мм 5КА.551.136 Камера дугогасительная 5КА.740.041 Камера дугогасительная диам цилиндра 135 мм 5КА.740.041-01 Катушка ЭО 220 В 5СЯ.520.302 Катушка откл. 220 В 88 ОМ 5СЯ.522.056-2 Поплавок маслоуказателя 6КА.349.004 Колпачок 8БП.307.026 Прокладка маслоспусковой пробки 8БП.372.281 Колпачок 8КА.307.049 Прокладка 8КА.371.053 Прокладка 8КА.371.058 Прокладка 8КА.371.089 Прокладка 8КА.371.091 Прокладка паронитовая 8КА.371.092 Прокладка 8КА.371.094 Прокладка 8КА.371.111 Прокладка 8КА.371.117 Стержень подвижный 8КА.540.017 Стержень подвижный 8КА.540.017-01 Кольцо Д=25 8КА.711.110 Кольцо Д=29 8КА.711.110-01 Токоотвод ВИЕЮ.685.123.004 Катушка отключающая ВИЕЮ.685.421.002-02 Катушка включающая ВИЕЮ.685.421.003 Катушка отключающая ВИЕЮ.685.452.002-03 Камера ВИЕЮ.686.425.001 Камера ВИЕЮ.686.425.001-01 Кольцо ВИЕЮ.711.341.003 Кольцо ВИЕЮ.711.341.003-01 Прокладка ВИЕЮ.754.152.003 Прокладка ВИЕЮ.754.152.004 Прокладка нижняя полюса ВКЭ-10 Прокладка стержня втычного контакта ВКЭ-10 Прокладка стержня втычного контакта ВКЭ-10 Электродвигатель КЛ-50 АВВ ВМГ-10, ВМГ-133 Стержень токоведущий с м/к 5ВУ.540.007 Камера для ВМГ-133 5ВУ.740.000 Камера 5ВУ.740.008 Стекло масло указателя...
Долгов Владимир · ООО НПО · 2 мая · Россия · Чувашская республика - Чувашия
Запчасти к МКП-35, С-35, У-220, ВТ-35, ВМД-35, ВК-10, ВКЭ-1
Компания LEDVÁNCE — один из ведущих мировых производителей осветительной техники: традиционных источников света, энергоэффективных светодиодных ламп, светильников, инновационных светотехнических решений для «умного дома». Продукция компании предназначена как для профессионального, специализированного применения, так и для конечного потребителя.