Cao su silicone so với EPDM cho vỏ cách điện bằng composite

Độ tin cậy của cơ sở hạ tầng trạm biến áp và truyền tải điện áp cao phụ thuộc rất nhiều vào khả năng chống chịu môi trường của vỏ cách điện bằng composite. Sự xuống cấp vật liệu trong các thành phần này có liên quan trực tiếp đến việc ngừng hoạt động của mạng. Các nhà khai thác lưới điện phải đối mặt với những thách thức liên tục với các chất gây ô nhiễm môi trường ảnh hưởng đến mạng lưới điện. Việc chỉ định sai vỏ polyme cho chất cách điện bằng composite sẽ dẫn đến lão hóa sớm. Điều này làm tăng tốc dòng điện rò rỉ, gây ra hồ quang vùng khô và cuối cùng gây ra hiện tượng phóng điện do ô nhiễm gây ra tốn kém.

Giải quyết thách thức kỹ thuật này đòi hỏi phải có sự so sánh chặt chẽ, dựa trên bằng chứng giữa hai vật liệu đàn hồi chiếm ưu thế. Các kỹ sư phải đánh giá Cao su silicon (SIR) và Ethylene Propylene Diene Monomer (EPDM). Bạn phải phân tích cấu trúc hóa học của chúng trước những áp lực vận hành trong thế giới thực và tính kinh tế của vòng đời dài hạn. Việc lựa chọn vật liệu vỏ chính xác sẽ quyết định lịch trình bảo trì và vận hành an toàn của toàn bộ hệ thống lắp đặt.

• Khả năng duy trì tính kỵ nước: Chất cách điện bằng cao su silicon duy trì và phục hồi đặc tính chống thấm nước trong môi trường bị ô nhiễm nặng do sự di chuyển của siloxan trọng lượng phân tử thấp (LMW), một lợi thế quan trọng so với EPDM.

• Độ bền cơ học: EPDM trước đây mang lại độ bền xé ban đầu vượt trội và khả năng chống lại hư hỏng do xử lý vật lý, mặc dù các công thức silicon lưu hóa nhiệt độ cao (HTV) tiên tiến đã thu hẹp đáng kể khoảng cách này.

• Theo dõi và Xói mòn: Cả hai vật liệu đều yêu cầu công thức cẩn thận với chất độn alumina trihydrat (ATH) để chống lại sự theo dõi, nhưng cao su silicon thường thể hiện tính ổn định lâu dài vượt trội trước tia cực tím, nhiệt và ozon do tính chất tổng hợp trơ của nó.

• Tính kinh tế của vòng đời: Mặc dù chất cách điện bằng cao su silicon có thể có chi phí mua sắm ban đầu cao hơn nhưng việc loại bỏ việc rửa và tra dầu mỡ định kỳ ở các khu vực bị ô nhiễm sẽ mang lại OpEx thấp hơn trong vòng đời hơn 30 năm.

Vai trò của vỏ polyme trong vật liệu cách điện composite

Chất cách điện tổng hợp phục vụ mục đích kép trong các ứng dụng điện áp cao. Vỏ polyme phải bảo vệ lõi nhựa gia cố sợi thủy tinh (FRP) bên trong khỏi sự xâm nhập của hơi ẩm. Đồng thời, vỏ cung cấp khoảng cách đường rò cần thiết cho loại điện áp được chỉ định. Nếu vỏ bị hỏng, hơi ẩm sẽ truyền vào lõi FRP. Khi hơi ẩm tương tác với điện trường cao sẽ tạo thành axit nitric. Axit này tấn công các sợi thủy tinh bên trong lõi, dẫn đến hư hỏng nghiêm trọng được gọi là gãy giòn. Nhà ở đóng vai trò là biện pháp phòng thủ chính chống lại sự suy thoái môi trường này.

Các tiêu chuẩn ngành xác định các yêu cầu cơ bản nghiêm ngặt đối với các vỏ polyme này. Các tiêu chuẩn IEC 61952 và IEEE yêu cầu các ngưỡng hiệu suất cụ thể. Vật liệu phải thể hiện độ bền điện môi cao, khả năng chịu thời tiết đặc biệt và độ bám dính hoàn hảo với lõi FRP. Các nhà sản xuất thực hiện kiểm tra nghiêm ngặt để đảm bảo vỏ không tách khỏi lõi dưới áp lực cơ học hoặc nhiệt cực cao. Độ bám dính của lõi ngăn chặn sự theo dõi của độ ẩm dọc theo bề mặt bên trong, nếu không sẽ gây ra sự cố điện bên trong.

Ngành công nghiệp điện đã chuyển đổi phần lớn từ sứ truyền thống sang chất cách điện polymer trong ba thập kỷ qua. Polyme có trọng lượng nhẹ hơn, hiệu suất địa chấn tốt hơn và khả năng chống ô nhiễm vượt trội. Việc giảm trọng lượng này cho phép thiết kế tháp nhẹ hơn và lắp đặt dễ dàng hơn ở các vùng sâu vùng xa. Tuy nhiên, việc lựa chọn giữa SIR và EPDM sẽ quyết định lịch bảo trì của toàn bộ hệ thống lắp đặt. Đồ sứ cần được rửa thường xuyên ở những nơi bị ô nhiễm. Polyme nhằm mục đích giảm bớt gánh nặng này. Hiểu chính xác các đặc tính vật liệu của vỏ đảm bảo bạn đáp ứng các tiêu chí vận hành thành công mà không phải chịu chi phí bảo trì ngoài dự kiến.

Để đảm bảo độ tin cậy lâu dài, các kỹ sư đánh giá vỏ polyme theo một số dạng hư hỏng nghiêm trọng. Chúng tôi tìm kiếm khả năng chống theo dõi, xói mòn và nứt do ứng suất môi trường. Nhà ở phải duy trì tính toàn vẹn về cấu trúc của nó qua nhiều thập kỷ chu trình nhiệt, từ nhiệt độ mùa đông lạnh giá đến cái nóng bỏng rát của mùa hè. Nó cũng phải chống lại tác động suy thoái của bức xạ cực tím và ozone do phóng điện hào quang tạo ra.

Khi kiểm tra chất cách điện composite tại hiện trường, đội bảo trì tập trung vào các chỉ số cụ thể về tình trạng xuống cấp của nhà ở. Những tín hiệu trực quan này giúp xác định tuổi thọ còn lại của thành phần.

1. Phấn hóa: Chất cặn dạng bột trên bề mặt cho thấy sự phân hủy polyme.

2. Rạn nứt: Các vết nứt nhỏ nông giữ bụi bẩn và hơi ẩm.

3. Theo dõi: Các đường dẫn cacbon hóa được hình thành do sự phóng điện trên bề mặt.

4. Xói mòn: Tổn thất vật lý của vật liệu vỏ do hồ quang kéo dài.

5. Xé rách nhà kho: Thiệt hại vật chất đối với nhà kho do thời tiết, thường do xử lý kém hoặc do động vật hoang dã.

6. Lỗi đệm kín: Sự xuống cấp của các phụ kiện cuối nơi vỏ tiếp xúc với phần cứng kim loại.

Vỏ cách điện bằng cao su silicon: Cấu hình và hiệu suất vật liệu

Polysiloxane, thường được gọi là silicone, tạo thành chất hóa học nền tảng của những lớp vỏ này. Nó là một loại polymer tổng hợp có tính trơ cao được xây dựng trên khung gồm các nguyên tử silicon và oxy xen kẽ. Xương sống độc đáo này về cơ bản khác với xương sống dựa trên carbon của cao su truyền thống. Liên kết silicon-oxy mang lại độ đặc giống như cao su, chịu nhiệt cao. Năng lượng liên kết của liên kết Si-O cao hơn đáng kể so với liên kết CC có trong các polyme hữu cơ. Cấu trúc này vốn có khả năng chống lại sự phân hủy hóa học từ các chất ô nhiễm môi trường, khí thải công nghiệp và phun muối biển.

Đặc điểm xác định của một chất cách điện cao su silicone là cơ chế phục hồi kỵ nước của nó. Vỏ silicon tạo điều kiện cho chuỗi polymer trọng lượng phân tử thấp (LMW) khuếch tán liên tục lên bề mặt. Những loại dầu silicon này bao bọc các lớp bụi bẩn, muối và ô nhiễm. Việc đóng gói này ngăn chặn sự hình thành màng nước liên tục khi trời mưa hoặc sương mù. Các hạt nước kết thành những giọt riêng biệt, ngăn chặn dòng điện rò rỉ qua bề mặt chất cách điện. Ngay cả khi lớp ô nhiễm nặng bao phủ chất cách điện, siloxan LMW vẫn di chuyển qua lớp bụi bẩn, khiến bề mặt bên ngoài lại một lần nữa bị kỵ nước.

Cao su silicon mang lại sự ổn định vượt trội trước thời tiết môi trường. Năng lượng liên kết cao dễ dàng chịu được bức xạ cực tím. Nó chống lại sự biến động nhiệt độ khắc nghiệt và vẫn linh hoạt ở vùng khí hậu dưới 0. Hơn nữa, silicone còn thể hiện khả năng chống lại sự phóng điện của ozone và hào quang tuyệt vời. Hoạt động của Corona nhanh chóng làm suy giảm các polyme hữu cơ tiêu chuẩn, nhưng tính chất tổng hợp trơ của silicone ngăn chặn sự xói mòn và theo dõi nhanh chóng. Điều này làm cho nó rất phù hợp cho các ứng dụng điện áp siêu cao (UHV) trong đó việc phóng điện vầng quang là hệ số vận hành không đổi.

Các nhà sản xuất sử dụng các loại silicone khác nhau để làm vỏ cách điện, chủ yếu là silicone lưu hóa nhiệt độ cao (HTV) và Cao su silicon lỏng (LSR). HTV silicone được kết hợp dưới dạng cao su có độ đặc cao và được xử lý thông qua ép đùn hoặc ép phun ở nhiệt độ cao. Nó cung cấp các đặc tính cơ học tuyệt vời và cho phép nạp lượng chất độn alumina trihydrate (ATH) cao. LSR là một hệ thống chất lỏng gồm hai phần được xử lý nhanh chóng trong khuôn được nung nóng. Trong khi LSR mang lại thời gian sản xuất nhanh hơn, HTV thường cung cấp khả năng theo dõi lâu dài và khả năng chống xói mòn vượt trội trong môi trường bị ô nhiễm nặng.

Bất chấp những ưu điểm về mặt hóa học này, việc sử dụng silicone vẫn tiềm ẩn những lỗ hổng vật lý cụ thể. Silicone thường có độ cứng Shore A thấp hơn so với cao su hữu cơ. Tính chất mềm mại hơn này làm cho nhà kho dễ bị chim mổ và các loài gặm nhấm phá hoại ở một số môi trường nông thôn. Đội lắp đặt phải tuân theo các quy trình xử lý nghiêm ngặt. Kéo hoặc thả chất cách điện có thể gây rách. Việc lắp đặt phù hợp và vận chuyển cẩn thận sẽ giảm thiểu những rủi ro vật lý này. Các đội không bao giờ được nâng các chất cách điện composite bằng nhà kho thời tiết của họ; họ phải luôn sử dụng các phụ kiện đầu bằng kim loại được chỉ định.

Quá trình lưu hóa đóng một vai trò quan trọng trong hiệu suất cuối cùng của vỏ silicon. Xử lý bổ sung bằng xúc tác bạch kim là phương pháp được ưa chuộng cho các ứng dụng điện áp cao. Không giống như quá trình xử lý bằng peroxide, để lại các sản phẩm phụ có tính axit trong nền cao su, quá trình xử lý bằng bạch kim không tạo ra các sản phẩm phụ dễ bay hơi. Điều này tạo ra một loại polymer tinh khiết hơn với các đặc tính điện vượt trội và độ ổn định lâu dài tốt hơn dưới áp suất điện cao.

Vỏ cách điện EPDM: Cấu hình và hiệu suất vật liệu

Ethylene Propylene diene Monome (EPDM) sử dụng cấu trúc dựa trên hydrocarbon truyền thống. Xương sống carbon-carbon này cung cấp các đặc tính vật lý mạnh mẽ. EPDM trước đây có độ bền cơ học vượt trội và khả năng chống rách cao. Những đặc tính vật lý này làm cho EPDM có khả năng chống lại sự lạm dụng và phá hoại cơ học cao. Các đội tiện ích thường thích EPDM vì độ bền của nó trong quá trình xử lý, vận chuyển và lắp đặt gồ ghề ở những địa hình khó khăn. Nó chịu được các tác động có thể dễ dàng làm rách hoặc khoét thủng lớp vỏ silicon mềm hơn.

Để đạt được hiệu suất điện chấp nhận được, EPDM phụ thuộc rất nhiều vào tải phụ cao. Các nhà sản xuất kết hợp EPDM với alumina trihydrat (ATH) để chống lại hiện tượng bám và ăn mòn dưới tác dụng của điện. Khi xảy ra hiện tượng hồ quang vùng khô, chất độn ATH trải qua phản ứng thu nhiệt. Nó giải phóng nước hydrat hóa, làm mát hồ quang điện và ngăn polyme khỏi quá trình cacbon hóa. Nếu không có đủ ATH, khung hydrocarbon của EPDM sẽ nhanh chóng bị phân hủy thành các rãnh carbon dẫn điện, dẫn đến hỏng chất cách điện nhanh chóng dưới tác dụng của điện áp cao.

EPDM phải đối mặt với những hạn chế nghiêm trọng trong môi trường bị ô nhiễm. Không giống như silicone, EPDM thiếu cơ chế chuyển kỵ nước. Quá trình oxy hóa bề mặt và tích tụ ô nhiễm nhanh chóng làm giảm khả năng chống thấm nước ban đầu của nó. Bề mặt trở nên ưa nước, cho phép hình thành màng nước liên tục khi mưa, sương mù hoặc sương dày đặc. Việc làm ướt này làm tăng dòng rò và thúc đẩy hiện tượng hồ quang dải khô. Việc phóng hồ quang liên tục làm tăng tốc độ xói mòn bề mặt và làm suy giảm polyme hơn nữa.

Do đó, EPDM yêu cầu bảo trì định kỳ ở các khu công nghiệp hoặc ven biển. Các tiện ích phải thực hiện các chương trình rửa tốn kém để loại bỏ các lớp ô nhiễm trước khi chúng gây ra hiện tượng phóng điện. Ở những khu vực bị ô nhiễm nặng, đội kỹ thuật có thể cần phải rửa chất cách điện EPDM nhiều lần trong năm. Một số tiện ích áp dụng mỡ silicon cho chất cách điện EPDM để tạo ra bề mặt kỵ nước một cách nhân tạo. Tuy nhiên, lớp mỡ này cuối cùng sẽ bị bám bụi bẩn và phải được loại bỏ và bôi lại một cách tỉ mỉ, làm tăng thêm chi phí nhân công lớn vào ngân sách bảo trì.

Việc kết hợp EPDM đòi hỏi kỹ thuật chính xác. Đạt được sự cân bằng phù hợp giữa độ bền cơ học và khả năng chống theo dõi điện là rất khó. Việc bổ sung thêm ATH sẽ cải thiện khả năng chống theo dõi nhưng làm cho cao su cứng hơn và khó xử lý hơn. Nó cũng làm giảm độ bền xé. Các nhà sản xuất phải kiểm soát cẩn thận quá trình trộn để đảm bảo ATH được phân tán đều khắp nền polyme. Sự kết tụ của chất độn có thể tạo ra các điểm yếu nơi bắt đầu theo dõi điện.

Kinh nghiệm thực địa cho thấy chất cách điện EPDM hoạt động hiệu quả trong môi trường nội địa sạch sẽ, nơi mức độ ô nhiễm thấp và việc rửa sạch bằng mưa tự nhiên là đủ. Trong những ứng dụng cụ thể này, độ bền cơ học vượt trội của EPDM mang lại lợi thế khác biệt, đặc biệt ở những khu vực dễ bị phá hoại hoặc tác động vật lý nghiêm trọng. Tuy nhiên, việc áp dụng EPDM bên ngoài các thông số hẹp này sẽ gây ra sự mất ổn định trong vận hành.

Kích thước đánh giá kỹ thuật trực tiếp

Việc đánh giá các số liệu về hiệu suất chớp cháy ướt cho thấy sự khác biệt rõ rệt giữa hai vật liệu. Trong điều kiện sương mù muối dày đặc hoặc bụi công nghiệp, silicone duy trì ngưỡng phóng điện cao hơn đáng kể. Bề mặt kỵ nước ngăn không cho lớp ô nhiễm dẫn điện bị ướt hoàn toàn. Ngược lại, EPDM bị ướt hoàn toàn. Việc làm ướt này làm giảm đáng kể điện áp phóng điện, làm tăng nguy cơ mất mạng đột ngột khi trời mưa nhẹ hoặc sương sớm. Khả năng duy trì điện áp phóng điện cao trong điều kiện ẩm ướt, ô nhiễm là lý do chính khiến các công ty điện lực chuyển sang sử dụng silicone.

Tốc độ lão hóa và suy thoái lâu dài tiếp tục phân tách các vật liệu. Dữ liệu thực địa trong khoảng thời gian từ 15 đến 20 năm nêu bật những khác biệt này. EPDM thường có hiện tượng phấn hóa, rạn nứt và mất hoàn toàn độ bóng bề mặt. Bề mặt cứng lại và các vết nứt nhỏ phát triển, tạo ra nhiều ô nhiễm hơn. Silicon lưu hóa ở nhiệt độ cao (HTV) duy trì tính linh hoạt bền vững. Tính ổn định trơ của silicone ngăn ngừa các vết nứt vi mô trên bề mặt sâu thường thấy ở các hệ thống lắp đặt EPDM đã cũ. Nhà kho bằng silicon vẫn dẻo và tiếp tục truyền tính kỵ nước ngay cả sau nhiều thập kỷ tiếp xúc với tia cực tím.

Quy trình sản xuất ảnh hưởng đến chất lượng cuối cùng của chất cách điện composite. Các nhà sản xuất sử dụng quy trình ép phun và ép đùn cho cả hai vật liệu. Tuy nhiên, kỹ thuật lưu hóa khác nhau. Việc biến nhựa silicon thô thành cao su bền đòi hỏi phải kiểm soát nhiệt độ chính xác. Việc đạt được sự liên kết cuối cùng, không có khoảng trống với lõi FRP là rất quan trọng. Các khoảng trống ở bề mặt tiếp xúc giữa lõi và vỏ dẫn đến hiện tượng bám vết bên trong và cuối cùng là làm thủng chất cách điện. Công nghệ ép phun silicone HTV hiện đại đảm bảo liên kết liền mạch, áp suất cao giúp loại bỏ những khoảng trống nguy hiểm này.

Giao diện giữa vỏ polyme và phụ kiện đầu kim loại là một khía cạnh đánh giá quan trọng khác. Độ ẩm xâm nhập vào điểm ba (nơi không khí, polyme và kim loại gặp nhau) gây ra sự xuống cấp nhanh chóng. Cao su silicon thường có độ bám dính tốt hơn với các phụ kiện kim loại khi sử dụng lớp sơn lót thích hợp. Tính linh hoạt của silicone cũng điều chỉnh tốc độ giãn nở nhiệt khác nhau của lõi FRP, vỏ polyme và các phụ kiện kim loại, duy trì độ kín nước thông qua các biến đổi nhiệt độ khắc nghiệt.

Khi đánh giá khả năng theo dõi và chống xói mòn, các kỹ sư dựa vào thử nghiệm mặt phẳng nghiêng (IEC 60587). Thử nghiệm này áp dụng chất gây ô nhiễm chất lỏng dẫn điện liên tục và điện áp cao lên bề mặt vật liệu. Cao su silicon luôn hoạt động tốt hơn EPDM trong thử nghiệm này, cho thấy tổn thất vật liệu ít hơn và khả năng chống theo dõi sâu cao hơn. Sự kết hợp giữa tính ổn định nhiệt vốn có của silicone và khả năng làm mát thu nhiệt của chất độn ATH mang đến khả năng bảo vệ mạnh mẽ chống lại hiện tượng hồ quang dải khô.

Giá trị vòng đời và kinh tế vận hành

Các nhóm mua sắm phải đánh giá sự cân bằng giữa chi phí vốn và chi phí vận hành khi chỉ định vỏ polyme. EPDM thường đưa ra chi phí sản xuất và vật liệu trả trước hiệu quả hơn. Nguyên liệu thô rẻ hơn và quy trình pha chế ít chuyên môn hơn. Tuy nhiên, việc mô hình hóa chi phí vận hành trong vòng đời 30 năm cho thấy một thực tế kinh tế khác. Bạn phải tính đến chi phí nhân công, thiết bị và ngừng hoạt động liên quan đến việc rửa chất cách điện EPDM. Bản chất tự làm sạch của silicone giúp giảm đáng kể các chi phí hoạt động định kỳ này.

ROI dành riêng cho ứng dụng quyết định lựa chọn vật liệu cuối cùng. EPDM vẫn có hiệu quả kinh tế trong các tình huống cụ thể. Môi trường nội địa sạch sẽ với mức độ ô nhiễm thấp rất phù hợp với EPDM. Nếu địa điểm có nguy cơ hư hỏng cơ học hoặc bị phá hoại cao thì độ bền vật lý của EPDM sẽ mang lại giá trị. Trong những môi trường có áp suất thấp này, việc thiếu khả năng phục hồi kỵ nước không ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất điện của lưới điện. Các tiện ích có thể cài đặt EPDM và mong đợi tuổi thọ sử dụng hợp lý mà không cần bảo trì quá mức.

Ngược lại, các môi trường cụ thể yêu cầu silicone phải có ROI dương. Các vùng ven biển bị phun muối biển đòi hỏi tính kỵ nước liên tục để ngăn ngừa hiện tượng phóng điện. Các khu công nghiệp nặng có lượng khí thải dạng hạt cao đòi hỏi phải có đặc tính tự làm sạch. Các ứng dụng sử dụng dòng điện một chiều điện áp cao (HVDC) gặp phải tình trạng tích tụ ô nhiễm tĩnh điện mạnh, hút bụi bẩn lên bề mặt chất cách điện nhanh hơn nhiều so với đường dây AC. Trong những tình huống khắc nghiệt này, số tiền tiết kiệm được khi vận hành nhờ loại bỏ chu kỳ bảo trì vượt xa phí bảo hiểm ban đầu được trả cho vỏ cao su silicon.

Để tính toán chính xác giá trị vòng đời của việc lắp đặt chất cách điện, các kỹ sư phải tính đến một số chi phí vận hành tiềm ẩn.

1. Thiết bị rửa: Chi phí xe rửa áp lực cao chuyên dụng hoặc dịch vụ rửa trực thăng.

2. Giờ lao động: Thời gian cần thiết để đội tiếp cận các công trình ở xa và thực hiện vệ sinh thủ công.

3. Nguồn nước: Chi phí hậu cần cho việc vận chuyển nước khử khoáng đến địa điểm để rửa đường dây điện.

4. Chi phí ngừng hoạt động: Doanh thu bị mất và lưới điện mất ổn định do cắt điện đường dây để bảo trì.

5. Thay thế sớm: Chi phí thay thế các chất cách điện EPDM đã xuống cấp không thể phục hồi do quá trình theo dõi nghiêm ngặt.

Bằng cách loại bỏ các chi phí định kỳ này, cao su silicone mang lại tổng chi phí thấp hơn đáng kể trong suốt vòng đời của trạm biến áp hoặc đường dây truyền tải. Phí bảo hiểm vật liệu ban đầu thường được thu hồi trong vòng 5 năm đầu tiên vận hành trong môi trường bị ô nhiễm nặng.

Rủi ro đặc điểm kỹ thuật và chiến lược giảm thiểu

Kiểm soát chất lượng trong quá trình kết hợp là một rủi ro lớn về đặc tính kỹ thuật. Không phải tất cả các loại cao su silicon đều mang lại hiệu quả như nhau. Cao su silicon có công thức kém và không đủ chất độn ATH có thể bị hỏng sớm. Bất chấp những ưu điểm vốn có của vật liệu polysiloxane cơ bản, việc nạp chất độn không đầy đủ sẽ làm giảm lực cản theo dõi. Các kỹ sư mua sắm phải xác minh các tỷ lệ kết hợp cụ thể để đảm bảo vật liệu chịu được áp lực điện kéo dài mà không bị xói mòn. Các nhà sản xuất cắt giảm chi phí bằng cách giảm hàm lượng ATH khiến các tiện ích gặp rủi ro nghiêm trọng về độ tin cậy.

Các nhà sản xuất đôi khi cung cấp hỗn hợp SIR/EPDM, tiếp thị chúng dưới dạng hợp kim. Bạn phải đánh giá nghiêm túc những vật liệu lai này. Thực tế đánh đổi thường gây thất vọng. Việc cố gắng kết hợp độ bền cơ học của EPDM với tính kỵ nước của SIR thường dẫn đến hiệu suất dưới mức tối ưu. Các hợp kim thường không đạt được khả năng chuyển đổi kỵ nước nhanh chóng của silicone nguyên chất, đồng thời mất đi khả năng chống rách cực cao của EPDM nguyên chất. Hai polyme không liên kết chéo một cách hoàn hảo, tạo ra sự phân tách pha cực nhỏ có thể bắt đầu theo dõi điện.

Các giao thức kiểm tra và xác minh nghiêm ngặt sẽ giảm thiểu những rủi ro về đặc điểm kỹ thuật này. Khuyên nhóm mua sắm của bạn yêu cầu dữ liệu thử nghiệm toàn diện trước khi phê duyệt. Yêu cầu thử nghiệm theo dõi sương muối kéo dài 1000 giờ để xác minh độ bền điện lâu dài. Yêu cầu dữ liệu phân loại kỵ nước cụ thể từ HC1 đến HC7 theo hướng dẫn của STRI. Chỉ chấp nhận các vật liệu duy trì tính kỵ nước tuyệt vời (HC1-HC3) sau khi thử nghiệm lão hóa cấp tốc. Thử nghiệm nghiêm ngặt đảm bảo sản phẩm được lắp đặt đáp ứng mong đợi tại hiện trường.

Các kỹ sư cũng nên chỉ định chính xác loại lõi sợi thủy tinh cần thiết. Kính ECR (Kính kháng hóa chất điện) là bắt buộc đối với các chất cách điện composite hiện đại. Kính E tiêu chuẩn rất dễ bị axit tấn công. Nếu hơi ẩm xâm nhập vào vỏ và tạo thành axit nitric, kính E sẽ bị gãy giòn nhanh chóng. Kính ECR chống lại sự tấn công của axit này, cung cấp lớp bảo vệ thứ cấp quan trọng nếu vỏ polyme bị tổn hại.

Quá trình uốn được sử dụng để gắn các phụ kiện đầu kim loại vào lõi FRP đòi hỏi phải có sự giám sát chặt chẽ. Uốn quá mức sẽ làm nát lõi sợi thủy tinh, tạo ra các điểm yếu cơ học. Việc uốn dưới cho phép khớp nối trượt dưới tải trọng cơ học nặng. Các nhà sản xuất phải sử dụng thử nghiệm phát ra âm thanh trong quá trình uốn để phát hiện bất kỳ vết nứt vi mô nào trong lõi. Thông số kỹ thuật mua sắm phải bắt buộc phải thử nghiệm phát âm đối với tất cả các chất cách điện bằng composite điện áp cao.

Phần kết luận

Mặc dù EPDM mang lại độ bền cơ học vượt trội nhưng lại không hoạt động tốt trong môi trường bị ô nhiễm. Tính chất trơ, chịu nhiệt và kỵ nước của silicone làm cho nó trở thành sự lựa chọn hoàn hảo cho vỏ trụ composite điện áp cao. Bất kỳ môi trường nào bị ô nhiễm từ trung bình đến nặng đều cần có đặc tính bề mặt động của polysiloxane. Silicone ngăn chặn dòng điện rò rỉ, loại bỏ hồ quang dải khô và đảm bảo độ tin cậy của lưới điện lâu dài mà không cần can thiệp bảo trì liên tục.

Áp dụng logic danh sách rút gọn nghiêm ngặt cho quy trình mua sắm của bạn. Chỉ định EPDM cho các loại điện áp thấp hơn trong môi trường đặc biệt sạch trong đó độ bền vật lý vẫn là mối quan tâm hàng đầu. Chỉ định Cao su silicon HTV cho cơ sở hạ tầng trạm biến áp quan trọng. Lưới điện ven biển, khu công nghiệp nặng và khu vực có mức độ ô nhiễm hạt cao yêu cầu nghiêm ngặt đặc tính tự làm sạch của silicone để ngăn ngừa hiện tượng phóng điện.

Hãy hành động ngay lập tức để đảm bảo độ tin cậy của mạng bằng cách thực hiện các bước sau:

• Tiến hành đánh giá toàn diện mức độ nghiêm trọng của ô nhiễm tại địa điểm (SPS) trên mạng của bạn theo hướng dẫn IEC 60815.

• Sửa đổi các thông số kỹ thuật mua sắm của bạn để bắt buộc sử dụng vỏ silicon HTV cho tất cả các ứng dụng điện áp cao ở vùng ô nhiễm từ trung bình đến nặng.

• Yêu cầu báo cáo thử nghiệm lão hóa tăng tốc và tài liệu bổ sung ATH cụ thể từ tất cả các nhà sản xuất chất cách điện trong danh sách rút gọn.

• Thực hiện các quy trình xử lý và lắp đặt nghiêm ngặt cho đội lắp đặt của bạn để ngăn ngừa hư hỏng vật lý đối với các nhà kho polyme mềm hơn.

• Hợp tác với một nhà sản xuất đủ tiêu chuẩn để đánh giá chi phí bảo trì hiện tại của bạn và chứng minh việc chuyển đổi sang sản phẩm hiệu suất cao chất cách điện cao su silicone để nâng cấp cơ sở hạ tầng tiếp theo của bạn.

Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Điều gì làm cho chất cách điện bằng cao su silicon tốt hơn EPDM trong môi trường ô nhiễm?

Trả lời: Silicone dựa trên cấu trúc polysiloxane trơ. Nó liên tục di chuyển siloxan trọng lượng phân tử thấp (LMW) lên bề mặt. Những siloxan này bao bọc bụi bẩn và muối, duy trì bề mặt kỵ nước cao, ngăn ngừa màng nước liên tục và ngăn chặn dòng rò rỉ.

Hỏi: Chất cách điện EPDM có thể phục hồi khả năng chống thấm nước như silicone không?

Đáp: Không. EPDM thiếu cơ chế hóa học để chuyển các đặc tính kỵ nước sang các lớp ô nhiễm. Theo thời gian, quá trình oxy hóa bề mặt và tích tụ bụi bẩn làm cho EPDM vốn có tính ưa nước, cho phép nước tràn qua bề mặt và làm tăng rủi ro theo dõi điện.

Câu hỏi: Vỏ (hợp kim) hỗn hợp silicon và EPDM có phải là sự thay thế tốt không?

Đáp: Việc pha trộn thường có những hạn chế về mặt kỹ thuật. Trong khi họ cố gắng kết hợp độ bền của EPDM với khả năng chống thấm nước của silicone, các hợp kim thường không đạt được khả năng chuyển hoàn toàn tính kỵ nước của silicone HTV nguyên chất và xuống cấp nhanh hơn dưới áp lực môi trường khắc nghiệt.

Hỏi: Tuổi thọ dự kiến ​​của chất cách điện bằng cao su silicone tổng hợp là bao nhiêu?

Trả lời: Vỏ silicon chất lượng cao thường có tuổi thọ từ 20 đến 30 năm. Tuổi thọ chính xác phụ thuộc vào mức độ nghiêm trọng của việc tiếp xúc với tia cực tím, ứng suất điện liên tục và chất lượng của công thức HTV và quy trình liên kết lõi cụ thể của nhà sản xuất.

Hỏi: Vật liệu nào có độ bền xé cơ học tốt hơn?

Trả lời: EPDM về mặt lịch sử mang lại độ bền vật lý và độ bền xé vượt trội. Tuy nhiên, công thức silicon lưu hóa nhiệt độ cao (HTV) hiện đại đã được cải thiện đáng kể, đáp ứng mọi yêu cầu lắp đặt và xử lý tiêu chuẩn cho các ứng dụng tiện ích.

Hỏi: Chất cách điện bằng cao su silicon có cần giặt không?

Đáp: Nói chung là không. Đặc tính tự làm sạch năng động của chúng giúp hạn chế ô nhiễm và duy trì khả năng chống thấm nước. Điều này giúp loại bỏ hoặc giảm đáng kể nhu cầu về các chương trình rửa thường xuyên, tốn kém theo yêu cầu của EPDM và chất cách điện bằng sứ truyền thống.