سوله و غلاف عایق پلیمری

بررسی اجمالی

سوله و غلاف قسمت عایق بیرونی عایق کامپوزیت است. عملکرد آن این است که عایق کامپوزیت دارای عملکرد عایق خارجی به اندازه کافی بالا در برابر فلاشور رطوبت و فلاش اور آلودگی باشد تا از میله هسته در برابر جو خارجی محافظت کند. ژاکت های سوله در تمام طول سال در معرض جو بیرونی قرار دارند، در برابر شرایط جوی سخت مختلف مانند آفتاب، باران، گرمای سوزان، سرمای شدید و غیره مقاومت می کنند و در برابر آلودگی های طبیعی (غبار پرنده، نمک-قلیایی) و انواع آلودگی های صنعتی مقاومت می کنند. ممکن است در معرض شرایط کثیف و مرطوب قرار گیرد. دچار فرسایش توسط ترشحات جرقه ای یا ترشحات جزئی شده است. کانکس ها معمولاً باید دارای مقاومت عالی در برابر آلودگی، مقاومت ردیابی و مقاومت در برابر خوردگی الکتریکی، و همچنین مقاومت در برابر ازن، دمای بالا و پایین و سایر اثرات پیری جوی باشند. مقاومت عالی عایق های کامپوزیتی در برابر آلودگی عمدتاً به دلیل تعیین مواد غلاف سوله است که مستقیماً با پیری طولانی مدت عایق کامپوزیت مرتبط است.

شکل سوله های عایق کاری شده به اندازه عایق های چینی و شیشه ای معقول نیست. عایق کامپوزیت ساختار بلند و باریکی دارد و توزیع میدان الکتریکی در امتداد سطح بسیار ناهموار است. قدرت میدان در محل اتصال غلاف سوله و اتصالات انتهایی بالاترین میزان است. چگالی جریان سطحی سوله ها متناسب با قدرت میدان محلی است و همچنین به مساحت سطح بستگی دارد. هرچه قطر سیلندر کمتر باشد، چگالی جریان بیشتر باعث ایجاد قوس موضعی می شود. قوس موضعی نه تنها باعث خراب شدن درزگیر انتهایی می شود، بلکه بر آب گریزی سطح سوله نیز تأثیر می گذارد. در عین حال، به راحتی می توان یونیزاسیون خزشی جزئی بین سوله های مجاور توسط هوا و اتصال کوتاه قوس بین سوله ها در طول خط ایجاد کرد که باعث کاهش فاصله خزش و ایجاد فلاشور ناشناخته عایق کامپوزیت می شود. . به خصوص پس از چندین سال کار، زمانی که آبگریزی به طور جزئی یا کامل از بین رفته باشد، این پدیده بیشتر رخ می دهد. بنابراین، طرح‌های مختلف سوله تأثیر مهمی بر مقاومت در برابر آلودگی، عملکرد الکتریکی و عمر مفید عایق‌های کامپوزیتی دارند. یک سازه سوله خوب باید به هماهنگی پارامترهای مختلف توجه کامل داشته باشد، به طوری که نه تنها دارای فاصله بالا رفتن متناظر و عملکرد ضد رسوب بهتر و عملکرد خود تمیز شوندگی بهتر است، بلکه می تواند از احتمال پل زدن قوس بین سوله ها نیز جلوگیری کند. به طوری که می تواند صعود کند فاصله می تواند باشد.

حداقل فاصله بین Shedss (C) و ضریب خزش (C.F.)

هنگام طراحی سوله ها، حداقل فاصله بین سوله ها (C) و ضریب خزش (C.F.) دو پارامتر بسیار مهم هستند.

حداقل فاصله بین سوله‌ها (C) به طول خط عمودی از پایین‌ترین نقطه لبه قطره‌ای سوله‌های بالایی تا سطح سوله‌های بعدی برای سوله‌های بزرگ مجاور با قطر سوله‌های مشابه، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، اشاره دارد.

ضریب خزش (C.F.) پارامتر طراحی اندازه کلی مقره است که به نسبت فاصله خزش کل مقره به کوتاه ترین فاصله در امتداد تخلیه هوا بین دو الکترود مقره اشاره دارد. استاندارد صنعت برق DW/T864-2004 توصیه های روشنی برای شکل سوله ها ارائه کرده است: حداقل فاصله بین سوله ها (C)، مقدار c توصیه شده برای سوله های بزرگ و کوچک نباید کمتر از 70 میلیون متر باشد. برای سوله هایی با قطر مساوی، مقدار c توصیه شده نباید کمتر از 40 میلی متر باشد.

در مورد ضریب خزش (C.F.) به سطوح آلودگی I و Il، C.F. توصیه می شود. F نباید بیشتر از 3.2 باشد. برای سطوح آلودگی Ⅲ و Ⅳ توصیه می شود که C.F. نباید بیشتر از 3.5 باشد.

سوله های آیرودینامیک

در حال حاضر برخی از تولید کنندگان و موسسات تحقیقاتی علمی طراحی سوله ها را بر اساس موارد فوق بهبود بخشیده اند. شکل 2 طراحی سوله های آیرودینامیکی بهبود یافته را نشان می دهد. این طرح ساختاری از طراحی سوله های بزرگ و کوچک استفاده می کند که نه تنها می تواند ویژگی های عایق خارجی را بهبود بخشد و ولتاژ مقاومت در برابر آلودگی را افزایش دهد، بلکه توانایی خود تمیز شوندگی عایق کامپوزیت را در هوا نیز افزایش می دهد. پارامترهای فنی اصلی سوله های طراحی به شرح زیر است:

• فاصله سوله ها / امتداد سوله ها (H/L) بزرگتر یا مساوی 1 است.
• نازک ترین قسمت لبه سوله بزرگتر یا مساوی 4 میلی متر است.
• ضخیم ترین قسمت پایه سوله ها کمتر یا مساوی 12 میلی متر است.
• ضخامت غلاف بزرگتر یا مساوی 5 میلی متر است.
• فاصله سوله ها 75-100 میلی متر است.

(2) مواد غلاف را می ریزد

غلاف عایق کامپوزیت Sheds از مواد لاستیکی سیلیکونی به عنوان ماتریس ساخته شده است که عوامل جفت کننده، بازدارنده شعله، عوامل تقویت کننده، عوامل ضد پیری و سایر پرکننده ها را از طریق ولکانیزاسیون در دمای بالا اضافه می کند. در حال حاضر، مواد غلاف Sheds عایق های کامپوزیتی تولید شده در چین عمدتاً از لاستیک متیل وینیل سیلیکون به عنوان ماتریس ساخته شده است. مواد کامپوزیت دارای خواص زیر است:

• عملکرد شیمیایی پایدار؛
• مقاومت عالی در دمای بالا و پایین؛
• مقاومت در برابر پیری اتمسفر؛
• مقاومت در برابر پیری ازن؛
• افزودن عوامل تقویت‌کننده، بازدارنده‌های شعله و سایر پرکننده‌ها، خواص مکانیکی مواد لاستیکی سیلیکونی و مقاومت آن در برابر ردیابی و خوردگی الکتریکی را تا حد زیادی بهبود می‌بخشد.
• آب حالتی از قطرات یا قطرات آب جدا شده را روی سطح مواد آلی با انرژی سطحی بسیار کم تشکیل می دهد، بنابراین مواد لاستیکی سیلیکونی آب گریزی خوبی دارد.

مهم ترین ویژگی عایق های کامپوزیتی، ویژگی های آب گریزی و مهاجرت آبگریز است که مقاومت عالی عایق های کامپوزیت در برابر آلودگی را تعیین می کند و عاملی کلیدی برای مناسب بودن عایق های کامپوزیتی برای عایق کاری خارجی در مناطق آلوده است.

با این حال، فاصله بین مولکول های لاستیک سیلیکون زیاد است، و نیروی بین مولکول ها ضعیف است، که باعث می شود استحکام مکانیکی خود لاستیک سیلیکون کم شود، که از لاستیک عمومی کمتر است. در عین حال، سختی و مقاومت در برابر سایش آن ضعیف است. ; مقاومت در برابر ردیابی نشت و مقاومت در برابر آسیب خوردگی الکتریکی زیاد نیست. این نقاط ضعف را می توان با افزودن پرکننده هایی مانند عوامل تقویت کننده و بازدارنده های شعله به لاستیک سیلیکونی بهبود بخشید. به طور کلی، لاستیک سیلیکونی برای عایق های کامپوزیتی عمدتاً شامل اجزای زیر است:

• لاستیک متیل وینیل سیلیکون 010-2 نوع)
• عامل تقویت کننده (سیلیس دود شده شماره 2)
• بازدارنده شعله (پودر هیدروکسید آلومینیوم فوق العاده)
• رنگ (رنگ قرمز اکسید آهن یا کربن سیاه رنگدانه)
• افزودنی های شیمیایی
• عامل ولکانیزه

عامل تقویت کننده می تواند استحکام مکانیکی لاستیک سیلیکونی را بهبود بخشد و اثر بهتر سیلیس دود شده است که یک SiO2 متخلخل بسیار کوچک است. افزودن مقدار مناسب سیلیس دود شده می تواند استحکام کششی را تا 3-6MPa و استحکام پارگی را تا 5-15kN/m افزایش دهد.

افزودن تری هیدرات آلومینا (A1203·3H2O همچنین به نام هیدروکسید آلومینیوم نیز نامیده می شود) می تواند به عنوان یک بازدارنده شعله استفاده شود. به طور قابل توجهی مقاومت در برابر ردیابی و فرسایش الکتریکی را بهبود می بخشد. مکانیسم اثر آن به این صورت است که وقتی قوس می سوزد، دمای سطح محلی ماده به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. هنگامی که تری هیدرات آلومینا تا حدود 220 درجه سانتیگراد گرم می شود، به سرعت آب کریستال را تجزیه می کند و مقدار زیادی گرما را جذب می کند و در نتیجه دمای سطح مواد را کاهش می دهد. معادله واکنش این است:

تحت کاتالیز Al2O3، آب تجزیه شده تبلور می تواند در طی تجزیه در دمای بالا مواد آلی تولید شود. کربن آزاد واکنش نشان می دهد تا CO گازی، CO2 تولید کند تا از تشکیل کانال های کربنیزاسیون رسانا جلوگیری کند. در عین حال، افزودن مقداری اکسیدهای فلزی به همراه افزودن تری هیدرات آلومینا تأثیری مشابه با آن خواهد داشت که مقاومت در برابر ردیابی و خوردگی الکتریکی لاستیک سیلیکونی را تا حد زیادی بهبود می بخشد.

افزودن پرکننده ها می تواند خواص خاصی از لاستیک سیلیکونی را بهبود بخشد و در عین حال هزینه عایق های کامپوزیتی را نیز کاهش دهد. با این حال، افزودن پرکننده ها بر عملکرد خود لاستیک سیلیکونی تأثیر می گذارد. عامل تقویت کننده می تواند استحکام مکانیکی لاستیک سیلیکونی را بهبود بخشد، اما مقاومت و ولتاژ شکست فرکانس توان محصولات لاستیکی سیلیکونی را کاهش می دهد و ثابت دی الکتریک نسبی و از دست دادن دی الکتریک فرکانس توان را افزایش می دهد. اگرچه بازدارنده های شعله می توانند مقاومت ردیابی محصولات و عملکرد از دست دادن خوردگی الکتریکی را بهبود بخشند، اما عملکرد ضد آب مواد لاستیکی سیلیکونی را تضعیف می کنند.

بنابراین، با توجه به فرمولاسیون متفاوت مواد لاستیکی سیلیکونی تولید شده توسط سازندگان مختلف، آب گریزی همان عایق های کامپوزیت لاستیک سیلیکونی نیز کاملاً متفاوت است. با توجه به شیوه‌های تولید طولانی‌مدت، در نظر گرفتن جامع مقاومت به پارگی، مقاومت قوس، آب‌گریزی و مقاومت در برابر پیری مواد غلاف سوله، پر شدن مواد اولیه مختلف در فرمول باید کنترل شود.

• محتوای لاستیک سیلیکون خالص باید بیشتر از 40٪ باشد.
• محتوای پودر هیدروکسید آلومینیوم پر شده باید کمتر از 40٪ باشد.

در عین حال، پس از رسوب مواد لاستیکی سیلیکونی و پوشاندن لایه کثیفی، سطح لایه کثیفی نیز آبگریز به نظر می رسد. آب یک لایه آب پیوسته روی سطح لایه خاک تشکیل نمی دهد، بلکه به قطرات آب جداگانه، قطرات آب بزرگتر متراکم می شود. لغزش از سطح تحت اثر گرانش، این ویژگی مهاجرت آبگریز منحصر به فرد مواد لاستیکی سیلیکونی است.

دقیقاً به دلیل دو ویژگی عالی مواد لاستیکی سیلیکونی است که لایه کثیفی در یک محیط مرطوب به راحتی مرطوب نمی شود، تنها بخش کوچکی از نمک را می توان حل کرد و بیشتر کثیفی را نمی توان به یون های رسانا حل کرد. . این به طور موثر جریان نشتی را در سطح لایه آلودگی محدود می کند، تشکیل یک قوس موضعی دشوار است، و به راحتی در طول فلاش اور آلودگی رخ نمی دهد. بنابراین عایق کامپوزیت در محیط کثیف و مرطوب مقاومت بسیار خوبی در برابر آلودگی نشان می دهد.