Композиционные материалы электротехнического назначения на основе полиуретанов и полисилоксанов для изготовления высоковольтных изоляторов нового поколения

• Автор: Росинкевич, Станислав Францевич
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 139 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Проблемы создания и эксплуатации полимерных высоковольтных изоляторов

1.2 Мировая практика утилизации отходов эластомеров

1.3 Теоретические основы процесса регенерации отходов эластомеров

2 МЕТОДИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объекты исследования

2.1.1 Материалы для несущего стержня изоляторов

2.1.2 Материалы для защитных оболочек изоляторов

2.2 Технология и оборудование для приготовления композиций

2.2.1 Приготовление композиций для несущего стержня изолятора

2.2.2 Приготовление композиций для защитных оболочек изоляторов
2.2.2.1 Установка для регенерации отходов полисилоксановых изделий
2.2.2.2 Состав и технология приготовления композиции с регенератом
2.3. Технология изготовления изделий
2.3.1 Технология изготовления несущих стержней изоляторов
2.3.2 Технология изготовления защитных оболочек изоляторов
2.4 Физико-химические, технологические и эксплуатационные испытания материалов и изделий
2.4.1 Реологические испытания
2.4.2 Оценка теплостойкости полиуретановых композиций несущего стержня
2.4.3 Определение физико-механических и эксплуатационных показателей материалов и изделий
2.4.3.1 Определение показателей свойств несущих стержней
2.4.4.2 Определение показателей свойств защитных покрытий
3 РАЗРАБОТКА ПОЛИУРЕТАНОВЫХ КОМПОЗИЦИЙ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕСУЩИХ СТЕРЖНЕЙ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИЗОЛЯТОРОВ
3 Л Технология приготовления связующего для несущих стержней
3.2. Состав и свойства связующего несущих стержней изоляторов
3.3 Технология изготовления и свойства несущих стержней изоляторов
3.4 Перспективы использования ПУ-связующего при создании отдельных элементов полимерных изоляторов
4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ РЕГЕНЕРАЦИИ ПОЛИСИЛОКСАНОВЫХ ИЗДЕЛИЙ И СОЗДАНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ИХ ОСНОВЕ ДЛЯ ЗАЩИТНЫХ ОБОЛОЧЕК ВЫСОКОВОЛЬТЫХ ИЗОЛЯТОРОВ
4.1 Физико-химические предпосылки создания процесса регенерации полисил океанов
4.2 Экспериментальная проверка возможности регенерации
полисил океанов
4.3 Количественное описание процесса регенерации
4.3.1 Критерий внешнего энергетического воздействия
4.3.2 Расчет плотности поглощенной механической энергии в червячных машинах для регенерации
4.4 Состав и способ получения композиций защитных оболочек полимерных изоляторов
4.4.1 Особенности технологии изготовления оболочек изоляторов
4.4.2 Получение и свойства полисилоксановых композиций с регенератом
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1 ТУ 2294-001-02068474-2009
Приложение 2 Акт внедрения
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время во всем мире ведутся работы по созданию экологически чистых производств электрических изоляторов из полимерных материалов. Такие изоляторы обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными: существенно меньшим весом, сопротивляемостью по отношению к актам вандализма, лучшей устойчивостью к механическим нагрузкам, вибрациям и ударам, лучшими разрядными характеристиками, более низкой трекингостойкостью. В энергосистемах России эксплуатируется более 250 тыс. полимерных изоляторов различных видов и конструкций, среди которых наибольшее распространение получили подвесные изоляторы.
Конструкция таких изоляторов представляет собой стеклопластиковый стержень, изготовленный на основе эпоксидного связующего и бесщелочного (или малощелочного) алюмосиликатного или алюмоборсиликатного стекловолокна с закрепленными на концах механическими оконцевателями для соединения со сцепной арматурой или с элементами конструкций электроустановок. Для защиты от воздействия окружающей среды и от возникновения треков под воздействием токов утечки по поверхности стержень покрыт полимерной оболочкой, которая для увеличения длины пути утечки тока выполняется ребристой.
Наиболее перспективным материалом для защитных оболочек являются силиконовые эластомеры
В ходе создания и эксплуатации полимерных изоляторов выявились существенные недостатки, снижающие их надежность и обусловленные как свойствами применяемых материалов, так и технологией изготовления изделий. Кроме того, стоимость полимерных изоляторов остается высокой, приближаясь к стоимости керамических, что сдерживает их широкое использование. Определенное снижение стоимости полимерных изоляторов и повышение уровня и стабильности эксплуатационных характеристик было

процессов, происходящих в червячных машинах специальной конструкции при комплексной регулируемой механо-термохимической регенерации резиновых отходов, в том числе методика расчета состояния перерабатываемого материала по величине плотности поглощенной энергии деформирования. Это позволило дать количественную интерпретацию механохимическим превращениям в материале и создать методику расчета данного вида оборудования.
Выводы
1. В ходе создания и эксплуатации полимерных изоляторов выявились существенные недостатки, обусловленные свойствами применяемых материалов и технологией их изготовления. Кроме того, стоимость полимерных изоляторов выше, чем керамических, что сдерживает их широкое использование.
2. Переход на непрерывный высокопроизводительный процесс изготовления изоляторов методом литья приводит к необратимой деформации несущего стержня, в результате чего происходит существенное падение прочностных и эксплуатационных характеристик изолятора и снижает его надежность. Таким образом, необходим поиск и создание новых материалов для несущего стержня.
3. Значительный вклад в стоимость изоляторов вкладывает их защитная оболочка. Снижение стоимости оболочки может быть достигнуто путем использования в ее составе регенерата из вышедших из строя или бракованных изоляторов, что позволило бы также решить проблему утилизации отходов. Однако технология регенерации изделий из полисилоксанов до сих пор не создана, а композиционные материалы электротехнического назначения с использованием регенерата отсутствуют.