Композиционные материалы электротехнического назначения на основе полисилоксанов для ремонта и гидроизоляции керамических высоковольтных изоляторов

• Автор: Ребницкий, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 165 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1.СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Анализ проблемы производства, эксплуатации и ремонта

высоковольтных изоляторов.

1.2. Полимерные высоковольтные изоляторы, особенности

конструкций и используемые материалы

1.3. Полисилоксановые композиции и их применение в электронике и электротехнике. Перспективы использования полисилоксанов

для ремонта керамических изоляторов.

1.4.Методы физикохимического модифицирования полисилоксановых композиций.

1.5. Выводы и постановка задач исследования

2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1. Объекты и методы исследования .
2.2. Методы приготовления и модифицирования полисилоксановых
композиций .
2.3. Реологические испытания .
2.3.1.Общие положения
2.3.2. Капиллярная вискозиметрия
2.3.3.Ротационная вискозиметрия .
2.4. Определение технологических показателей
2.5. Методы исследования процессов вулканизации и структурирования
2.5.1.Метод равновесного набухания.
2.5.2. Вибрационный метод
2.5.3. Динамический метод.
2.5.4. Ротационная вулкаметрия
2.6 Определение физикомеханических и эксплуатационных
показателей.
2.6.1.Плотност ь
2.6.2.Твердост ь
2.6.3. Прочность и относительное удлинение
2.6.4.Эксплуатационные показатели.
3. РАЗРАБОТКА И ФИЗИКОХИМИЧЕСКОЕ МОДИФИЦИРОВАНИЕ
СИЛОКСАНОВЫХ КОМПОЗИЦИЙ
3.1.Общие положения
3.2. Базовые композиции
3.3. Обобщающий параметр внешнего энергетического воздействия
3.4.Реологическое поведение полимерной основы
3.5.Влияние наполнителей.
3.6.Влияние деформационного воздействия
3.7.Модифицированное уравнение для описания вязкости композиций
3.8. Номенклатура композиций.
3.9. Модель формирования структуры полимер наполнитель
3.Ю.Модель протекания процесса вулканизации.
3Регулирование реологических и вулканометрических свойств композиций
4. РАЗРАБОТКА СПОСОБА РЕМОНТА КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗОЛЯТОРОВ
4.1. Выбор способа ремонта
4.2.Технология ремонта и применяемые материалы
4.3. Аппаратурное оформление способа
4.4. Технологические, физикомеханические и эксплуатационные показатели
композиций и их вулканизатов
5. РАЗРАБОТКА СПОСОБА ГИДРОЗАЩИТЫ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ
ОПОРНЫХ ИЗОЛЯТОРОВ
5.1. Анализ существующих способов гидроизоляции.
р 5.2.Подготовка системы гидроизоляции. Расчет времени прогрева
цементной прослойки изолятора.
5.3.Технология ремонта
5.4. Технологические, физикомеханические, и эксплуатационные
свойства композиций и их вулканизатов.
ЛИТЕРАТУРА


Учитывая тот факт, что монтаж таких изоляторов часто происходит на значительной высоте (линии электропередач), а вес таких изоляторов значителен, вероятность их повреждения существенно увеличивается. В последние годы во всем мире возникла новая проблема, связанная с эксплуатацией изоляторов. Появился даже специальный термин — вандалостойкость, т. Особенно остро они проявляются на железнодорожном транспорте. Достаточно сказать, что на маршруте Санкт-Петербург— Москва замена разбитых вандалами изоляторов проводится практически ежедневно. В ряде стран уже введены суровые наказания за такие действия, и, тем не менее, число актов вандализма сократилось незначительно. Помимо хрупкости керамические и стеклянные изоляторы имеют еще два серьезных недостатка: возникновение внутренних напряжений при перепаде температур окружающей среды и низкая гидрофобность [2-4]. Керамические изоляторы плохо переносят перепады температур. Особенно ярко это проявляется в районах с резко континентальным климатом, когда днем на солнце изоляторы разогреваются до - °С, а ночью охлаждаются до минусовых температур. Кроме того, на керамических изоляторах благодаря их низкой гидрофобности вода растекается в тонкую пленку по поверхности, что может привести к пробою изоляторов. В районах, где атмосфера сильно загрязнена (большие города, промышленные предприятия) на поверхности изоляторов образуется токопроводящий слой грязи. Надежность таких изоляторов резко снижается. Поэтому во всем мире существует практика обмыва изоляторов струей воды под напором. В ряде случаев это приводит к разрушению тела изолятора. Совокупность перечисленных проблем привела к тому, что с начала -х годов в ряде стран постоянно ведутся работы по созданию и внедрению в производство изоляторов из более перспективных материалов и более совершенных конструкций. Развитие полимерной промышленности открыло новые перспективы для решения этих задач. В -х годах XX века на рынке появились первые композитные изоляторы. Особо бурно данное направление начало развиваться в ые годы, когда были разработаны новые типы полимерных изоляторов и способы их изготовления [5,6]. К сожалению, в связи с этим в настоящее время во всем мире наметилась единственная тенденция, направленная на решение проблемы устранения брака и повышения надежности изоляторов — замена керамических изделий композитными с защитной оболочкой из полимерных материалов. В ряде случаев данная тенденция оправдана. Основными достоинствами полимерных изоляторов являются: высокие электрические свойства (низкая диэлектрическая проницаемость, высокое напряжение пробоя и др. Существует большое количество фирм, занимающихся производством полимерных изоляторов: «Sediver» (Франция), «ОГПО Brass» (Канада), «Furukawa» (Япония), ЗАО “Полимеризолятор” (Россия), “Энергия- XXI” (Россия), НПО “Изолятор” (Россия) и др. Однако широкое внедрение этого вида продукции — дело будущего. В ближайшие - лет композитные изоляторы будут использоваться на вновь строящихся линиях наряду с керамическими, так как их стоимость существенно выше. Кроме того, пока не существует технической возможности замены крупногабаритных керамических изоляторов на полимерные. Сроки эксплуатации, полимерных изоляторов, которые декларируются в рекламных проспектах, — до лет, еще никак не подтверждены. Существуют керамические изоляторы высотой до метров и диаметром 2-2,5 метра. Изготовить такие полимерные изделия пока не представляется возможным. В то же время стоимость таких изоляторов составляет несколько миллионов рублей. При возможном повреждении ребра такого изолятора он должен быть выведен из эксплуатации. Поэтому, на наш взгляд должно существовать и другое направление — ремонт керамических изоляторов. Безусловно, он оправдан в случае крупногабаритных изоляторов, а также в тех случаях, когда замена изолятора приводит к необходимости отключения энергосистемы на длительный срок. Сама проблема ремонта керамических изоляторов распадается на несколько задач, которые в ряде случаев необходимо решать самостоятельно. Это такие задачи как устранение мелких дефектов (к ним относятся: отсутствие глазури, пузыри, трещины); ликвидация крупных повреждений —сколов ребер.