Isolanti: non solo una spina? in linea 

Quando senti "isolatore", la prima cosa che viene in mente a chi non lo sapesse è una specie di congegno di porcellana su un palo, "in modo che la corrente non fuoriesca?". In generale è vero, ma è così superficiale da dare quasi la nausea. In pratica, soprattutto quando si selezionano le reti di media e alta tensione per progetti specifici, è qui che inizia un’intera scienza. E l'errore principale di molti acquirenti è considerarli materiali di consumo, un elemento standard. Impostalo e dimenticalo. E poi rimangono sorpresi da guasti, rotture di ondulazioni, scariche di corona in caso di pioggia o semplicemente distruzioni simili a valanghe dovute alle vibrazioni. Nel corso degli anni mi sono occupato di accessori per cavi, anche attraverso partnership con produttori comeShijiazhuang Hist Electric Co.,Ltd, ero convinto: l'isolante è un punto chiave di responsabilità. E la sua scelta è sempre un compromesso tra resistenza meccanica, proprietà dielettriche, resistenza ambientale e, ahimè, budget.

Base materica: dalla porcellana ai polimeri

La porcellana regnava in passato ed è ancora possibile vederla in molti luoghi. Materiale collaudato, ma con carattere. È fragile, pesante e le sue proprietà dielettriche dipendono fortemente dallo smalto e dall'assenza di microfessure. Ricordo che dalla fabbrica arrivò un lotto di isolanti per appendere i SIP: tutto sembrava perfetto. Ma dopo il primo inverno, con gli sbalzi termici, hanno cominciato a “sparare”. Il motivo sono difetti invisibili all'occhio, in cui si è accumulata umidità. Si congelò e il crack andò oltre. E questo è tutto, l'isolante deve essere sostituito.

Anche il vetro è un classico. Meccanicamente più resistente della porcellana, i difetti sono immediatamente visibili (se si romperà o meno), ma lo stesso peso e problemi con il carico d'urto. Se nelle vicinanze sono presenti lavori di costruzione o disboscamento, il rischio di distruzione a cascata causata da macerie o rami volanti è maggiore.

Ora, ovviamente, è l’era degli isolanti polimerici. Rivestimento in resina epossidica fusa, silicone o EPDM. Leggero, ottimo dielettrico, resistente agli atti vandalici (non si rompe). Ma anche qui ci sono dei “ma”. Invecchiamento dei polimeri sotto radiazioni UV. Perdita delle proprietà idrofobiche nei siliconi economici. E se ci sono inclusioni nel materiale, il punto di rottura è garantito. Una volta abbiamo testato un lotto di polimeroisolantiper 10 kV KVL - uno su dieci ha mostrato un aumento della corrente di dispersione. L'hanno aperto: all'interno, nello spessore del materiale, c'era una cavità microscopica con umidità. Difetto di produzione. Pertanto, ora al momento dell'ordine, ad esempio, tramitehiste-ru.com, richiedo sempre rapporti di prova specifici per l'invecchiamento e la verifica dell'integrità dell'isolamento utilizzando il metodo delle scariche parziali. Senza questo, da nessuna parte.

Design e applicazione: dove funziona

Anche qui non tutto è chiaro. Un isolatore a perno per una sottostazione è una cosa, ma un isolatore a disco sospeso per una linea aerea da 110 kV è completamente diverso. E ci sono anche passanti, con asta di supporto, lineari... Gli ingressi dei cavi nei quadri o nei trasformatori hanno una storia a parte.

Ad esempio, lo scopo è spesso confuso. Prendono un isolante polimerico di supporto, progettato principalmente per la compressione, e provano a usarlo come tensione sul ramo. E lì il carico è principalmente sulla flessione e sullo stretching. Il risultato è la deformazione, la rottura del nucleo e, nella migliore delle ipotesi, si affloscia e, nel peggiore dei casi, si rompe. Il progetto deve rispettare rigorosamente le forze meccaniche applicate. Nei cataloghi dello stesso Hist Electric, questo è sempre chiaramente indicato: carico ammissibile su flessione, tensione, compressione. Ignorare questo è un crimine.

Gli isolanti delle boccole si distinguono. Questi sono forse i nodi più critici. Funzionano in condizioni di campo elettrico forte e irregolare (transizione dall'aria alla resina epossidica o alla ceramica) e spesso con una pressione maggiore (negli interruttori dell'olio). Qui, ogni eterogeneità del materiale, ogni bolla è una potenziale fonte di rottura. La tecnologia della loro fabbricazione è l'acrobazia. Non tutte le piante lo accetteranno.

Esperienza sul campo e problemi tipici

In teoria, tutto è liscio. In pratica: sporco, escrementi di uccelli, atmosfera salata vicino al mare, emissioni industriali. Un isolante polimerico, che fa miracoli allo stato asciutto e pulito, può ricoprirsi con uno strato conduttivo di sale in una regione costiera entro due stagioni. La corrente di dispersione aumenta, inizia il riscaldamento, la distruzione dello strato idrofobico e si parte. La soluzione sono lavaggi frequenti (costosi) o la selezione iniziale di un materiale con maggiore resistenza al tracciamento e una forma speciale che complica la formazione di un film conduttivo continuo.

Un altro problema è il “bird sitting”. Soprattutto per isolatori con una comoda parte orizzontale. Gli uccelli si siedono e cagano. La lettiera è una guida. Tra gli elettrodi si forma un ponte e lungo di esso corre un arco, bruciando sia gli escrementi stessi che la superficie dell'isolante. Rimane un’impronta di carbonio che non scompare mai. È necessario installare dispositivi anti-atterraggio o scegliere strutture con nervature protettive che rendano difficile l'atterraggio degli uccelli.

Le vibrazioni del vento sono un killer silenzioso. Soprattutto per isolanti compositi lunghi. Nei punti in cui il rinforzo metallico è attaccato all'asta dielettrica compaiono microfessure. Nel corso del tempo, l'umidità penetra, oscilla e in un momento “bellissimo”: la separazione. Pertanto, nelle regioni ventose, è fondamentale controllare la coppia di serraggio e le condizioni delle guarnizioni sui giunti.

Selezione fornitori e controllo qualità

Qui parto sempre dal principio “fiducia, ma verifica?”. Anche quando si lavora con un produttore affidabile di raccordi per cavi, ad esempioShijiazhuang Hist Electric Co.,Ltd, che è sul mercato dal 2004, non puoi prenderlo alla cieca “come l'ultima volta”. Ogni lotto è per il test. Almeno quelli selettivi. Ispezione visiva per l'assenza di scheggiature, bolle o irregolarità del rivestimento. Misurazione delle dimensioni geometriche: qualsiasi deviazione modifica la distribuzione del campo. Prove di trazione meccanica per campioni di controllo del lotto.

Sito webhttps://www.histe-ru.com- questo è utile per una prima conoscenza della gamma e dei dati tecnici. Ma gli accordi chiave vengono sempre aggiunti al contratto, dove sono rigorosamente prescritti gli standard di prova (GOST, IEC, specifiche interne), i metodi di accettazione e la responsabilità per i difetti nascosti. Un produttore professionale non ne ha paura.

La cosa più pericolosa è ?noname? prodotti dal mercato. Il prezzo è interessante, ma cosa c'è dentro è un mistero. L'asta in fibra di vetro potrebbe non essere costituita da isolante elettrico, ma da normale fibra di vetro strutturale, con dielettrici molto peggiori. Oppure l'adesione tra il mantello polimerico e il nucleo è debole. Durante il funzionamento tali “risparmi” comportano incidenti e molteplici costi di riparazione.

Guardando al futuro: cosa sta cambiando

La tendenza è l’intellettualizzazione. Non più fantasiaisolanticon sensori integrati nel design. Sensori di carico meccanico (per vedere costrizioni o vibrazioni), sensori di umidità all'interno del polimero, sistemi in fibra ottica per monitorare l'integrità dell'asta. Ciò consente di passare dalle riparazioni preventive pianificate alle riparazioni basate sulle condizioni effettive.

Un'altra direzione sono i nuovi compositi. Nanoriempitivi nei polimeri per aumentare la resistenza al tracciamento e la conduttività termica. Il problema del surriscaldamento delle parti interne sotto carico è un altro punto debole.

E, naturalmente, l'ecologia. La questione del riciclaggio dei vecchi isolanti polimerici diventerà sempre più acuta. A differenza della porcellana e del vetro, non puoi semplicemente buttarli via. Ciò significa che le tecnologie di elaborazione verranno sviluppate e forse addirittura restituite al produttore. Questo diventerà anche un fattore nella scelta di un fornitore, indipendentemente dal fatto che abbia un circuito chiuso.

Alla fine, quello che voglio dire. Un isolante è un organismo vivente in una rete. La sua selezione, installazione e manutenzione non è un compito di routine, ma un compito di ingegneria. Richiede una comprensione della fisica, della scienza dei materiali e delle dure condizioni di funzionamento nella vita reale. Ridurre tutto al solo prezzo per pezzo è una strada che non porta da nessuna parte. È necessario considerare il costo totale di proprietà, che include i rischi di fallimento. E sempre, in qualsiasi situazione poco chiara, pretendi una prova di qualità dal fornitore. Come possiamo farlo, lavorando, tra le altre cose, con professionisti cinesi che, come Hist Electric, hanno abbandonato da tempo l’era dei “beni di consumo a buon mercato”? e valorizzare la loro reputazione. Perché nel nostro lavoro non ci sono sciocchezze.