Isolanti polimerici: dalle aspettative alla realtà operativa 

Quando dicono "isolante polimerico", molte persone hanno immediatamente in mente l'immagine di questo aggeggio leggero, quasi senza peso, che dovrebbe sostituire per sempre le ingombranti ghirlande di porcellana. Ma in pratica, in quasi due decenni di lavoro con i raccordi per cavi, mi sono convinto che qui sta il problema principale: non si tratta di una sostituzione diretta, ma di una filosofia di installazione e manutenzione completamente diversa. L’errore principale è considerarli “eterni” e non richiedenti attenzione. La realtà, come al solito, è più complessa e interessante.

Cos'è esattamente un isolante polimerico?

Marketing a parte, è essenzialmente un'asta composita in fibra di vetro circondata dagonna in polimeroin gomma siliconica o EPDM. L'intero trucco sta nell'idrofobicità di questa stessa gonna. L'acqua su di esso non si forma una pellicola, ma si raccoglie in gocce separate, il che è fondamentale per la conservazionerigidità dielettricain caso di pioggia o quando è sporco. La porcellana non può farlo.

Ma proprio questo strato protettivo è anche il tallone d’Achille. UV, ozono, danni meccanici durante il trasporto o l'installazione: tutto ciò può ucciderlo. Ho visto dei campioni dopo cinque anni sulla costa: la superficie si è striata e ha perso le sue proprietà. E se lo strato sigillante all'estremità è danneggiato e l'umidità penetra nell'asta, allora è un disastro, inizia il tracciamento e l'isolante si guasta letteralmente entro una stagione.

Pertanto, la parola chiave qui non è “polimero”, ma “qualità di produzione”. Tecnologia di stampaggio ad iniezione, controllo dell'omogeneità della miscela, adesione del mantello all'asta: questo è ciò che determina la durata. Non puoi risparmiare soldi qui. A proposito, i produttori cinesi, che sono sul campo da molto tempo, ora sono in regola. Prendiamo ad esempioShijiazhuang Hist Electric Co.,Ltd— producono accessori dal 2004 e abbiamo testato la resistenza al tracciamento dei loro isolanti secondo GOST R IEC 60587. I risultati sono stati stabili, il che indica una ricetta del composto ben sviluppata.

Esperienza sul campo: installazione e prime delusioni

Ricordo che quando iniziarono a installare i polimeri in massa sulle linee aeree da 10-35 kV, c'era euforia. Leggero, infrangibile, può essere installato da due persone senza gru. Sembrava il paradiso. Ma i primissimi inverni con nevischio e ghiaccio hanno mostrato un problema: il manto nevoso si è accumulatogonne in polimeromonoliticamente, trasformando l'isolante in un cilindro di ghiaccio solido. Durante il disgelo, ciò ha creato una vera minaccia di cortocircuito.

Con la porcellana questo non è avvenuto: la superficie scanalata e il peso elevato hanno impedito la formazione di una copertura continua. Ho dovuto pensare urgentemente al design. Ora molti produttori, incluso lo stesso Hist Electric, il cui sito webhiste-ru.comriflette bene la loro gamma, realizzano gonne con maggiore distanza tra le nervature e geometria complessa per ridurre al minimo questo problema. Ma nessuno lo ha risolto completamente: questa è la fisica.

Altro punto dolente sono gli elementi di fissaggio. Una connessione filettata su un'asta in fibra di vetro richiede una precisione millimetrica durante il serraggio. Se lo stringi troppo, compaiono delle microfessure alla base; se non lo stringi abbastanza si perde il contatto e inizia il riscaldamento. Abbiamo avuto un caso in una sottostazione da 110 kV, dove a causa di ciò si è verificato un burnout. Successivamente è diventato obbligatorio l'utilizzo di chiavi dinamometriche e il controllo della coppia di serraggio secondo la scheda tecnica di ciascun lotto. È una piccola cosa, ma sono queste piccole cose che uccidono l’attrezzatura.

Invecchiamento: come vederlo e valutarlo

L’invecchiamento dei polimeri non è un mito, ma un processo completamente misurabile. Il metodo sul campo più semplice è l'ispezione visiva. Sono presenti sfarinamento superficiale (scolorimento), microfessurazioni, scheggiature e separazione del mantello dall'asta. Ma la cosa più insidiosa è quando all’esterno tutto è perfetto, ma l’idrofobicità è già caduta. Esiste un semplice test "popolare": lo spruzzi da un flacone spray su una superficie pulita. Se l'acqua si raccoglie in gocce separate, è normale. Se si diffonde, è ora di suonare l’allarme.

In laboratorio si osserva la variazione della tangente di perdita dielettrica e della resistenza di tracciamento. Ma il trasporto di ciascun isolatore al laboratorio è costoso e richiede molto tempo. Pertanto, vengono sempre più acquistati sistemi diagnostici portatili che misurano la corrente di dispersione superficiale in caso di pioggia. La forte crescita è un sicuro segno di degrado.

È interessante notare che il tasso di invecchiamento varia notevolmente da regione a regione. In un'area industriale con un'atmosfera aggressiva, la durata può essere ridotta da una volta e mezza a due volte rispetto alle aree rurali. Pertanto, non esistono raccomandazioni universali sulla frequenza di sostituzione. Dobbiamo guardare ai fatti.

Scegliere un fornitore: prezzo versus affidabilità

Il mercato è invaso da offerte e la fascia di prezzo è enorme. La tentazione di acquistare a un prezzo più basso è grande, ma qui porta quasi sempre a costi elevati in seguito. Economicoisolante polimericospesso significa risparmio sulle materie prime: utilizzo di polimeri non stabilizzati alla luce, riempitivi più economici, semplificazione della tecnologia di vulcanizzazione.

Abbiamo lavorato con diverse fabbriche e, per esperienza, è più sicuro scegliere produttori specializzati specificamente in raccordi elettrici e non fare "tutto". Come lo stessoShijiazhuang Hist Electric Co.,Ltd- nel loro caso è chiaro che il focus è sugli accessori per cavi, il che significa che è più probabile che controllino l'intero ciclo, dalla miscelazione al confezionamento. È importante richiedere non solo i certificati, ma anche i rapporti sui test di fabbrica per un lotto specifico. Un buon fornitore li fornisce senza problemi.

E un'altra sfumatura: la disponibilità di una dimensione standard completa. Se avete bisogno di isolatori per sospensioni, supporto e aste per una linea e il fornitore ne offre solo un tipo, questo è un motivo per pensare alla profondità della sua esperienza. Una specializzazione ristretta è positiva, ma nel settore energetico spesso è necessaria una specializzazione complessa.

Guardando al futuro: dove sta andando la tecnologia

La tendenza attuale sono gli isolatori "intelligenti" con sensori integrati. Sensore di carico meccanico, tag RFID per la contabilità, anche fibra ottica per il monitoraggio della temperatura in tempo reale. Sembra fantastico, ma in pratica si tratta ancora più di marketing che di applicazione di massa. Il prezzo è elevato e l'affidabilità dei sensori stessi in condizioni di elevati campi elettromagnetici e sbalzi di temperatura richiede ancora prove.

Una direzione più realistica è quella di migliorare i materiali stessi. Nanoriempitivi in ​​matrice polimerica per aumentare la resistenza alla formazione dell'arco, strutture ibride, dove parte dei gonne è ceramica e parte è polimerica. Questa non è più fantascienza, ma campioni che vengono sottoposti a test sul campo.

Ma, francamente, la svolta più grande non avverrà nei materiali, bensì nella cultura operativa. Quando capiremo finalmente che il polimero non è un “impostalo e dimenticalo”, ma un sistema che richiede un proprio approccio alla diagnostica e alla manutenzione, diverso dalla porcellana. Quindi il numero di guasti improvvisi diminuirà drasticamente. Nel frattempo, stiamo imparando dai nostri errori e acquisendo proprio l’esperienza che non può essere scritta nei libri di testo.