Isolatoren: nicht nur ein Stecker? in der Reihe 

Wenn man „Isolator“ hört, denkt der Uneingeweihte als Erstes an eine Art Porzellangerät auf einer Stange, „damit der Strom nicht abfließt?“. Im Großen und Ganzen stimmt das, aber es ist so oberflächlich, dass einem fast übel wird. In der Praxis, insbesondere bei der Auswahl von Mittel- und Hochspannungsnetzen für konkrete Projekte, beginnt hier eine ganze Wissenschaft. Und der Hauptfehler vieler Käufer besteht darin, sie als Verbrauchsmaterial, als Standardelement, zu betrachten. Stellen Sie es ein und vergessen Sie es. Und dann werden sie von Pannen, Wellenbrüchen, Koronaentladungen bei nassem Wetter oder einfach lawinenartigen Zerstörungen durch Vibrationen überrascht. Im Laufe der Jahre habe ich mit Kabelzubehör gearbeitet, unter anderem durch Partnerschaften mit Herstellern wieShijiazhuang Hist Electric Co., LtdIch war überzeugt: Der Isolator ist ein zentraler Punkt der Verantwortung. Und seine Wahl ist immer ein Kompromiss zwischen mechanischer Festigkeit, dielektrischen Eigenschaften, Umweltbeständigkeit und leider auch dem Budget.

Materialbasis: von Porzellan bis zu Polymeren

Früher herrschte Porzellan, und man kann es noch heute an vielen Orten sehen. Bewährtes Material, aber mit Charakter. Es ist zerbrechlich, schwer und seine dielektrischen Eigenschaften hängen stark von der Glasur und der Abwesenheit von Mikrorissen ab. Ich erinnere mich an eine Ladung Isolatoren zum Aufhängen von SIPs aus der Fabrik – alles schien perfekt zu sein. Aber nach dem ersten Winter begannen sie mit Temperaturschwankungen zu „schießen“. Der Grund sind für das Auge unsichtbare Brennfehler, in denen sich Feuchtigkeit angesammelt hat. Es erstarrte und der Riss ging weiter. Und das war's, der Isolator muss ersetzt werden.

Auch Glas ist ein Klassiker. Mechanisch stärker als Porzellan, Defekte sind sofort sichtbar (unabhängig davon, ob es reißt oder nicht), aber das gleiche Gewicht und Probleme mit der Stoßbelastung. Wenn in der Nähe Bauarbeiten oder Abholzungen stattfinden, ist das Risiko einer Kaskadenzerstörung durch umherfliegende Trümmer oder Äste höher.

Jetzt ist natürlich das Zeitalter der Polymerisolatoren. Guss mit Epoxidharz, Silikon oder EPDM beschichtet. Leicht, ausgezeichnete Dielektrika, resistent gegen Vandalismus (nicht brechen). Aber auch hier gibt es „Aber“. Polymeralterung unter UV-Strahlung. Verlust der hydrophoben Eigenschaften bei billigen Silikonen. Und wenn es Einschlüsse im Material gibt, ist der Durchschlagspunkt garantiert. Wir haben einmal eine Charge Polymer getestetIsolatorenbei 10 kV KVL zeigte einer von zehn einen erhöhten Leckstrom. Sie öffneten es – im Inneren befand sich in der Dicke des Materials ein mikroskopisch kleiner Hohlraum mit Feuchtigkeit. Produktionsfehler. Daher jetzt bei der Bestellung zum Beispiel überhiste-ru.comIch fordere immer Testberichte speziell für die Alterung und die Prüfung der Integrität der Isolierung mit der Teilentladungsmethode an. Ohne das - nirgendwo.

Design und Anwendung: Wo es funktioniert

Auch hier ist nicht alles klar. Ein Stiftisolator für ein Umspannwerk ist eine Sache, aber ein Hängescheibenisolator für eine 110-kV-Freileitung ist etwas völlig anderes. Und es gibt auch Durchführungen, Tragstangen, lineare... Kabeleinführungen in Schaltanlagen oder Transformatoren haben ihre eigene Geschichte.

Beispielsweise wird der Zweck oft verwechselt. Sie nehmen einen Stützpolymerisolator, der hauptsächlich für Kompression ausgelegt ist, und versuchen, ihn als Zugisolator am Ast zu verwenden. Und da liegt die Belastung hauptsächlich im Beugen und Strecken. Das Ergebnis ist eine Verformung, ein Riss im Kern, im besten Fall ein Durchhängen, im schlimmsten Fall ein Bruch. Die Konstruktion muss den einwirkenden mechanischen Kräften strikt entsprechen. In den Katalogen derselben Hist Electric ist dies immer klar angegeben - zulässige Belastung auf Biegung, Zug, Druck. Dies zu ignorieren ist ein Verbrechen.

Durchführungsisolatoren stehen auseinander. Dies sind möglicherweise die kritischsten Knoten. Sie arbeiten unter Bedingungen eines starken ungleichmäßigen elektrischen Feldes (Übergang von Luft zu Epoxidharz oder Keramik) und häufig unter erhöhtem Druck (in Ölschaltern). Hier ist jede Heterogenität des Materials, jede Blase eine potenzielle Störungsquelle. Die Technologie ihrer Herstellung ist Kunstflug. Nicht jede Pflanze verträgt es.

Praxiserfahrung und typische Probleme

Theoretisch ist alles glatt. In der Praxis – Schmutz, Vogelkot, salzige Atmosphäre in Meeresnähe, Industrieabgase. Ein Polymerisolator, der im trockenen, sauberen Zustand Wunder wirkt, kann in einer Küstenregion innerhalb von zwei Saisons mit einer leitfähigen Salzschicht überzogen werden. Der Leckstrom steigt, die Erwärmung beginnt, die hydrophobe Schicht wird zerstört und los geht’s. Die Lösung besteht entweder in häufigem Waschen (kostspielig) oder in der anfänglichen Auswahl eines Materials mit erhöhter Kriechstromfestigkeit und einer speziellen Form, die die Bildung eines kontinuierlichen leitfähigen Films erschwert.

Ein weiteres Problem ist das „Vogelsitzen“. Speziell für Isolatoren mit praktischem horizontalem Teil. Vögel sitzen und scheißen. Müll ist ein Leitfaden. Zwischen den Elektroden bildet sich eine Brücke, an der ein Lichtbogen entlang verläuft, der sowohl den Kot selbst als auch die Oberfläche des Isolators verbrennt. Es bleibt ein CO2-Fußabdruck, der niemals verschwindet. Es ist notwendig, Landeschutzvorrichtungen zu installieren oder Strukturen mit Schutzrippen zu wählen, die den Vögeln das Landen erschweren.

Windvibrationen sind ein lautloser Killer. Speziell für lange Verbundisolatoren. An den Stellen, an denen die Metallverstärkung am dielektrischen Stab befestigt ist, treten Mikrorisse auf. Mit der Zeit dringt Feuchtigkeit ein, schwankt und es kommt zu einem „schönen“ Moment – ​​der Trennung. Daher ist es in windigen Regionen wichtig, das Anzugsdrehmoment und den Zustand der Dichtungen an den Verbindungen zu überprüfen.

Lieferantenauswahl und Qualitätskontrolle

Dabei gehe ich immer vom Grundsatz „Vertrauen, aber prüfen?“ aus. Selbst wenn Sie mit einem vertrauenswürdigen Hersteller von Kabelgarnituren zusammenarbeiten, zShijiazhuang Hist Electric Co., Ltd, das seit 2004 auf dem Markt ist, kann man nicht blind „wie beim letzten Mal“ nehmen. Jede Charge dient zum Testen. Zumindest selektive. Visuelle Prüfung auf Abwesenheit von Absplitterungen, Blasen oder Unebenheiten der Beschichtung. Geometrische Maße messen – jede Abweichung verändert die Feldverteilung. Mechanische Zugversuche für Kontrollproben aus der Charge.

Websitehttps://www.histe-ru.com- Dies ist gut für einen ersten Einblick in das Sortiment und die technischen Daten. Wichtige Vereinbarungen kommen jedoch immer in Ergänzungen zum Vertrag zustande, in denen Prüfnormen (GOST, IEC, interne Spezifikationen), Abnahmemethoden und die Haftung für versteckte Mängel strikt festgelegt sind. Ein professioneller Hersteller hat davor keine Angst.

Das Gefährlichste ist ?noname? Produkte vom Markt. Der Preis ist attraktiv, aber was drin ist, ist ein Rätsel. Der Glasfaserstab besteht möglicherweise nicht aus elektrischer Isolierung, sondern aus gewöhnlichem Strukturglasfaser mit viel schlechteren Dielektrika. Oder die Haftung zwischen Polymermantel und Kern ist schwach. Im Betrieb führen solche „Einsparungen“ zu einem Unfall und mehreren Reparaturkosten.

Blick in die Zukunft: Was sich ändert

Der Trend geht zur Intellektualisierung. Keine Fantasie mehrIsolatorenmit in das Design integrierten Sensoren. Mechanische Belastungssensoren (um Verengungen oder Vibrationen zu erkennen), Feuchtigkeitssensoren im Polymer, faseroptische Systeme zur Überwachung der Integrität des Stabes. Dadurch können Sie von geplanten vorbeugenden Reparaturen zu Reparaturen auf der Grundlage tatsächlicher Bedingungen übergehen.

Eine andere Richtung sind neue Verbundwerkstoffe. Nanofüllstoffe in Polymeren zur Erhöhung der Kriechstromfestigkeit und Wärmeleitfähigkeit. Ein weiterer Schwachpunkt ist das Problem der Überhitzung interner Teile unter Last.

Und natürlich Ökologie. Das Thema Recycling alter Polymerisolatoren wird immer akuter. Im Gegensatz zu Porzellan und Glas kann man sie nicht einfach wegwerfen. Das bedeutet, dass sich Verarbeitungstechnologien weiterentwickeln und vielleicht sogar an den Hersteller zurückgeben werden. Dies wird auch ein Faktor bei der Auswahl eines Lieferanten sein – ob dieser über einen geschlossenen Kreislauf verfügt.

Zum Schluss, was ich sagen möchte. Ein Isolator ist ein lebender Organismus in einem Netzwerk. Seine Auswahl, Installation und Wartung ist keine Routineaufgabe, sondern eine Ingenieursaufgabe. Erfordert ein Verständnis der Physik, der Materialwissenschaften und der rauen Bedingungen im realen Betrieb. Alles nur auf den Stückpreis zu reduzieren, führt ins Nichts. Sie müssen die Gesamtbetriebskosten berücksichtigen, einschließlich der Ausfallrisiken. Und verlangen Sie in jeder unklaren Situation immer einen Qualitätsnachweis vom Lieferanten. Wie schaffen wir das, indem wir unter anderem mit chinesischen Fachleuten zusammenarbeiten, die wie Hist Electric die Ära der „billigen Konsumgüter“ längst hinter sich gelassen haben? und schätzen ihren Ruf. Denn in unserer Arbeit gibt es keine Kleinigkeiten.