Confronto tra porcellana e gomma siliconica per l'isolamento esterno delle boccole ad alta tensione

Nell'attuale mercato delle boccole isolanti ad alta tensione, le boccole in porcellana e quelle in materiale composito sono impegnate in una concorrenza differenziata. Le boccole in porcellana, come condensatore boccola in porcellanas, boccola in porcellana per alta tensioneLe boccole in materiale composito (come la carta impregnata di resina epossidica e la gomma siliconica), che si basano su processi di produzione maturi, elevata affidabilità dell'isolamento e resistenza all'invecchiamento, mantengono ancora una posizione dominante (circa 60%-70% della quota di mercato) e sono ampiamente utilizzate negli scenari tradizionali di trasmissione e trasformazione dell'energia. Le boccole in materiale composito (come la carta impregnata di resina epossidica e la gomma siliconica), caratterizzate da leggerezza, resistenza all'inquinamento e assenza di manutenzione, stanno rapidamente penetrando nel mercato. La loro quota è aumentata fino a 30%-40% nelle applicazioni emergenti, come l'integrazione delle nuove reti energetiche e le reti elettriche urbane ad alta densità, diventando il principale motore del mercato incrementale. Inoltre, Hewei Power ha riassunto il confronto tra vantaggi e svantaggi dei due tipi di boccole. Si veda la seguente tabella:

Tabella di confronto tra boccole in gomma siliconica composita e boccole in porcellana

La gomma siliconica utilizzata da Hewei Power per le apparecchiature ad alta tensione è costituita da una gomma siliconica HTV (High Temperature Vulcanizing) appositamente formulata che presenta numerosi vantaggi rispetto alla porcellana. Questa istruzione elenca le proprietà più importanti per l'isolamento esterno e un breve confronto tra le caratteristiche della gomma siliconica vulcanizzante ad alta temperatura e della porcellana, sia come materiale che come parte integrante della boccola.

Idrofobicità

La superficie della gomma siliconica mantiene un elevato livello di idrofobicità anche in condizioni ambientali difficili. Se l'idrofobicità della superficie diminuisce, la superficie recupera le sue proprietà idrofobiche poiché la gomma siliconica emette continuamente molecole di olio di silicone sulla superficie. Lo strato di olio di silicone è spesso solo poche molecole e garantisce le proprietà idrofobiche della superficie. L'idrofobicità della porcellana, invece, si riduce già dopo pochi giorni con livelli di inquinamento medio-gravi e non si recupera se non si pulisce la superficie. Il criterio di progettazione degli isolatori in porcellana secondo gli standard è di 31 mm/kV a livelli di inquinamento gravi. Al fine di soddisfare i requisiti standard, per gli isolatori in gomma siliconica viene utilizzato lo stesso criterio di progettazione per la distanza di dispersione specifica della porcellana, che fornisce un progetto ancora più robusto per quanto riguarda la limitazione delle correnti di dispersione.

Correnti di dispersione

Grazie al miglioramento delle prestazioni durante e dopo le condizioni ambientali avverse con la gomma siliconica, il livello di corrente di dispersione lungo l'isolante è molto basso rispetto alla porcellana. Un valore tipico per la porcellana è 10 mA e per il silicone <1 mA. Questa proprietà riduce anche il rischio di flash-overs, aumentando così l'affidabilità del prodotto ed eliminando i disturbi nella rete elettrica derivanti da tali eventi.

Leggero

La densità della gomma siliconica è di circa 1530 kg/m3 e di 2500 kg/m3 per la porcellana. L'isolamento elettrico all'interno della gomma siliconica è costituito da un nucleo FCRG o RIF. L'elevata resistenza meccanica del materiale isolante sostiene la gomma siliconica, che deve avere uno spessore di soli 5 mm, ad eccezione dei capannoni. In questo modo il peso delle boccole si riduce a circa la metà rispetto alle equivalenti boccole impregnate di olio con porcellana come isolamento esterno. Con un design più leggero, aumenta anche la capacità di resistere ai terremoti.

Senza manutenzione

La necessità di pulire l'isolatore della boccola è pressoché nulla quando si utilizza la gomma siliconica. Solo in condizioni ambientali estreme può essere necessario pulire l'isolatore. La porcellana, invece, potrebbe dover essere pulita più spesso anche in aree mediamente inquinate.

Materiale non infrangibile

Il materiale presenta una modalità di rottura non infrangibile se sottoposto ad atti vandalici, urti meccanici, ecc. Le boccole polimeriche sono adatte per le applicazioni in cui si prevedono atti di vandalismo, ad esempio con il lancio di pietre o mattoni. Anche il rischio di danni da trasporto è quasi eliminato. La sicurezza del personale è aumentata grazie alla non frantumazione del materiale in caso di guasto imprevisto in loco.

Autoestinguente

È dimostrato che la gomma siliconica è autoestinguente anche se un campione di prova viene tenuto in verticale su una fiamma libera. Grazie a questa caratteristica, la boccola con il suo isolante in gomma siliconica non provoca incendi, né li mantiene o li sviluppa. La porcellana non brucia, ma può esplodere o incrinarsi a causa di un riscaldamento prolungato da fonti di fuoco, aumentando di conseguenza l'incendio quando l'olio viene fatto uscire dalla boccola.

Sintesi

Sia le boccole in porcellana che le boccole in composito boccola in gomma siliconicaI sistemi di protezione della salute hanno i loro rispettivi vantaggi e limiti: i progettisti dovrebbero scegliere in base ai requisiti specifici del progetto per quanto riguarda la classe di tensione, le condizioni ambientali e i costi del ciclo di vita.

Potenza Hewei produce sia le boccole polimeriche #P che le boccole in porcellana #P sottoposte a rigorosi test secondo gli standard internazionali (IEC 60137). Le prestazioni a lungo termine delle boccole composite per esterni sono state convalidate attraverso test prolungati presso stazioni specializzate in condizioni severe, tra cui nebbia salina costiera, esposizione ai raggi UV nel deserto e cicli di temperatura polari.