Isolatori in vetro temperato: le loro caratteristiche e utilità

isolanti in vetro temperato

in Argentina, le prime linee elettriche di extra Alta tensione, cominciarono ad essere costruiti negli anni ’70. E non è una coincidenza di quella per le linee di Chocón a Buenos Aires, Salto Grande a Buenos Aires e Futaleufú a Puerto Madryn, è stato scelto per l’isolamento per l’isolante in vetro temperato.

Questa preferenza è dovuta principalmente alle caratteristiche tecniche e prestazionali, distintive dell’AVT, rispetto agli altri materiali impiegati al momento (porcellana e polimerica), che ci occuperemo in questo articolo.

i. La conformazione

Nella fase di produzione, il vetro liquido è modellato; Un ricottura viene applicato all’album di vetro, per eliminare le tensioni interne create durante il processo. È ottenuto sollevando la temperatura a un valore in cui le deformazioni non vengono prodotte. Successivamente, il materiale viene lentamente raffreddato per aver creato i gradienti di temperatura, che generano nuove tensioni. Ciò migliora le proprietà del vetro rispetto alle sue caratteristiche meccaniche.

Durante questo processo viene eseguito un lavoro temperato. È un trattamento termico dato al materiale in due fasi: il primo è quello di portare l’album di vetro a un punto di equilibrio per omogeneizzare le temperature; E nel secondo, viene fornito un raffreddamento delle aree esterne per creare tensioni di compressione sulla superficie ed espansione all’interno, il che aumenta la resistenza alle richieste di origine meccanica o termica.

Il risultato è completamente Struttura interna omogenea. Il vantaggio è ottenuto dal processo di non generare micro-fessure nel vetro e pertanto, se viene visualizzata una fessura interna, la dielettrica si interromperà in un gran numero di piccoli pezzi, questo è un attributo del prodotto.

II. I componenti

Isolatori in vetro temperato, per assemblare catene di sospensione o ritenzione, sono composti dalle seguenti parti:

1. Disco dielettrico: è prodotto in vetro temperato, caratteristiche e forme appropriate per le condizioni ambientali nell’area in cui verrà installato. Può essere il vetro standard per zone della normale contaminazione o tipo anti-fog, per zone di contaminazione elevate.

2. Raccordi metallici: Questi sono una fusione malleabile o una duttile zincata calda, un bavalina in acciaio generato a caldo e un dispositivo di interblocco in acciaio inossidabile che garantisce un accoppiamento tra isolanti a catena. Questi raccordi sono rivestiti con uno strato di vernice bituminosa (vernice asfaltata) sulle superfici in contatto con il cemento. La vernice forma una guarnizione di dilatazione tra cemento e raccordi metallici, che assorbe espansioni causate da variazioni di temperatura e protegge le parti metalliche, dagli attacchi chimici del cemento.

3. Cemento: il gruppo del disco di vetro con i raccordi viene eseguito con il cemento Portland, allo stesso modo del montaggio dei dischi in porcellana.

III. Analisi comparativa

Lo faremo tra isolanti in vetro e porcellana, come componenti di una catena. Isolatori polimerici, che sono catene in se stessi, meritano un’analisi differenziale, dato che i loro possibili punti deboli hanno a che fare con la loro esposizione a radiazioni solari, fattore che non influisce con precisione sui materiali che stiamo confrontando in questo articolo (vetro e porcellana).

a. Materiale dielettrico di campane

Mentre sia il vetro che la porcellana possono essere considerati ceramiche a base di silicato, e sono relativamente simili dal punto di vista della sua composizione chimica, sono molto differenti nella sua struttura interna (microstruttura), Poiché i tuoi processi produttivi sono completamente diversi.

A.1. Porcellana:

Le materie prime miscelate e prese allo stato di una pasta di conversazione, sono modellate e abbassate e poi essiccate. Cohura in forno adatti, dopo lo smalto, produce la parziale coesione di elementi costitutivi, trasformazioni di fase e formazione di vetro. Il risultato è una struttura interna (microstruttura) eterogenea eterogenea, composta da alluminosilicates circondata da una matrice vitrea.

microfisters
Tabella I

A.2. Vetro temperato:

Le materie prime sono fuse in un forno per ottenere vetro liquido. Durante lo stampaggio e temperato, nessuna particella solida è formata nella soluzione o nessuna cristallizzazione avviene dal fuso.Il risultato è una struttura interna completamente omogenea.

b. Effetto della microstruttura dei dischi isolanti

In materiali fragili come porcellana o vetro, la presenza (o l’assenza) delle discontinità interne microstrutturali è fondamentale. In queste discontinuità, si formano microfue, durante il processo di produzione. Queste microfallalas sono propagate nel tempo sotto l’effetto delle richieste di servizio e, infine, prendere l’isolatore al loro fallimento.

La presenza e la successiva propagazione dei microfixes, è una delle ragioni di maggiore peso di quanto spiegano perché spiegano il motivo Isolatori in porcellana, nel tempo, perdono resistenza meccanica. In servizio, e sotto richieste elettriche (impulsi di raggi o manovre), fenomeni di rottura dielettrica vengono attivati in punti di irregolarità microstrutturale. Questo effetto, aggiunto alla diffusione delle fessure, accelera eventuale perforazione.

Prendendo in considerazione questi concetti, concludiamo:

b.1. La porcellana:

è un materiale che, nel tempo, perde la resistenza meccanica e diventa vulnerabile al guasto elettrico (perforazione), a causa della presenza e della crescita dei microfix nella sua microstruttura eterogenea.

B.2. Vetro temperato:

è un materiale con la perfezione microstrutturale necessaria, per resistere alle combinazioni più gravi di stress elettrico e meccanico negli isolatori delle sospensioni.

c. Effetto delle condizioni di superficie

I microfiti che possono essere presenti sulla superficie delle campane dielettriche sono molto importanti nelle prestazioni dielettriche e meccaniche degli isolanti. Ciò è dovuto alla grande concentrazione di tensioni che si verificano alle estremità di queste microfalla e che possono produrre la sua propagazione, e quindi, il fallimento dell’isolatore.

Come i microfistri superficiali sono intrinseci della ceramica dei materiali, tali Come porcellana o vetro, dovrebbe essere ricercata come neutralizzare il suo effetto. I metodi utilizzati per superare questa difficoltà sono:

c.1. Porcellana:

La superficie delle campane, robusta e porosa, è migliorata con lo strato di smalto. Questo strato vitreo ha un coefficiente di espansione termica diversa dal corpo in porcellana, e quindi, consente una determinata pre-compressione della superficie. Ci sono motivi ceramici che non consentono a questi coefficienti di espansione termica di essere molto diversi, quindi la compressione superficiale è limitata (circa 15 mpa), non troppo efficace per impedire la propagazione dei microfistri di superficie.

c .2. Vetro temperato:

La superficie del dielettrico in vetro è soggetta a pre-compressione permanente, ottenuta durante il raffreddamento in condizioni controllate (processo chiamato temperato). La pre-compressione raggiunta è molto alta (circa 250 MPa), in modo che la diffusione delle fessure sia molto inibita.

d. Resistenza agli urti termici

Le variazioni di temperatura di lividi producono, in materiali fragili, forti tensioni di origine termomeccanica, che possono portare alla sua rottura. Queste tensioni sono particolarmente pericolose nei raffreddamento dopo qualsiasi riscaldamento, perché è in questa fase quando la superficie degli isolanti è la tensione.

Arco dirompente
Figura 1

D.1. Porcellana:

Affrontare le tensioni termomeccaniche hanno una risposta più debole, da:

– D.1.a. Pre-compressione superficiale bassa, rapidamente superata da trazioni di raffreddamento superficiale.

– D.1.b. Difetti superficiali e interni che migliorano gli sforzi generati.

– d.1.c. Alto modulo elastico che rafforza la natura fragile.

D.2. Vetro temperato:

Resistere meglio da:

– D.2.a. Elevata pre-compressione superficiale più difficile da superare con stress di trazione raffreddamento.

– D.2.b. Assenza di difetti strutturali.

– D.2.C. Miniser Modulo elastico, che consente una migliore distribuzione degli sforzi generati.

e. Caratteristiche dell’espansione termica

I componenti degli isolatori di sospensione espandono o contract contract in modo diverso, perché hanno diversi coefficienti di espansione termica (CET). Per evitare le tensioni interne che possono causare affaticamento, dovrebbe essere trattato che i componenti degli isolanti hanno CET simile.

Per sospendere isolatori, gli standard includono il requisito di uno studio termomeccanico, poiché vi sono prove di correlazione tra l’effetto di diversi CET e prestazioni. La Tabella II può osservare i valori del CET dei componenti dell’isolatore di sospensione.

E.1. Porcellana:

Il CET della campana di porcellana è inferiore del 44% rispetto a quello del materiale del cappuccio e del batografico.Pertanto, e a causa di movimenti relativi durante le variazioni di temperatura, sono più vulnerabili alla fatica.

E.2. Vetro temperato:

Il CET della campana di vetro è solo del 20% in meno di quello del materiale del cappuccio e del batografico. Pertanto, sono in pratica, insensibili alla fatica.

f. La relazione tra materiale dielettrico e residenza residua

campane dielettriche (sia porcellana o vetro) possono essere gravemente danneggiate durante il suo armadio, la spedizione, il trasporto o il servizio, mediante impatto meccanico o arco di potenza. Tuttavia, la residua resistenza meccanica dell’isolatore dovrebbe essere abbastanza alta, come per garantire che non ci sarà alcuna caduta di linea, oltre a mantenere un alto grado di integrità elettrica. L’isolatore di sospensione con la sua campana dielettrica rotta è chiamata “ceppo”.

f.1. Porcellana:

Il comportamento del “ceppo” è imprevedibile, perché i meccanismi di fallimento di Campane sottoposte a impatti o archi di potenza, coinvolgono più fratture nell’area della testa della campana. D’altra parte, dal punto di vista elettrico, l’insorgenza di crisi interne dell’importanza nell’area della testa, è quasi certamente l’inizio di una perforazione quando ci sono sovraccarichi elettrici.

Isolante TABELLA II

F.2. Vetro temperato:

La pre-compressione superficiale delle campane (prodotto del processo temperato), è bilanciato con una pre-trazione all’interno di loro. Quando la pre-compressione della superficie viene superata con eccezionali sollecitazioni esterne, viene rilasciata la pre-trazione interna. L’isolatore si disintegra, tranne nell’area della testa, dove il vetro è supportato dal cemento circostante. I frammenti sono perfettamente coniati l’uno con l’altro. La resistenza meccanica del moncone AVT è appena inferiore alla resistenza meccanica dell’isolatore sano. Il comportamento elettrico del ceppo è ancora affidabile, a causa del perfetto imballaggio dei frammenti di vetro. Se la tensione elettrica che supporta un elemento della stringa sotto forma di un ceppo aumenta, l’arco dirompente viene prodotto in aria, a causa della distanza inferiore tra il bavalino e il tappo (vedere la figura 1).

G. Progettazione del campanello dielettrico

Le campane sono prodotte da un processo di pressatura e alla fine di tornitura, di una pasta di plastica, seguita dalla Cochura. Il designer di un isolante deve tenere presente che per minimizzare l’effetto delle tensioni termiche che si verificano durante la cochura, le sezioni sottili dovrebbero essere evitate nel prodotto e nelle transizioni improvvise. Queste limitazioni impediscono il raggiungimento di un design ottimale del profilo Bell.

G.2. Vetro temperato:

Le campane dielettriche sono prodotte mediante stampaggio. Questo processo non impone limitando restrizioni sul progettista in termini di cambiamenti in forme e spessori. Di conseguenza, le avt hanno progetti di profilo a campana ottimali per una varietà di applicazioni in aree contaminate (cfr. Figura 2).

H. Confronto delle prestazioni tra isolanti AVT e porcellana

– H.1.a. La porcellana: può essere vulnerabile alla perforazione mediante impulso in Steeepwavehead, a causa di guasti micro-strutturali interni (porosità, micrografi).

– h.1.b. Vetro temperato: supporta gli impulsi anteriori a onde ripide senza foratura, grazie alla sua omogeneità microstrutturale interna.

H.2. Supporta gli effetti dei carichi meccanici ciclici

– h.2.a. Porcellana: residua resistenza meccanica scende al 30%. La pre-compressione dello smalto può essere insufficiente per prevenire la diffusione delle fessure di superficie. Le crepe possono essere originate a punti di discontinuità interna che possono quindi essere propagati.

– H.2.b. Vetro temperato: la resistenza meccanica non è influenzata dal corso del tempo o dei carichi ciclici. La pre-compressione indicata dalla temperata impedisce la diffusione di crepe.

h.3. Resistenza alle modifiche a temperatura

– H.3.a. Porcellana: possono presentare le tensioni elevate

sunnch interno, a causa della diversa espansione e contrazione dei loro componenti (ceramica, cemento e metallo). Può causare la frattura della campana. Il coefficiente di espansione termica della porcellana è inferiore del 44% rispetto a quella dei componenti metallici (cappuccio e clapper).

– h.3.b. Vetro temperato: dal momento che il coefficiente dell’espansione termica del vetro è molto simile a quello del cemento e quello dei metalli, le tensioni interne del sunnch sono molto basse.

h.4. Resistere gli effetti degli archi di potenza

– h.4.a.Porcellana: la campana dielettrica può sfruttare l’esistenza di un arco di potenza, data l’esistenza di fessure o canali di perforazione prodotti da altri archi di potenza o da effetti derivati dalle bruschette variazioni della temperatura.

– H.4.b . Vetro temperato: effetti termici estremi derivati dagli archi di potenza. La resistenza allo shock termico dell’AVT è superiore a quella degli isolanti in porcellana, poiché la sua struttura interna è praticamente delegata gratuita. Se in un caso estremo il campanello è esploso, la linea non cade da ciò che è descritto nella tabella I.

h.5. Differenza di peso

– h.5.a. Porcellana VS. Vetro temperato: per carichi meccanici di 70/80 kN, gli isolanti in porcellana sono più pesanti del 35% dell’equivalente del vetro temperato. Per 120 kn carichi, questo valore ammonta al 63%.

H.6. Resistenza al danno per il trasporto, lo stoccaggio e il montaggio

– h.6.a. Porcellana: sono vulnerabili ai danni. La sua resistenza meccanica superficiale è inferiore del 70% rispetto a quella dell’AVT.

– H.6.b. Vetro temperato: l’elevata resistenza meccanica dell’AVT riduce al minimo o impedisce a questo tipo di danno.

AVT Figura 2

H.7. Rilevazione del danno alla linea

– H.7.a. Porcellana: l’identificazione delle unità danneggiate richiede attrezzature speciali e consumano un sacco di tempo.

-? H.7.b. Vetro temperato: l’ispezione visiva della distanza facilita la rapida identificazione di un’unità guasta.

H.8. Linee che cadono per insufficienza meccanica

– h.8.a. Porcellana: la resistenza meccanica è notevolmente ridotta da fessure nella campana dielettrica. C’è un’alta possibilità di cadere linee.

– h.8.b. Vetro temperato: anche dopo aver perso tutto il materiale del campanello, il ceppo remnista conserva un’alta percentuale del carico di design meccanico. Non c’è una caduta di linea.

H.9. Nei pezzi danneggiati non deve esserci un arco interno

– h.9.a. Porcellana: gli archi interni si verificano nelle fessure della campana dielettrica. Possibilità di espulsione del battaglio e completa distruzione dovuta agli effetti termici derivati da un arco di potenza.

– H.9.b. Vetro temperato: se si verifica l’arco, è esterno. Non ci sono download interni dirompenti.

H.10. Manutenzione della linea sotto carico

– h.10.a. Porcellana: motivi di sicurezza Consigliano gli isolanti della catena di test per rilevare i guasti interni prima di eseguire attività di manutenzione sotto tensione. Il suo peso più grande rende difficile questa manutenzione.

– H.10.b. Vetro temperato: non è necessario testare i singoli isolanti prima di procedere alla manutenzione, piuttosto un’ispezione visiva. Il peso ridotto facilita la manutenzione.

* Task Sales Manager SRL.

Ulteriori informazioni: www.ttareasrl.com.ar

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