Опорні ізолятори на основі полімерних композиційних матеріалів є альтернативою традиційно сформованим конструкціям опорно-стрижневих порцелянових ізоляторів. З досвіду їх експлуатації відомо, що вони мають дуже низьку експлуатаційну надійність, що підтверджується численними ушкодженнями, особливо при використанні їх як поворотних стовпчиків роз'єднувачів. Рішення цієї проблеми — у розробці опорних ізоляторів з гарантованою міцністю і стійкістю на весь термін служби, а також таких, що не потребуючих спеціальних засобів діагностики механічного стану.

ТОВ «Полімерізолятор» (м. Великі Луки) налагодило виробництво опорних полімерних ізоляторів на класи напруги 10, 35 і 110 кВ і лінійних на 35 кВ. Конструктивне виконання опорних полімерних ізоляторів однотипне для класів напруги 10 — 35 кВ і трохи відрізняється від виконання ізоляторів на клас напруги 110 кВ. Ізолятори виготовляються на базі склопластикового стрижня (з електричною міцністю не менше 4 кВ/мм) із монолітною зовнішньою оболонкою з кремнієорганічної композиції. Фланці ізоляторів — сталеві із захисним покриттям гарячим цинком товщиною не менше 100 мкм. Сучасні технології дозволяють наносити захисну оболонку. При цьому забезпечується хімічне зшивання гуми зі стрижнем, за рахунок чого підвищується якість герметизації оболонки, і ущільнюються границі її розділу зі стрижнем. Таке виконання допускає більш високі механічні напруження, забезпечуючи при цьому стійкість до зламу, ударостійкість, більш надійне закладення фланців, задовільну роботу тіла ізолятора в напруженому стані і підвищену стійкість зовнішньої ізоляції при роботі в забрудненій атмосфері. Для забезпечення цих властивостей ретельно підібрані різні варіанти конструкції, відпрацьована технологія, використані якісні вихідні матеріали і, як наслідок, обрані рішення підтверджені випробуваннями. Особлива увага була приділена досягненню механічної міцності на згин і крутіння, що було досягнуто насамперед завдяки застосуванню склопластикових стрижнів із заданими властивостями, параметрами і способу закріплення фланців на стрижні.

При виробництві проводиться вхідний контроль і випробування зразків кожного стрижня на підтвердження електричної міцності на пробій (не менш 4 кВ/мм) та щільність і непроникність тіла стрижня.

Закладення фланців на попередньо просушений і герметизований з обох кінців стрижень забезпечує герметизацію внутрішньої частини ізолятора, що міститься під кремнієорганічною «сорочкою», яка усуває вплив кліматичних факторів на його електричну міцність. Застосування склопластикового стрижня замість труби, а також монолітна, замість клеєних ребер, зовнішня оболонка усуває проблеми внутрішньої порожнистості ізолятора (труби) і забезпечує герметичність захисної оболонки ізолятора. Відпрацьоване також виконання вузла кріплення і конфігурації кінцевиків.

Зовнішня кремнієорганічна суцільнолита оболонка є основою зовнішньої електричної ізоляції. Вона ж захищає склопластиковий стрижень від впливу зовнішніх кліматичних факторів.

Високі електричні і гідрофобні властивості кремнієорганічної гуми зумовили її застосування в полімерній ізоляції. Поверхня ізоляційної частини ізолятора є гідрофобною, при цьому забезпечується стійкість зовнішньої ізоляції до бруду, а електрична міцність ізоляції на 15-20% вище, ніж у порцелянових ізоляторів.

Ізолятори пройшли такі випробування:

- в умовах ожеледі при товщині льоду до 22 мм;
- на механічну зносостійкість з імітацією механічного навантаження на ізолятори від важких проводів;
- на стійкість при наскрізних струмах КЗ (ударний струм і струм термічної стійкості роз'єднувача);
- випробування електричної міцності імпульсною напругою грозового розряду і змінною короткочасною напругою промислової частоти в сухому стані і під дощем.

Результати випробувань підтвердили цілісність і функціональну придатність ізоляторів.

Звичайно, механічна міцність навантажених композитних ізоляторів згодом зменшується. Це зменшення залежить від величини і тривалості навантаження, але ізолятори витримали випробування, оскільки прогнозована мінімальна руйнівна сила виявилася більшою від нормованого значення.

Враховуючи результати випробувань, можна впевнено сказати, що з полімерними ізоляторами значно менше проблем, чим з порцеляновими. Для більш повної характеристики хотілося б відзначити їхні переваги й особливості:

- висока міцність при вигині і крутінні;
- високі розрядні характеристики;
- висока гідрофобність поверхні навіть у забрудненому стані. Це унікальна властивість кремнієорганіки, що забезпечує низькі струми витоку і високі розрядні характеристики в умовах забруднення і зволоження;
- висока стійкість до ударних і електромеханічних навантажень;
- висока сейсмо- і вібростійкість;
- висока опірність до актів вандалізму;
- мала вага;
- низькі витрати на транспортування, відсутність битих ізоляторів;
- нормований термін експлуатації – 30 років;
- низькі витрати при монтажі й експлуатації;

Завдяки зазначеним перевагам, застосування полімерних ізоляторів дозволяє значно підвищити надійність і безпеку експлуатації устаткування. Розробкою й виробництвом полімерних ізоляторів займається багато фірм. Особливості і переваги продукції фірми ТОВ «Полімерізолятор» полягають у тому, що в конструкції застосоване оптимальне конструктивне рішення найслабкішого вузла – стику кінцевика й оболонки.

Олег Привко