Đang tải... (xem toàn văn)
Đánh giá khả năng phục hồi cách điện bề mặt của silicon sử dụng trong cách điện cao cấp chế tạo bằng vật liệu composite phủ silicone sau khi chịu tác động phá hủy bề mặt
Bộ Công thơng tập đoàn điện lực Việt Nam Viện năng lợng Bỏo cỏo tng kt ti cp b Mã số: I-146 7182 17/3/2009 Hà nội - 10/2008 Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thanh Hi NH GI KH NNG PHC HI CCH IN B MT CA SILICON S DNG TRONG CCH IN CAO P CH TO BNG VT LIU COMPOSITE PH SILICONE SAU KHI CHU TC NG PH HU B MT (PHểNG IN/PLASMA) 1 2MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÁCH ĐIỆN COMPOSITE 6 1.1. Gii thiu chung 8 1.2. V polymer và lp ph cao su silicone ca cách in composite 31 1.3. Các phng pháp kim tra cách in composit 35 1.4. Kt qu kim tra cách in composit 38 1.5. Xp hng vt liu i vi cách in ngoài tri 42 1.6. Hiu ng phân cc in áp khi vn hành 45 1.7. Các c tính nhim bn lên cách in polime 46 CHƯƠNG II : ĐẶC TÍNH KHÔNG DÍNH NƯỚC CỦA CAO SU SILICONE 48 2. 1. Nhng c tính ca cao su silicone- polydimethylsiloxane 49 2. 2. Cách in cao áp ngoài tri vi thành phn cao su silicone 51 CHƯƠNG III: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG PHỤC HỒI ĐẶC TÍNH KHÔNG DÍNH NƯỚC CỦA CAO SU SILICONE SAU KHI CHỊU TÁC ĐỘNG CỦA VẦNG QUANG/PLASMA 56 3.1. Vt liu 3.2. Các iu kin th nghim trong quá trình chu tác ng ca các phóng in 56 3.3. Các phng tin, thit b s dng o c xác nh các c tính ca vt th nghim 58 33.4. Các kt qu thc nghim 59 CHƯƠNG IV: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CÁCH ĐIỆN COMPOSITE TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM 70 4.1. So sánh cách in gm truyn thng vi cách in composite (polymer) 70 4.2. ng dng cách in composite ti h thng in Vit Nam 71 4.3. Mt s sn phm cách in composite c chào bán trên th trng Vit Nam 72 KẾT LUẬN 78 PHỤ LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 115 4Những chữ viết tắt HT: H thng in VLC: Vt liu composite Cao su silicone: SIR Polydimethylsiloxane: PDMS HT: H thng in DDK: ng dây ti in trên không SIR –HTV : Cao su silicone lu hóa nhit cao 5MỞ ĐẦU Cách in bng s và thy tinh là nhng cách in c s dng ph bin t trc n nay trong H thng in ca Vit Nam. Trên thc t, khi s dng loi cách in này thng hay gp phi mt s vn nh: trng lng quá nng, thng xuyên phi bo dng, tui th rt thp khi hot ng trong môi trng ô nhim. Bên cnh nhng u im nh bn c lý cao, d dàng thay i chiu dài chui i vi cách in ng dây, không b lão hóa di tác ng ca thi tit thì cách in ngoài tri bng s và thy tinh d b phóng in dn n phá hy trong các môi trng khc nghit và có nhim bn cao. Mc dù ã có nhiu bin pháp ci tin nh tng thêm chiu dài chui s, v sinh s nh k hay s dng s có ng rò dài hn nhng quá trình phóng in b mt gây ra h hng vn xy ra thng xuyên. Gii pháp ti u mi c áp dng trong vài nm gn ây và t ra có hiu qu là s dng cách in bng vt liu composit ã và ang c s dng ngày càng nhiu trong các thit b in cao áp và siêu cao áp ngoài tri trên toàn th gii. S phát trin mnh m ca cách in composit là do nhng u im vt tri ca chúng so vi cách in thu tinh và cách in s thông thng. Chui cách in composit vi lp ph bng cao su silicon là minh chng rõ ràng cho iu ó. Chui cách in có các c tính nh: • Chng c n mòn • Có kh nng t làm sch b mt trong iu kin không có ma. (Thông qua c ch: Bi bám trên b mt s b gom li thành tng git nh hình trên và khi nc bc hi s mng bi bám i theo) 6• Không thm nc • Chng c s phá hu ca tia cc tím. • Các tính cht lý hoá không b thay i di tác ng ca nhit t 140oC n 320oC. • Hot ng c trong môi trng ô nhim nng nh trong môi trng sng mui, axit, bi bn công nghip . Cao su silicone là thành phn quan trng nht ca cách in composite vì chúng có nhim v chng li các hin tng phóng in b mt, các tác ng ca thi tit. Tui th ca cách in ph thuc phn ln vào cht lng lp ph này. Trong các loi vt liu ph này thì lp ph cao su silicone c cho là có u im nht. ây là u im vt tri ca cao su silicone so vi các cht cách in khác và cng chính là ni dung ca tài này: Nghiên cứu khả năng phục hồi cách điện bề mặt của silicon sử dụng trong cách điện cao áp chế tạo bằng vật liệu composite phủ silicon sau khi chịu các tác động phá huỷ bề mặt (phóng điện, plasma) Vi nhng c trng nh trên, cao su silicon nguyên cht ã c ng dng vào vt liu cách in cho ng dây trên không mt cách rt hiu qu. Tuy nhiên, vic s dng vt liu cách in composite trong các thit b này di tác ng ca iu kin khí hu nhit i nóng m ca Vit Nam thì cha c quan tâm úng mc. Do ó các nghiên cu v tui th, quá trình già hoá và kh nng phc hi ca vt liu cách in composite còn rt hn ch hoc cha cha c cp mt cách chi tit và c th. Nghiên cu này s cp n các vn v 7cách in composite ph silicone, phân tích các tính cht c thù ca silicone nh c tính không dính nc ca silicone và c bit là kh nng phc hi tính cht này (chính là kh nng cách in) trên b mt sau khi chu các tác ng phá hy nh phóng in b mt (vng quang hay cu khô), plasma. ng dng ci thin vt liu cách in composite trong quá trình sn xut. Ni dung nghiên cu bao gm các phn sau: o Tng quan v cách in composite o Phân tích thành phn, tính cht và c tính ca cách in composite ph silicone. o Nghiên cu bn cht tính không dính nc ca silicone, nng lng mt ngoài và dòng rò trên b mt silicone vai trò ca tính cht này trong kh nng cách in ca silicone và c im ca cht này trong quá trình s dng. o Nghiên cu kh nng phc hi các tính cht này sau khi lp ph chu nhng tác ng phá hy nh phóng in b mt, plasma. o Nghiên cu kh nng ng dng trong iu kin Vit nam, ánh giá tui th và tình trng làm vic trong iu kin này 8CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÁCH ĐIỆN COMPOSITE Cách in cao áp bng composit ã c tha nhn và lp t ngoài tri ti nhng ni nguy him ngày càng tng trên khp th gii. Hin ti chúng chim ti 60 n 70% trên tng s cách in c lp t mi ti Bc M. S tng trng khác thng ca vic s dng nhiu cách in composit là do nhng u im vt tri ca chúng so vi cách in thu tinh và cách in s thông thng. Các u im này bao gm : khi lng nh, bn c trên t l trng lng cao hn, chng li các hành ng phá hoi, có kh nng tt hn trong các môi trng ô nhim nng và trong iu kin m t, ng thi chúng có th chu c in áp tng ng hoc tt hn so vi cách in s và thu tinh. Tuy nhiên, do cách in composit là vt liu mi, nên cha th ánh giá ánh giá c v tui th cng nh tin cy trong thi gian dài, và do ó cha c ngi s dng quan tâm nhiu. Cng vi vic chúng có th chu ng c s xói mòn và không to ra các ng dn trong iu kin nhim bn ln và m cao. Nhng iu này dn n vic phát trin vic phóng in cu khô và di mt tình hung nào ó có th gây ra các s c i vi cách in polyme. Trong tài liu này gii thiu nhng kinh nghim thc t gn ây khi s dng cách in cao áp composit ngoài tri, các phng pháp kim tra, s già hoá, s xp hng vt liu, vai trò ca các cht n tng cng, vai trò ca các thành phn khi lng phân t thp hin có trong cách in. Các c ch to ra vic mt i và hi phc li tính s nc, mt trong nhng c tính quan trng nht ca polime, các c ch phá hng, vic xác nh các li, các dng và s lng nhim bn t nhiên, các hiu ng di ma, nh hng ca Hidrocacbon, ca không khí và gió, các phng pháp khác nhau ti u hoá kh nng cách in và a ra mt 9phng pháp mi ánh giá tình kh nng ca cách in polime trong in trng. Trong các phần tiếp theo của chương, cấu trúc, những đặc điểm cách điện cùng với khả năng chịu tác động môi trường vận hành của các thành phần cấu tạo nên cách điện composite như lõi cách điện bằng tổ hợp sợi thủy tinh epoxy; vỏ cách điện bằng polymer với lớp phủ cao su silicone. 1.1. Giới thiệu chung Cách in composite ã c s dng ngày càng nhiu trong c di in áp truyn ti và phân phi ng thi chim c mt th phn rng hn. S thúc y ch yu mc tng trng thc s nh vy vì ti nhng v trí c cnh báo thng gp thì nhng u im ln ca chúng so vi các cách in vô c (ch yu là cách in s và thu tinh) c phát huy. Mt trong nhng u im chính ca cách in composite ó là nng lng b mt ca chúng thp cùng vi vic duy trì c c tính chng ng nc b mt trong các iu kin thi tit m nh sng mù, sng mui và ma. Các u im khác bao gm : do trng lng nh nên kinh t hn khi thit k ct hoc có th la chn vic nâng cp in áp ca h thng hin có mà không cn thay i kích thc ct. Mt ví d v iu này là trng hp ca nc c ã tng in áp t 245 n 420kV và Canada, ni 2 ng dây 115kV dài 50km ã c nâng lên 230 kV bng cách s dng cách in composite dng ch V nm ngang trên các ct c. Trng lng nh ca các chui cách in composit cng cho phép tng khong cách gia dây dn và t cng nh khong cách pha-pha t ó làm gim cng in trng và t trng, gim nh hng ca chúng n môi trng công cng. Trng lng nh ca cách in composit cng giúp tránh c vic phi s dng [...]... hng và tác ng ca Hình 1.7: Một ví dụ về ảnh hưởng của nước lên mặt tiếp giáp của VLC: (1) mặt tiếp giáp bị ẩm, (2) hình thành vết phồng giữa mặt tiếp giáp, (3) các liên kết bị đứt.[25] 1 2 3 9 phng pháp mi ánh giá tình kh nng ca cách in polime trong in trng. Trong các phần tiếp theo của chương, cấu trúc, những đặc điểm cách điện cùng với khả năng chịu tác động môi... trúc, những đặc điểm cách điện cùng với khả năng chịu tác động môi trường vận hành của các thành phần cấu tạo nên cách điện composite như lõi cách điện bằng tổ hợp sợi thủy tinh epoxy; vỏ cách điện bằ ng polymer với lớp phủ cao su silicone. 1.1. Giới thiệu chung Cách in composite ã c s dng ngày càng nhiu trong c di in áp truyn ti và phân phi ng thi chim c mt th phn rng... nng chu ng ca in mơi trong vic hình thành cây in s tng lên t ngt. 32 Hình 1.17 1.2. Vỏ polymer và lớp phủ cao su silicone của cách điện composite Cách in polime ã c s dng ngoài tri trong khong 50 nm. Chúng bao gm mt di rng các loi vt liu và cơng thc. ó là các hp cht epoxy diphenol c s dng rt nhiu trong nhà iu khi n vào gia nhng nm 1940.... vic phi s dng 21 1.1.1.4. Sự hình thành cây điện và ảnh hưởng của khối lượng chất độn lên q trình phóng điện trong vật liệu composite epoxy Trong phn trên chúng ta ã thy c quá trình hình thành s phân lp và các l trng trong vt liu composite epoxy di tác ng ca nhit và in trng. Phn này chúng ta s xét n vt liu composite epoxy/ATH (dùng Al(OH) 3 làm cht gia cng... khơng có tính chng dính nc và tác nhân tách ri không cha ng silane. 4 Những chữ viết tắt HT: H thng in VLC: Vt liu composite Cao su silicone: SIR Polydimethylsiloxane: PDMS HT: H thng in DDK: ng dây ti in trên không SIR –HTV : Cao su silicone lu hóa nhit cao 47 in tích tích lu trong các thanh EPDM và HTV-SIR khi t iu kin sng mui cho... Gii pháp ti u mi c áp dng trong vài nm gn ây và t ra có hiu qu là s dng cách in bng vt liu composit ã và ang c s dng ngày càng nhiu trong các thit b in cao áp và siêu cao áp ngoài tri trên toàn th gii. S phát trin mnh m ca cách in composit là do nhng u im vt tri ca chúng so vi cách in thu tinh và cách in s thông thng. Chui cách in... có rt nhiu ng dng trong các ngành công nghip hin i và i sng. Tùy thuc vào s phân b ca si trong nha, ngi ta phân bit vt liu composite ra: Composite ng phng (hình 1.2.a), Composite “Mat” (hình 1.2.b), Composite vi (hình 1.2.c). 40 cho thy rng q trình phóng in cu khơ không phát trin trong iu kin sng mui khc nghit, trong khi s phát trin ca dòng in... khong cách 17,3 mm/kV. Có mt cơng ty in lc ln ã thông báo rng: trong mt iu kin thi tit khc nghit, không xy ra mt s phóng in b mt nào ti bt k mt cách in SIR nào trên ng dây 138 kV (377 b cách in) và 230 kV (1430 b cách in) ca h, trong khi ó có rt nhiu q trình phóng in b mt trong các ng dây 138kV và 230 kV s dng cách in EPDM và cách in s . Cách. .. tấn 1200 1000 800 600 400 200 0 19881987198619851984198319821981 Hình 1.5 : Số lượng vật liệu composite được sử dụng hàng năm và tốc độ tiêu thụ vật liệu composite của năm sau so với năm trước trên thị trường châu Âu. i vi các kt cu mà trng lng c chn làm ch tiêu thit k u tiên thì rõ ràng vt liu composite nn nha c tng cng bng các si (si thy tinh, si Aramid và si... nng khi gi và lp t cách in, iu này giúp tit kim chi phí, do t l bn c trên trng lng cao hn nên có th xây dng các ct vi khong cách dài hn, cách in u ct cng ít xy ra vic phá hng nghiêm trng do các hành ng phá hoi nh là bn n súng sn, ây cng là nguyên nhân gây ra vic cách in s b v và r i xung t, có kh nng tt hn nhiu so vi cách in s khi . của silicon sử dụng trong cách điện cao áp chế tạo bằng vật liệu composite phủ silicon sau khi chịu các tác động phá huỷ bề mặt (phóng điện, plasma) Vi. ca cao su silicone so vi các cht cách in khác và cng chính là ni dung ca tài này: Nghiên cứu khả năng phục hồi cách điện bề mặt của silicon sử