Cỏch điện polime đó được sử dụng ngoài trời trong khoảng 50 năm. Chỳng bao gồm một dải rộng cỏc loại vật liệu và cụng thức. Đú là cỏc hợp chất epoxy diphenol được sử dụng rất nhiều trong nhà điều khiển vào giữa những năm 1940. Vào những năm 1950 thỡ loại nhựa epoxy cycloaliphatic được sử
dụng trong cỏc ứng dụng ở ngoài trời tại vương quốc Anh do chỳng cú khả
năng tốt hơn. Vào đầu những năm 1960 tại vương quốc Anh cỏch điện bằng nhựa epoxy cycloaliphatic đó được sử dụng như là loại cỏch điện treo tới cấp
điện ỏp 400kV và trong cỏc trạm mỏy cắt đến 500 kV.
Cỏch điện polime cho đường dõy truyền tải bắt đầu được sản xuất tại Chõu Âu và Mỹ vào giữa năm 1975 và sau đú. Năm 1977, tại Canada, Hydro- quebec đó lắp đặt 282 cỏch điện composit do 3 nhà mỏy khỏc nhau sản xuất trờn 16 km đường dõy truyền tải 735 kV. Và sau đú là 1100 cỏch điện composit trờn 120 km đường dõy. Thờm vào đú cỏch điện composit cũng
được lắp đặt tại cỏc đường dõy 120, 230 và 315 kV. Cỏc chủng loại vật liệu khỏc nhau đó được dựng để chế tạo ra cỏch điện composit. Ban đầu chỳng
bao gồm cao su EPR do Ceraver of France (1975) Ohio Brass of USA (1976), Sedivar of USA (1977) và Lapp of USA (1980) tạo ra; cao su Silicon (SIR – Silicon Rubber: Polydimethylsiloxane PDMS) do Rosenthal of Germany (1976) và Reliable of USA (1983) tạo ra; và nhựa epoxy cycloaliphatic do Transmission Development of the UK (1977) tạo ra. Ngày nay thỡ cỏch điện composit đó được sản xuất tại khắp thế giới.
Ban đầu SIR được lưu hoỏ tại nhiệt độ thường (RTV: room temperature vucalnised)- SIR đú cú độ bền kộo thấp. Sau đú SIR được lưu hoỏ tại nhiệt
độ cao (HTV: high temperature vucalnised). Cỏch điện composit SIR được dựng tại Đức năm 1977 với cấp điện ỏp 123kV và vào năm 1979 dựng ở cấp
điện ỏp 245 kV.
Việc sử dụng cỏch điện polime ngày càng chiếm được thị phần rộng hơn. Ngày nay tại Mỹ dạng cỏch điện polime chiếm tới khoảng 60-70% trờn tổng số cỏch điện cao ỏp được lắp đặt mới, và thị phần của chỳng vẫn tiếp tục tăng trưởng. Tại Ireland 75% tổng số đường dõy trờn 20kV sẽ sử dụng cỏch
điện polime thay thế cỏch điện thuỷ tinh. Ohio Brass (1986) giới thiệu một hỗn hợp cao su EPM và SIR và sau đú thỡ thay đổi bằng hợp chất của cao su EPDM và SIR vào năm 1989. Hỗn hợp này theo tỉ lệ 10 (EPDM hoặc EPM) trờn 3 (SIR) tạo ra đặc tớnh cơ tốt hơn, đú là độ cứng của EPDM và đặc tớnh chống đọng nước tuyệt vời của SIR. Một cụng ty đó sản xuất hỗn hợp này
đại trà và bỏn được hơn 2,5 triệu cỏch điện của lưới phõn phối, 0,1 triệu cỏch
điện đầu cột trờn đường dõy truyền tải và 0,4 triệu cỏch điện treo mà hiện nay được lắp đặt tại rất nhiều nơi khỏc nhau trờn thế giới. Điều này đó cho thấy rừ sự chấp nhận rộng rói cỏc phẩm chất của chất vật liệu này.
Trong một vài trường hợp, người ta vẫn cảm thấy miễn cưỡng khi sử dụng cỏch điện composit bởi vỡ độ tin cậy dài hạn của chỳng vẫn chưa chắc chắn, chưa biết được tuổi thọ của chỳng và thiếu cỏc cụng nghệ thớch hợp để xỏc
định khuyết điểm của cỏch điện. Tuy nhiờn, cú rất nhiều tổ chức trong đú cú cả IEC và IEEE đó thử đưa ra cỏc vấn đề này, cỏc tiờu chuẩn phỏt triển và cỏc phương phỏp kiểm tra đối với cỏch điện polime.
Cỏch điện composit gồm cú 3 thành phần và thiết kế của từng thành phần phải tối ưu hoỏ để thoả món khả năng chịu tỏc động cơ và điện trong suốt thời gian vận hành của cỏch điện, tức là trong khoảng từ 30 đến 40 năm. Tại tõm của hệ thống cỏch điện là cỏc thanh polime gia cường làm bằng sợi thuỷ
tinh (FRP : fiberglass reinforce polimer). Đõy là một sự gia cường với polieste, vinyl este hoặc nhựa epoxy để cung cấp thờm độ bền cơ. Nhựa epoxy FRP là vật liệu được sử dụng rộng rói nhất để làm cỏc thanh gia cường này. Cỏc đầu cực kim loại thỡ được làm bằng dạng thộp tụi, sắt đỳc mềm, sắt mềm hoặc nhụm và chỳng được lựa chọn để làm tăng thờm độ bền cơ đồng thời chống lại sự ăn mũn. Hỡnh dạng của chỳng cũng rất quan trọng vỡ để hạn chế khả năng tạo ra phúng điện corona và đõy chớnh là nguyờn nhõn làm vật liệu polime trở nờn giũn và cú thể bị vỡ, dẫn đến việc phỏ hỏng cỏch điện do độ ẩm thấm vào bờn trong thanh gia cường bằng sợi thuỷ tinh. Trong nhiều thiết kế hiện nay, đầu cực kim loại kết hợp với một chất bịt kớn bằng silicon và đều được ộp vào thanh gia cường. Trong một thiết kế gồm 2 vũng đai hỡnh 0 để đảm bảo khả năng bịt kớn chống lại việc độ ẩm cú thể
thấm vào thanh FRP mà kết quả của việc này là xảy ra việc nứt vỡ và ăn mũn cỏch điện.
Lớp phủ chống lại tỏc động của thời tiết cú một yờu cầu về độ lớn khe hở và hiện nay được cung cấp thờm với cỏc loại vật liệu khỏc nhau, hỡnh dạng,
đường kớnh, độ dày và khoảng cỏch khỏc nhau. Vật liệu tạo ra lớp phủ chống lại tỏc động của thời tiết của cỏch điện cao ỏp cú thể bao gồm : SIR, EPDM, EPR, EPM, hợp chất của EPDM và silicon, etylen vinyl acetate (EVA), cycloaliphatic và nhựa epoxy aromatic. Đối với cỏc cỏch điện điện ỏp thấp
đặt ngoài trời hoặc cỏch điện trong nhà thỡ dựng thờm polietilen mật độ cao (HDPE), polytetrafluor-etilen (PTFE), polyurethene (PUR), polyolefin elastomer và cỏc vật liệu khỏc.
SIR được sản xuất đầu tiờn vào năm 1944. Khi chuỗi dimetylpolysiloxane là quỏ dài (Con số đơn vị siloxane được đưa ra là vài ngàn) thỡ chất lỏng silicon trở nờn dẻo với một độ kết dớnh- độ bền chắc của nú được tạo ra là vỡ silicon
được tạo ra bằng cỏch thờm vào cỏc chất độn và cỏc tỏc nhõn khỏc. Cộng thờm là với cỏch điện ngoài trời, SIR cú thể được sử dụng trong cỏch điện của những dõy cỏp đặc biệt hoạt động trong cỏc điều kiện nhiệt độ cao (>1500C ở gần cỏc lũ và trong những động cơ điện đặc biệt), nhưng những
ứng dụng này sẽ khụng được trỡnh bày trong tài liệu này.
Trong SIR, năng lượng liờn kết của Si-O là 1,76x10−19J (106 kJ/mol hoặc 1,10 eV), năng lượng này cao hơn so với mức 1,42x10−19J (85 kJ/mol hoặc 0,882 eV) của liờn kết C-C trong cao su EPDM. Do đú SIR cú khả năng chống lại bức xạ UV và bức xạ nhiệt do phúng điện cầu khụ cao hơn so với EPDM. Sau khi đặt SIR vào mụi trường phúng điện mạnh, thỡ silica (SiO2) một loại thuỷ tinh khụng dẫn điện được tạo ra trờn bề mặt. Trong cao su EPDM thỡ hợp chất được tạo ra thỡ cú dẫn điện.
Trong hợp chất của lớp phủ chống lại tỏc động của thời tiết, chất độn được thờm vào để nõng cao khả năng chống lại việc tạo thành cỏc đường dẫn và sự ăn mũn cũng như cung cấp thờm khả năng cơ học như là độ bền sức căng,
độ chống xúi mũn, độ bền kộo, ứng suất và làm giảm khả năng bộn lửa. Kiểu chất độn sử dụng là alumina trihydrate (ATH), Al2O3.3H2O hoặc hydrate alumina và silica (bột thạch anh). Cỏc dạng chất độn này hiện nay được sử
dụng rất rộng rói và chiếm khoảng 40 đến 55% tổng số hợp chất SIR và EPDM. Bột thạch anh thỡ được sử dụng rộng rói trong nhựa epoxy cycloaliphetic.
Lớp phủ chống lại tỏc động của thời tiết của cỏch điện gia cường bọc một lớp mỏng RTV-SIR được sử dụng ngày càng rộng rói trờn thế giới trong cỏc trạm ngoài trời và ở những nơi bị nhiễm bẩn nặng, cú một kết quả thực hiện tương tự đối với lớp phủ SIR. Đó cú những hướng dẫn từ rất sớm đối với việc sử dụng cỏch điện composit trờn đường dõy truyền tải dựa vào kinh nghiệm, tài liệu do nhà sản xuất cung cấp và cỏc kiểm tra trong phũng thớ nghiệm.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});