RU118467U1

RU118467U1 - DEVICE FOR MECHANIZED SURFACE SUPPLY OF ELECTRIC INSULATION STRUCTURE OF LIQUID HYDROPHOBIC COATING

Info

Publication number: RU118467U1
Application number: RU2012106182/07U
Authority: RU
Inventors: Валерий Аркадиевич Розов; Александр Борисович Злаказов; Владимир Николаевич Таран
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Инвест-Энерго"
Priority date: 2012-02-21
Filing date: 2012-02-21
Publication date: 2012-07-20

Abstract

1. Устройство для механизированного нанесения на поверхность электроизоляционной конструкции жидкого гидрофобного покрытия на базе одно- или двухупаковочного кремнийорганического компаунда холодного отверждения, полученного на основе силиконового низкомолекулярного каучука, наполнителя, а также и отвердителя или катализатора, содержащее емкость с гидрофобным покрытием, источник сжатого воздуха, пневматический распылитель с соплом и систему разводки сжатого воздуха, отличающееся тем, что источник сжатого воздуха выполнен с возможностью обеспечения расхода не менее 15 м3/ч при давлении не менее 0,15 МПа, а диаметр сопла пневматического распылителя составляет 1,6-2,7 мм. !2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве источника сжатого воздуха устройство содержит компрессор с электрическим приводом, выполненным с возможностью подключения к сети с напряжением 220 B или 380 B, а также допускающим одновременную работу до трех распылителей. ! 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в качестве источника сжатого воздуха устройство содержит компрессор типа СО-195. ! 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве источника сжатого воздуха устройство содержит баллон со сжатым воздухом или азотом. ! 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве пневматического распылителя устройство содержит пневматический распылитель типа СО-19Б, оснащенный металлической емкостью с объемом не более 0,9 дм3. ! 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пневматический распылитель с соплом выполнен с возможностью автоматизированного или ручного перемещения относительно поверхности гидрофобизируемой электроизоляционной ко 1. A device for mechanized application to the surface of an electrical insulating structure of a liquid hydrophobic coating based on a one- or two-pack cold-curing organosilicon compound obtained on the basis of low molecular weight silicone rubber, a filler, as well as a hardener or catalyst, containing a container with a hydrophobic coating, a source of compressed air, pneumatic sprayer with a nozzle and a compressed air distribution system, characterized in that the compressed air source is designed to provide a flow rate of at least 15 m3 / h at a pressure of at least 0.15 MPa, and the nozzle diameter of the pneumatic spray is 1.6-2.7 mm. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that, as a source of compressed air, the device comprises a compressor with an electric drive capable of being connected to a network with a voltage of 220 V or 380 V, and also allowing the simultaneous operation of up to three sprayers. ! 3. The device according to claim 2, characterized in that the device contains a CO-195 compressor as a source of compressed air. ! 4. The device according to claim 1, characterized in that the device contains a cylinder with compressed air or nitrogen as a source of compressed air. ! 5. The device according to claim 1, characterized in that, as a pneumatic atomizer, the device comprises a pneumatic atomizer of the SO-19B type, equipped with a metal container with a volume of not more than 0.9 dm3. ! 6. The device according to claim 1, characterized in that the pneumatic sprayer with a nozzle is made with the possibility of automated or manual movement relative to the surface of the hydrophobized electrical insulating cover

Description

Полезная модель относится к высоковольтной технике и может быть использована для механизированного нанесения на поверхность электроизоляционной конструкции жидкого гидрофобного покрытия с целью усиления поверхностного влагоразрядного напряжения и электрической прочности внешней изоляции, работающей в условиях загрязнения.The utility model relates to high-voltage technology and can be used for mechanized application of a liquid hydrophobic coating to the surface of an electrical insulating structure in order to enhance the surface moisture discharge voltage and the electrical strength of the external insulation operating under pollution conditions.

Как аналог выбран агрегат для гидрофобизационной обработки материалов, конструкций и объектов, содержащий рабочую камеру для приготовления гидрофобизующего состава с дозаторами и бункерами исходных компонентов, соединенный с полостью камеры магистралью инструмент для нанесения гидрофобизатора на поверхность обрабатываемого материала объекта, отличающийся тем, что он снабжен устройством для одновременной обработки нескольких элементов материала, имеет пластинчатый или цепной элеватор для размещения и подачи материала на обработку, а также оснащен камерой для предварительной сушки материала и камерой повторной сушки материала после обработки, причем обе последние камеры сообщены с узлом подачи нагретого газа, а также соединены с вытяжным пневмонасосом и фильтром [Патент на полезную модель RU №58954 «Агрегат для гидрофобизационной обработки материалов, конструкций и объектов». МПК B05C 9/00, опубл. 12.10.2006].As an analogue, an assembly was selected for water-repellent processing of materials, structures and objects, containing a working chamber for preparing a water-repellent composition with dispensers and hoppers of the initial components, a tool for applying a water-repellent agent to the surface of the processed material of the object connected to the chamber cavity, characterized in that it is equipped with a device simultaneous processing of several elements of the material, has a plate or chain elevator for placement and supply of material for processing and is also equipped with a chamber for pre-drying the material and a chamber for re-drying the material after processing, both last chambers in communication with the heated gas supply unit, and also connected to an exhaust air pump and filter [Utility Model Patent RU No. 58954 “Unit for hydrophobization processing of materials , constructions and objects. " IPC B05C 9/00, publ. 10/12/2006].

Недостатком устройства аналога является его громоздкость и сложность в эксплуатации при механизированном нанесении на поверхность электроизоляционной конструкции жидкого гидрофобного покрытия (ГП).The disadvantage of the analog device is its cumbersomeness and complexity in operation with the mechanized application of a liquid hydrophobic coating (GP) to the surface of an electrical insulating structure.

Как наиболее близкий аналог (прототип) выбрано устройство для механизированного нанесения на поверхность электроизоляционной конструкции жидкого ГП на базе одно- или двухупаковочного кремнийорганического компаунда холодного отверждения, полученного на основе силиконового низкомолекулярного каучука, наполнителя, а также и отвердителя или катализатора, содержащее емкость с гидрофобным покрытием, источник сжатого воздуха, пневматический распылитель с соплом и систему разводки сжатого воздуха [ГНД 34.03.603-2004 «Методика посилення пiдстанцiйноï iзоляцiï з застосуванням гiдрофобного покриття на основi кремнiйорганiчного полiмерного компаунда холодного отвердiння ЕКП-102Е», затверджений и введений в дно наказом Мiнiстерства палива та енергетики Украïи 05.06.2004. - Киïв, 2004. - 17 с. (Отраслевой нормативный документ 34.03.603-2004 «Методика усиления подстанционного изоляции с применением гидрофобного покрытия на основе кремнийорганического полимерного компаунда холодного отверждения ЭКП-102Э», утвержденный и введенный в действие приказом Министерства топлива и энергетики Украины 05.06.2004. - Киев, 2004. - 17 с.)].As the closest analogue (prototype), a device was selected for mechanized deposition of liquid GP on the surface of an insulating structure of a liquid based on one or two pack silicone cold-curing compounds obtained on the basis of silicone low molecular weight rubber, filler, and also a hardener or catalyst containing a container with a hydrophobic coating , a source of compressed air, a pneumatic sprayer with a nozzle and a system for distributing compressed air [MLA 34.03.603-2004 “Methodology for strengthening the power supply Iinol isolation with hydrophobic coating on the basis of silicon organic polymer compound of cold hardening EKP-102E ”, hardening and introduction to the bottom by the order of the Ministry of Sand and Energy of Ukraine 05.06.2004. - Kyiv, 2004 .-- 17 p. (Industry regulatory document 34.03.603-2004 “Methodology for enhancing substation insulation using a hydrophobic coating based on silicone-polymer compound of cold curing EKP-102E”, approved and enacted by order of the Ministry of Fuel and Energy of Ukraine 05.06.2004. - Kiev, 2004. - 17 p.)].

Недостатком устройства наиболее близкого аналога является его недостаточная эффективность и срок службы наносимого гидрофобного покрытия, получаемого при его помощи, из-за отсутствия эффективных конструктивно-технологических параметров элементов устройства, следствием чего являются невозможность достижения при конкурентных толщинах ГП максимально возможных значений выдерживаемых рабочих напряжений, а также необходимость периодической замены электроизоляционной конструкции.The disadvantage of the closest analogue device is its lack of effectiveness and the life of the applied hydrophobic coating obtained with its help, due to the lack of effective structural and technological parameters of the device elements, the consequence of which is that it is impossible to achieve the maximum possible values of withstand operating voltage with competitive thicknesses of GP also the need for periodic replacement of the insulating structure.

Технической задачей полезной модели является повышение эффективности устройства путем установления эффективных конструктивно-технологических параметров его элементов, что приведет также к повышению влагоразрядных напряжений высоковольтной изоляции с ГП в течение всего продолжительного срока ее эксплуатации.The technical task of the utility model is to increase the efficiency of the device by establishing effective structural and technological parameters of its elements, which will also lead to an increase in the moisture-discharge voltages of the high-voltage insulation with the GP during the entire long term of its operation.

Поставленная техническая задача решается тем, что в устройстве для механизированного нанесения на поверхность электроизоляционной конструкции жидкого гидрофобного покрытия на базе одно- или двухупаковочного кремнийорганического компаунда холодного отверждения, полученного на основе силиконового низкомолекулярного каучука, наполнителя, а также и отвердителя или катализатора, содержащее емкость с гидрофобным покрытием, источник сжатого воздуха, пневматический распылитель с соплом и систему разводки сжатого воздуха, новым является то, что, источник сжатого воздуха выполнен с возможностью обеспечения расхода не менее 15 м³/ч при давлении не менее 0,15 МПа, а диаметр сопла пневматического распылителя составляет 1,6-2,7 мм.The stated technical problem is solved in that in a device for mechanized deposition of a liquid hydrophobic coating on the surface of an electrical insulating structure based on one or two pack silicone cold curing compounds, obtained on the basis of silicone low molecular weight rubber, a filler, as well as a hardener or catalyst, containing a tank with hydrophobic coated, compressed air source, pneumatic atomizer with nozzle and compressed air distribution system, new is that, the source of compressed air is configured to provide a flow rate of at least 15 m ³ / h at a pressure of at least 0.15 MPa, and the diameter of the nozzle of the pneumatic sprayer is 1.6-2.7 mm.

В качестве источника сжатого воздуха устройство содержит компрессор с электрическим приводом, выполненным с возможностью подключения к сети с напряжением 220 B или 380 B, а также допускающим одновременную работу до трех распылителей.As a source of compressed air, the device contains a compressor with an electric drive, configured to connect to a network with a voltage of 220 V or 380 V, as well as allowing the simultaneous operation of up to three sprayers.

В качестве источника сжатого воздуха устройство содержит компрессор типа СО-195.As a source of compressed air, the device contains a compressor of type SO-195.

В качестве источника сжатого воздуха устройство содержит баллон со сжатым воздухом или азотом.As a source of compressed air, the device contains a container of compressed air or nitrogen.

В качестве пневматического распылителя устройство содержит пневматический распылитель типа СО-19Б, оснащенный металлической емкостью с объемом не более 0,9 дм³.As a pneumatic spray device contains a pneumatic spray type SO-19B, equipped with a metal tank with a volume of not more than 0.9 dm ³ .

Пневматический распылитель с соплом выполнен с возможностью автоматизированного или ручного перемещения относительно поверхности гидрофобизируемой электроизоляционной конструкции.The pneumatic atomizer with a nozzle is made with the possibility of automated or manual movement relative to the surface of the hydrophobized electrical insulating structure.

Наносимое жидкое гидрофобное покрытие сформовано с обеспечением жизнеспособности при температуре от 15°C до 35°C в пределах 15-60 мин.The applied liquid hydrophobic coating is molded to provide viability at a temperature of from 15 ° C to 35 ° C within 15-60 minutes

Емкость с гидрофобным покрытием содержит органический растворитель и выполнена с возможностью регулирования весового соотношения между кремнийорганическим компаундом и органическим растворителем в зависимости от температуры окружающей среды.The container with a hydrophobic coating contains an organic solvent and is configured to control the weight ratio between the organosilicon compound and the organic solvent depending on the ambient temperature.

Вышеперечисленные признаки составляют сущность полезной модели.The above signs make up the essence of the utility model.

Наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков полезной модели и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.The presence of a causal relationship between the totality of the essential features of a utility model and the achieved technical result is as follows.

При различных состояниях окружающей среды на наружной поверхности высоковольтной изоляции образуются слои загрязнений разной интенсивности. Осаждающиеся из воздуха частицы образуют с течением времени на поверхности изоляторов слой загрязнения. Этот слой при его увлажнении атмосферной влагой увеличивает свою электропроводность, что еще более снижает изолирующую способность изоляционных конструкций. В результате создаются условия для перекрытия изоляторов не только при перенапряжениях, но и при нормальном эксплуатационном режиме.Under various environmental conditions, pollution layers of different intensities form on the outer surface of the high voltage insulation. Particles deposited from the air form a layer of pollution over time on the surface of the insulators. This layer, when moistened with atmospheric moisture, increases its electrical conductivity, which further reduces the insulating ability of insulating structures. As a result, conditions are created for overlapping insulators not only during overvoltages, but also during normal operation.

Следовательно, для повышения надежности высоковольтной изоляции в загрязненных районах является актуальной задача усиления наружной изоляции для обеспечения высоких разрядных напряжений в неблагоприятных условиях. Предотвращение условий возникновения поверхностных разрядов путем усиления изоляции за счет полной или частичной замены изоляторов старых типов на новые требует больших капитальных затрат, и в большинстве случаев приводит к увеличению габаритных размеров, что не всегда приемлемо. Решением этой проблемы является применение кремнийорганических ГП, жидких или пастообразных в исходном состоянии, на основе кремнийорганических компаундов (КОК).Therefore, to improve the reliability of high-voltage insulation in contaminated areas, it is urgent to strengthen the external insulation to ensure high discharge voltages in adverse conditions. Prevention of the conditions for the occurrence of surface discharges by enhancing insulation due to the complete or partial replacement of old types of insulators with new ones requires large capital expenditures, and in most cases leads to an increase in overall dimensions, which is not always acceptable. The solution to this problem is the use of organosilicon GP, liquid or pasty in the initial state, based on organosilicon compounds (KOK).

Было установлено, что кремнийорганические ГП наиболее целесообразно применять в районах, где загрязнения в атмосфере имеют преимущественно газообразные и туманообразные компоненты. В то же время основной технической проблемой является дефицит эффективных средств приготовления и нанесения ГП, а также выбор оптимальных соотношений компонентов наносимой гидрофобной электроизоляционной композиции. Это, в свою очередь, не обеспечивает максимально высоких значений разрядных напряжений при работе электроизоляционных конструкций с нанесенным ГП в условиях загрязнения различной степени и увлажнения.It was found that organosilicon SOEs are most suitable for use in areas where atmospheric pollution is predominantly gaseous and foggy. At the same time, the main technical problem is the lack of effective means of preparing and applying GP, as well as the choice of optimal ratios of the components of the applied hydrophobic electrical insulation composition. This, in turn, does not provide the highest possible values of discharge voltages during the operation of insulating structures with applied GP in conditions of pollution of various degrees and moistening.

При наличии увлажнения существующих загрязнений при реализации разработанного технического решения производят подсушку гидрофобизируемой поверхности, причем очистку гидрофобизируемой поверхности от существующих загрязнений производят без удаления цементирующихся загрязнений, т.е. удаляют только слабоцементирующиеся загрязнения, что также ускоряет процесс гидрофобизации.In the presence of wetting of existing contaminants during the implementation of the developed technical solution, the hydrophobized surface is dried, and the hydrophobized surface is cleaned of existing pollution without removing cementing contaminants, i.e. remove only weakly cementing contaminants, which also accelerates the process of hydrophobization.

Далее наносят на гидрофобизируемую поверхность один или несколько слоев гидрофобного покрытия при помощи разработанной конструкции. Следствием вышеуказанного является повышение надежности и увеличение срока службы получаемого вулканизированного гидрофобного покрытия, а также электроизоляционной конструкции в целом.Next, one or more layers of a hydrophobic coating are applied to the hydrophobizable surface using the developed design. The consequence of the above is to increase reliability and increase the service life of the resulting vulcanized hydrophobic coating, as well as the electrical insulating structure as a whole.

Это также способствует обеспечению высоких значений разрядных напряжений при работе электроизоляционной конструкции в условиях загрязнения различной степени (для районов от 2-й до 4-й СЗА) и увлажнения (от 20% до 100% относительной влажности) при рабочих напряжениях класса от 6 кВ до 750 кВ и сроке службы не менее 10 лет при эксплуатации в условиях перепада температур от минус 60°C до плюс 65°C.It also contributes to ensuring high values of discharge voltages during operation of the electrical insulating structure under various pollution conditions (for areas from the 2nd to 4th SZA) and humidification (from 20% to 100% relative humidity) at operating voltages of the class from 6 kV to 750 kV and a service life of at least 10 years when used in a temperature differential of minus 60 ° C to plus 65 ° C.

Согласно предлагаемому техническому решению, улучшенные условия очистки и «самоочистки» электроизоляционных конструкций с ГП позволяют при проведении профилактических мероприятий исключить работы по снятию «старого» слоя покрытия перед нанесением «нового» и обеспечивают эффективную эксплуатацию покрытия без проведения дополнительных профилактических мероприятий по его очистке и удалению.According to the proposed technical solution, the improved conditions for cleaning and “self-cleaning” of insulating structures with gas-insulating materials allow preventive measures to be taken during the preventive measures to remove the “old” coating layer before applying the “new” one and ensure effective operation of the coating without additional preventive measures for cleaning and removing it .

Согласно разработанному техническому решению, весовое соотношение между КОК и растворителем выбирают в зависимости от температуры окружающей среды. При этом искомое весовое соотношение на 100,0 мас.ч. каучука составляет (0,85-1,0) мас.ч. при температуре окружающей среды до 25°C и (1,05-1,4) мас.ч. при температуре окружающей среды свыше 25°C. В то же время нанесение ГП производят при температуре окружающего воздуха не ниже минус 10°C и отсутствии атмосферных осадков, а также росы.According to the developed technical solution, the weight ratio between the COC and the solvent is chosen depending on the ambient temperature. In this case, the desired weight ratio is 100.0 parts by weight. rubber is (0.85-1.0) parts by weight at ambient temperature up to 25 ° C and (1.05-1.4) parts by weight at ambient temperature over 25 ° C. At the same time, the application of GP is carried out at an ambient temperature of at least minus 10 ° C and in the absence of precipitation, as well as dew.

Было установлено, что с увеличением температуры ускоряются процессы полимеризации: снижается время жизнеспособности композиции на основе КОК и повышается ее вязкость. Экспериментально полученные зависимости времени жизнеспособности гидрофобизирующей композиции на основе КОК от степени ее разбавления растворителем при различных температурах показали, что степень разбавления (количество добавляемого растворителя) определяется конструктивно-технологическими характеристиками распыляющего устройства (диаметром сопла, максимально допустимой вязкостью жидкого ГП) и средним рабочим временем распыления одной приготовленной порции гидрофобизирующей композиции.It was found that with increasing temperature the polymerization processes are accelerated: the pot life of the KOK-based composition decreases and its viscosity increases. The experimentally obtained dependences of the viability time of a hydrophobizing composition based on COCs on the degree of its dilution with a solvent at various temperatures showed that the degree of dilution (amount of added solvent) is determined by the design and technological characteristics of the spraying device (nozzle diameter, maximum allowable viscosity of liquid GP) and average working time of spraying one prepared portion of the hydrophobizing composition.

Касаясь аспектов выбора эффективных конструктивно-технологических параметров элементов заявляемого устройства, необходимо остановиться на анализе существующих механизмов распыления.Regarding the aspects of choosing effective structural and technological parameters of the elements of the claimed device, it is necessary to dwell on the analysis of existing spraying mechanisms.

Метод воздушного распыления является одним из самых распространенных и универсальных в области нанесения промышленных покрытий. Принцип распыления основан на том, что сжатый воздух, выходя через кольцевую форсунку, образует воздушный кокон с областью низкого давления в центре. Попадая в эту область, жидкий гидрофобный материал разбивается на мельчайшие капельки, образуя однонаправленный поток воздушно-гидрофобной дисперсии.The method of air spraying is one of the most common and universal in the field of industrial coatings. The principle of spraying is based on the fact that compressed air, exiting through the annular nozzle, forms an air cocoon with a low-pressure region in the center. Once in this region, the liquid hydrophobic material breaks into tiny droplets, forming a unidirectional stream of air-hydrophobic dispersion.

Для распыления ГП можно использовать стандартные пневматические распылители. По принципу подачи жидкого ГП к соплу их можно разделить на две группы: 1) с естественной подачей, в которых она из емкости (бачка), расположенного выше, поступает самотеком; 2) с принудительной подачей, где в емкости создается избыточное давление.You can use standard pneumatic sprayers to spray GP. According to the principle of supplying liquid HP to the nozzle, they can be divided into two groups: 1) with a natural supply, in which it flows by gravity from a tank (tank) located above; 2) with forced supply, where excess pressure is created in the tank.

Хотя распылители второй группы имеют более сложное техническое устройство, они обладают такими преимуществами, как большая производительность и возможность распыления более вязких смесей ГП.Although the sprayers of the second group have a more complex technical device, they have such advantages as greater productivity and the possibility of spraying more viscous mixtures of GP.

Пневматический метод нанесения жидкого ГП подразумевает применение:The pneumatic method of applying liquid GP involves the use of:

1) нагнетельного бака с ГП+краскопульта;1) discharge tank with GP + spray gun;

2) подающего насоса+ручной или автоматический краскопульт;2) feed pump + manual or automatic spray gun;

3) воздушного краскопульта, работающего от компрессора (или турбинного электрического нагнетателя ГП) (за счет избыточного давления, создаваемого в баке с ГП) совместно с пистолетом воздушного распыления.3) an air spray gun operating from a compressor (or a GP turbine electric supercharger) (due to the excess pressure created in the GP tank) together with an air spray gun.

При значительных перерывах в работе или по ее окончании на стенках каналов распылителя, по которым осуществлялось движение гидрофобной композиции, возможно ее отверждение. Поэтому длина пути от емкости с ГП до сопла должна быть как можно короче, а техническое устройство должно допускать механическую чистку всех каналов, на стенках которых возможно появление полимерной пленки.With significant interruptions in the work or at the end of it on the walls of the channels of the atomizer, through which the hydrophobic composition was moving, its curing is possible. Therefore, the path length from the tank from the GP to the nozzle should be as short as possible, and the technical device must allow mechanical cleaning of all channels on the walls of which the appearance of a polymer film is possible.

Кроме того, при перерывах в работе более 20 мин или по ее окончании рекомендуется промывка с помощью растворителя. Так как длительный контакт с органическим растворителем, а именно с «Сольвентом нефтяным», вызывает набухание и уменьшение прочности целого ряда полимерных материалов, то элементы распылителей, изготовленные из таких материалов, должны быть заменены.In addition, during breaks of more than 20 minutes or at the end of it, washing with a solvent is recommended. Since prolonged contact with an organic solvent, namely with the “Solvent Oil”, causes swelling and a decrease in the strength of a number of polymeric materials, atomizer elements made from such materials must be replaced.

Было установлено, что перечисленным требованиям вполне удовлетворяют пневматические распылители типа СО-19Б, оснащенные металлическими емкостями с объемом до 0,9 дм³ (вместо стандартных пластмассовых с объемом 0,6 дм³). Проведенные испытания и практический опыт показали, что для обеспечения эффективной работы источник сжатого воздуха должен обеспечивать его подачу в количестве (15-20) м³/ч на каждый работающий распылитель при давлении (0,15-0,25) МПа и через сопло диаметром (1,6-2,7) мм. При этом было установлено, что изменение диаметра сопла в ту или иную сторону от вышеуказанных эффективных размеров приводит к снижению эффективности и качества нанесенного ГП, а также к увеличению потерь при его распылении.It was found that the listed requirements are fully met by pneumatic sprayers of the type СО-19Б, equipped with metal containers with a volume of up to 0.9 dm ³ (instead of standard plastic ones with a volume of 0.6 dm ³ ). Tests and practical experience have shown that in order to ensure efficient operation, the source of compressed air must ensure its supply in the amount of (15-20) m ³ / h for each working atomizer at a pressure of (0.15-0.25) MPa and through a nozzle with a diameter (1.6-2.7) mm. It was found that changing the diameter of the nozzle in one direction or another from the above effective sizes leads to a decrease in the efficiency and quality of the applied GP, as well as to an increase in losses during its spraying.

Для выполнения работ в полевых условиях целесообразно использовать компрессоры типа СО-195 с электрическим приводом, позволяющим работать при подключении к сети с напряжением 220 B или 380 B, и допускающие одновременную работу до 3-х распылителей. В том случае, если использование компрессоров невозможно (например, для гидрофобизации конструкций, расположенных на большой высоте), в качестве источника допускается использовать баллоны со сжатым воздухом или азотом.To carry out work in the field, it is advisable to use compressors of the SO-195 type with an electric drive that allows you to work when connected to a network with a voltage of 220 V or 380 V, and allowing simultaneous operation of up to 3 sprayers. In the event that the use of compressors is not possible (for example, for hydrophobization of structures located at high altitudes), it is allowed to use cylinders with compressed air or nitrogen as a source.

Опыт, полученный при работах по гидрофобизации наружной изоляции действующих подстанций показал, что среднее рабочее время распыления одной приготовленной порции гидрофобизирующей композиции (~0,8 дм³) составляет до 40 мин. Следовательно, при температуре окружающей среды от +25°C и выше необходимо либо уменьшать количество приготавливаемой композиции либо увеличивать долю растворителя в ее составе (см. фиг.3).The experience gained during the work on hydrophobization of the external insulation of existing substations showed that the average working time for spraying one prepared portion of the hydrophobizing composition (~ 0.8 dm ³ ) is up to 40 minutes. Therefore, at an ambient temperature of + 25 ° C and above, it is necessary either to reduce the amount of the prepared composition or to increase the proportion of solvent in its composition (see figure 3).

Для снижения потерь (в том числе от ветра) распыление рекомендуется производить на расстоянии не менее (10-15) см от покрываемой поверхности. Для обеспечения равномерности нанесения (устранения возникновения наплывов и стекания неуспевающей затвереть композиции) скорость перемещения сопла вдоль поверхности при работе должна быть не менее (0,15-0,2) м/с.To reduce losses (including from the wind), spraying is recommended at a distance of at least (10-15) cm from the surface to be coated. To ensure uniformity of application (eliminating the occurrence of sagging and dripping of the composition that does not have time to harden), the speed of the nozzle along the surface during operation should be at least (0.15-0.2) m / s.

Корректировка конструктивных и технологических параметров средств механизированного нанесения гидрофобизирующей композиции в зависимости от характеристик применяемого оборудования и условий окружающей среды позволила расширить возможности по гидрофобизации на действующих энергообъектах, выбирать более рациональные режимы работы и уменьшить потери расходных материалов.Correction of the structural and technological parameters of the mechanized application of the hydrophobizing composition depending on the characteristics of the equipment used and environmental conditions made it possible to expand the hydrophobization capabilities of existing power facilities, choose more rational operating modes and reduce the loss of consumables.

ГП может наноситься на поверхность изоляции пневматическим распылением (механизированный способ), погружением обработанного изделия в состав или щеткой. Для получения необходимой вязкости состава ГП при его нанесении механизированным способом с помощью устройства типа краскопульта предлагается использовать растворитель "Сольвент нефтяной". После нанесения ГП на поверхность электроизоляционной конструкции растворитель испаряется, не оказывая влияния на электрические характеристики завулканизированного ГП.GP can be applied to the insulation surface by pneumatic spraying (mechanized method), immersion of the treated product in the composition or with a brush. To obtain the required viscosity of the composition of the GP when it is applied mechanically using a device such as a spray gun, it is proposed to use the solvent "Solvent oil". After applying the GP to the surface of the insulating structure, the solvent evaporates without affecting the electrical characteristics of the vulcanized GP.

Оптимальное весовое соотношение между компонентами ГП, а именно между КОК и гидратом окиси алюминия, обеспечивающее максимальное увеличение щелочестойкости, при сохранении диэлектрических характеристик ГП соответствующим нормам, принятых для кремнийорганических резин (ТУ У 3.72-00216473-028-2001), составляет 1:(0,05-0,15) от массы компаунда.The optimal weight ratio between the components of GP, namely between COC and hydrate of aluminum oxide, providing the maximum increase in alkali resistance, while maintaining the dielectric characteristics of GP in accordance with the standards adopted for organosilicon rubbers (TU U 3.72-00216473-028-2001), is 1: (0 , 05-0.15) by weight of the compound.

В разработанном техническом решении отверждение КОК осуществляется с помощью катализатора (отвердителя) метилтриацетоксисилана или К-10С при комнатной температуре в присутствии влаги воздуха. Это обусловлено тем, что катализатор К-10С (метилтриацетоксисилан) имеет кислую реакцию, т.к. при соприкосновении с влагой воздуха он быстро гидролизуется с образованием уксусной кислоты. Она же в больших количествах выделяется при отверждении каучука СКТН в результате присоединения атомов водорода гидроксильных групп каучука к кислотным остаткам катализатора. Вулканизация протекает только в присутствии влаги воздуха.In the developed technical solution, the coke is cured using a catalyst (hardener) methyltriacetoxysilane or K-10C at room temperature in the presence of air moisture. This is due to the fact that the K-10C catalyst (methyltriacetoxysilane) has an acid reaction, because in contact with air moisture, it quickly hydrolyzes with the formation of acetic acid. It is released in large quantities during the curing of rubber SKTN as a result of the addition of hydrogen atoms of the hydroxyl groups of rubber to the acid residues of the catalyst. Vulcanization occurs only in the presence of moisture in the air.

Разработанное техническое решение иллюстрируется при помощи фиг.1-3, где: на фиг.1 показано схема для механизированного нанесения на поверхность электроизоляционной конструкции жидкого гидрофобного покрытия; на фиг.2 показан процесс гидрофобизации внешней изоляции ограничителей перенапряжения; на фиг.3 показана жизнестойкость жидкого ГП при температурах окружающей среды +20°C, +25°C, +30°C, +35°C и +40°C в зависимости от количества органического растворителя для КОК.The developed technical solution is illustrated with the help of figures 1-3, where: figure 1 shows a diagram for the mechanized application of a liquid hydrophobic coating to the surface of an insulating structure; figure 2 shows the process of hydrophobization of the external insulation of surge arresters; figure 3 shows the viability of liquid HP at ambient temperatures + 20 ° C, + 25 ° C, + 30 ° C, + 35 ° C and + 40 ° C depending on the amount of organic solvent for COC.

На фиг.1 приняты следующие обозначения: 1 - масловлагоотделитель; 2 - нагнетательный бак с ГП; 3 - редуктор; 4, 5, 6 - резиновые шланги соответствующего диаметра; 7 - пневматический распылитель ГП с соплом (на фиг.1 позиция сопла не указана). Система разводки сжатого воздуха включает в себя резиновые шланги 4, 5, 6 и дроссельную систему регулировки давления и расхода (в виде, например, редуктора 3).In figure 1, the following notation: 1 - oil and water separator; 2 - discharge tank with GP; 3 - gear; 4, 5, 6 - rubber hoses of the corresponding diameter; 7 - pneumatic gun GP with a nozzle (in figure 1, the position of the nozzle is not indicated). The compressed air distribution system includes rubber hoses 4, 5, 6 and a throttle pressure and flow control system (in the form, for example, of a reducer 3).

Разработанное устройство используют следующим образом.The developed device is used as follows.

Перед нанесением гидрофобного покрытия определяют наличие увлажнения загрязнений, существующих на гидрофобизируемой поверхности электроизоляционной конструкции. После этого, при наличии такого увлажнения, производят подсушку гидрофобизируемой поверхности вместе с загрязнениями. А очистку гидрофобизируемой поверхности производят только от нецементирующихся загрязнений, например, аэрогазодинамическим методом путем использования источника сжатого воздуха, обеспечивающего давление не менее 0,4 МПа.Before applying a hydrophobic coating, the presence of moisture in the contaminants existing on the hydrophobized surface of the insulating structure is determined. After that, in the presence of such moistening, the hydrophobizable surface is dried together with the impurities. And the cleaning of the hydrophobized surface is carried out only from non-cementing contaminants, for example, by the aerodynamic method by using a source of compressed air that provides a pressure of at least 0.4 MPa.

Наличие увлажнения существующих на гидрофобизируемой поверхности загрязнений определяют тактильно или визуально, а также путем измерения их электрического сопротивления, например, с помощью мегомметра на 2,5 кВ.The presence of moisture in the contaminants existing on the hydrophobized surface is determined tactilely or visually, as well as by measuring their electrical resistance, for example, using a 2.5 kV megger.

Искомое гидрофобное покрытие готовят на основе силиконового низкомолекулярного каучука, наполнителя и отвердителя. Причем в качестве силиконового низкомолекулярного каучука используют каучук марки СКТН, в качестве наполнителя используют как твердый наполнитель в виде гидрата окиси алюминия и сажи ацетиленовой, так и жидкий наполнитель в виде низкомолекулярной кремнийорганической жидкости 119-215, а в качестве отвердителя гидрофобное используют метилтриацетоксисилан.The desired hydrophobic coating is prepared on the basis of silicone low molecular weight rubber, filler and hardener. Moreover, SKTN rubber is used as silicone low molecular weight rubber, both a solid filler in the form of aluminum oxide hydrate and acetylene carbon black and a liquid filler in the form of a low molecular weight organosilicon fluid 119-215 are used as filler, and methyltriacetoxysilane is used as a hydrophobic hardener.

Приготовление раствора гидрофобного покрытия нужной консистенции осуществляют следующим образом. В КОК перед смешиванием с низкомолекулярной кремнийорганической жидкостью 119-215 дополнительно вводят твердый наполнитель в виде сажи ацетиленовой. После этого в емкость для смешивания (нагнетательный бак с ГП 2) наливают растворитель, после чего добавляют наполнители в виде гидрата окиси алюминия, и полученный раствор перемешивают до образования однородной смеси.Preparation of a hydrophobic coating solution of the desired consistency is as follows. Before mixing with a low molecular weight organosilicon liquid 119-215, a solid filler in the form of acetylene carbon black is additionally introduced into the COC. After that, a solvent is poured into the mixing tank (pressure tank with GP 2), after which fillers are added in the form of alumina hydrate, and the resulting solution is mixed until a homogeneous mixture is formed.

Причем весовое соотношение между КОК и растворителем регулируют в зависимости от температуры окружающей среды (см. фиг.3). При этом искомое весовое соотношение на 100,0 мас.ч. каучука составляет (0,85-1,0) мас.ч. при температуре окружающей среды до 25°C и (1,05-1,4) мас.ч. при температуре окружающей среды свыше 25°C. В то же время нанесение гидрофобного покрытия производят при температуре окружающего воздуха не ниже минус 10°C и отсутствии атмосферных осадков, а также росы.Moreover, the weight ratio between the COC and the solvent is regulated depending on the ambient temperature (see figure 3). In this case, the desired weight ratio is 100.0 parts by weight. rubber is (0.85-1.0) parts by weight at ambient temperature up to 25 ° C and (1.05-1.4) parts by weight at ambient temperature over 25 ° C. At the same time, the hydrophobic coating is applied at an ambient temperature of at least minus 10 ° C and in the absence of precipitation, as well as dew.

В приготовленную в емкости 2 однородную смесь добавляют твердый наполнитель в виде сажи ацетиленовой, после чего полученную жидкую композицию тщательно перемешивают до образования искомой однородной смеси.A solid filler in the form of acetylene carbon black is added to the homogeneous mixture prepared in container 2, after which the resulting liquid composition is thoroughly mixed until the desired homogeneous mixture is formed.

При этом гидрофобное покрытие содержит на 100,0 мас.ч. каучука гидрат окиси алюминия в количестве 5,0-15,0 мас.ч., сажу ацетиленовую в количестве, 0,5-2,5 мас.ч., низкомолекулярную кремнийорганическую жидкость 119-215 в количестве 1,25-2,5 мас.ч., метилтриацетоксисилан в количестве 2,5-6,5 мас.ч.At the same time, the hydrophobic coating contains 100.0 parts by weight of rubber aluminum oxide hydrate in an amount of 5.0-15.0 parts by weight, acetylene black in an amount of 0.5-2.5 parts by weight, low molecular weight organosilicon liquid 119-215 in an amount of 1.25-2.5 parts by weight, methyltriacetoxysilane in an amount of 2.5-6.5 parts by weight

Норму расхода наносимого слоя гидрофобного покрытия определяют из соотношения:The rate of flow of the applied hydrophobic coating layer is determined from the ratio:

m=ρ·S·h·(1+k),m = ρ · S · h · (1 + k),

где m - масса наносимого кремнийорганического компаунда, г,where m is the mass of the applied organosilicon compound, g,

ρ - плотность кремнийорганического компаунда, которая составляет, например, 1,28 г/см²,ρ is the density of the organosilicon compound, which is, for example, 1.28 g / cm ²

S - площадь гидрофобизируемой поверхности электроизоляционной конструкции, см²,S is the area of the hydrophobizable surface of the insulating structure, cm ² ,

h - толщина гидрофобного покрытия, см,h is the thickness of the hydrophobic coating, cm,

k - коэффициент потерь, который принимают равным 0,15-0,2.k is the loss coefficient, which is taken equal to 0.15-0.2.

Потом при помощи устройства (фиг.1) наносят на гидрофобизируемую поверхность один или несколько слоев гидрофобного покрытия. Нанесение слоя гидрофобного покрытия на гидрофобизируемую поверхность электроизоляционной конструкции производят механизированным способом (см. фиг.2) путем распыления с использованием источника сжатого воздуха, обеспечивающего расход не менее 15 м³/ч при давлении сжатого воздуха не менее 0,15 МПа (на фиг.1-3 источник сжатого воздуха не показан).Then, using the device (Fig. 1), one or more layers of a hydrophobic coating are applied to the hydrophobizable surface. A layer of a hydrophobic coating is applied to the hydrophobizable surface of the insulating structure by a mechanized method (see FIG. 2) by spraying using a source of compressed air that provides a flow rate of at least 15 m ³ / h at a pressure of compressed air of at least 0.15 MPa (in FIG. 1-3 a source of compressed air is not shown).

При этом распыление производят при расстоянии от среза сопла распылителя до покрываемой поверхности электроизоляционной конструкции от 100 мм до 600 мм при скорости перемещения сопла диаметром 1,6-2,7 мм вдоль гидрофобизируемой поверхности электроизоляционной конструкции, составляющей не менее 0,15 м/с.In this case, spraying is carried out at a distance from the nozzle nozzle exit to the covered surface of the insulating structure from 100 mm to 600 mm at a nozzle moving speed of 1.6-2.7 mm in diameter along the hydrophobized surface of the insulating structure, at least 0.15 m / s.

Вышеуказанные параметры реализации технического решения способствуют как уменьшению расхода материалов в связи с уменьшением потерь при распылении, так и максимальному увеличению производительности и эффективности нанесения покрытия.The above parameters for the implementation of the technical solution contribute both to a reduction in the consumption of materials in connection with a decrease in losses during spraying, and to a maximum increase in productivity and efficiency of coating.

После нанесения гидрофобного покрытия и его вулканизации осуществляют контроль состояния нанесенного гидрофобного покрытия в период эксплуатации электроизоляционной конструкции путем проведения эксплуатационных наблюдений и контрольных измерений.After applying the hydrophobic coating and its vulcanization, the state of the applied hydrophobic coating is monitored during the operation of the insulating structure by means of operational observations and control measurements.

При эксплуатационных наблюдениях визуально контролируют появление поверхностных частичных разрядов в период неблагоприятных метеоусловий, в качестве которых принимают туман, моросящий дождь, мокрый снег, выпадение росы, а также внешнее состояние гидрофобного покрытия путем выявления наличия на поверхности гидрофобизированной изоляции участков без покрытия, а также выгоревших участков от поверхностных частичных разрядов и перекрытий изоляции.During operational observations, the appearance of surface partial discharges is visually monitored during adverse weather conditions, which include fog, drizzling rain, wet snow, dew, and the external state of the hydrophobic coating by detecting the presence of hydrophobized insulation on the surface of uncoated and burnt areas from surface partial discharges and overlapping insulation.

В свою очередь, контрольные измерения нанесенного гидрофобного покрытия проводят путем замера сопротивления или определения разрядных напряжений изоляционных конструкций с нанесенным гидрофобным покрытием. При замерах сопротивления гидрофобное покрытие увлажняют мелкодисперсной влагой в течение 15 мин до полного насыщения слоя загрязнения. С помощью мегомметра на 2,5 кВ измеряют поверхностное сопротивления слоя загрязнения, которое, например, должно составлять:In turn, control measurements of the applied hydrophobic coating are carried out by measuring the resistance or determining the discharge voltages of the insulating structures with the applied hydrophobic coating. When measuring resistance, the hydrophobic coating is moistened with fine moisture for 15 minutes until the pollution layer is completely saturated. Using a 2.5 kV megger, the surface resistance of the pollution layer is measured, which, for example, should be:

- для изолирующих конструкций до 35 кВ включительно не ниже 0,5 Мом;- for insulating structures up to 35 kV inclusively not lower than 0.5 megohms;

- для изолирующих конструкций 110-330 кВ не менее 1,0 МОм.- for insulating structures 110-330 kV not less than 1.0 megohms.

Определение разрядных напряжений производят при наличии необходимых испытательных средств. Если среднее значение разрядного напряжения гидрофобизированной изоляционной конструкции менее, чем в 2 раза превышает рабочее фазное напряжение, гидрофобное покрытие возобновляют.The determination of discharge stresses is carried out in the presence of the necessary test means. If the average value of the discharge voltage of the hydrophobized insulating structure is less than 2 times the working phase voltage, the hydrophobic coating is resumed.

Таким образом, преимуществом разработанного устройства по сравнению с аналогами и прототипом является повышение эффективности устройства, а также надежности и увеличение срока службы наносимого завулканизированного ГП, что приводит также к повышению влагоразрядных напряжений высоковольтной изоляции в течение всего продолжительного срока ее эксплуатации. Кроме того, данное устройство обеспечивает высокое качество распыления жидкого ГП при низком давлении.Thus, the advantage of the developed device in comparison with analogues and prototype is to increase the efficiency of the device, as well as reliability and increase the service life of the applied vulcanized GP, which also leads to an increase in the moisture discharge voltages of the high-voltage insulation during the entire long term of its operation. In addition, this device provides high quality atomization of liquid GP at low pressure.

Так, например, результаты проведенных испытаний электроизоляционных конструкций, полученных при помощи заявляемого технического решения, на допустимое рабочее напряжение и напряженность электрического поля подтверждают снижение вероятности перекрытия гирлянд изоляторов в результате загрязнения по меньшей мере на 15-20%.So, for example, the results of tests of electrical insulation structures obtained using the proposed technical solution for the permissible operating voltage and electric field strength confirm a decrease in the probability of overlapping insulator strings due to pollution by at least 15-20%.

Все испытанные гидрофобизированные изоляторы выдержали испытания на трекингэрозионную стойкость (при длительности испытаний не менее 500 час и могут эксплуатироваться в районах с высоким уровнем загрязнености атмосферы до 4-й СЗА включительно, величине относительной влажности атмосферы в пределах 20-100%, величине максимально допустимого рабочего напряжения, подаваемого на электроизоляционную конструкцию, в пределах 6-750 кВ.All tested water-repellent insulators passed the tests for tracking erosion resistance (with a test duration of at least 500 hours and can be operated in areas with a high level of atmospheric pollution up to 4th SZA inclusive, the value of the relative humidity of the atmosphere within 20-100%, the maximum permissible operating voltage supplied to the insulating structure, in the range of 6-750 kV.

Кроме того, амплитуды основных токов утечки через гидрофобизированные изоляторы были в 1,5-2 раза меньше, чем через изоляторы без покрытия. В реальных условиях эксплуатации эта величина будет еще больше, так как поверхность кремнийорганических полимерных покрытий загрязняется значительно меньше. Помимо этого, получаемое гидрофобное покрытие указанного состава в вулканизированном состоянии имеет улучшенные (как минимум на 15-20%) эксплуатационные свойства по сравнению по сравнению с известными покрытиями.In addition, the amplitudes of the main leakage currents through hydrophobized insulators were 1.5–2 times smaller than through uncoated insulators. Under real operating conditions, this value will be even greater, since the surface of organosilicon polymer coatings is much less polluted. In addition, the resulting hydrophobic coating of the specified composition in a vulcanized state has improved (at least 15-20%) performance properties compared to known coatings.

Оптимизация процедуры реализации технического решения в зависимости от условий окружающей среды позволяет выбирать рациональные режимы работы электроизоляционных конструкций и уменьшить потери расходных материалов при гидрофобизации их поверхности.Optimization of the implementation of technical solutions depending on environmental conditions allows you to choose rational modes of electrical insulation structures and reduce the loss of consumables during hydrophobization of their surface.

Эффективность применения разработанного устройства в части его использования при нанесении ГП на основе КОК холодного отверждения механизированным методом подтверждается более чем 15-ти летним положительным опытом его применения на подстанциях, расположенных в зонах с интенсивными промышленными загрязнениями.The effectiveness of the application of the developed device in terms of its use in applying HPCs based on KOC cold curing by the mechanized method is confirmed by more than 15 years of positive experience in its use in substations located in areas with intense industrial pollution.

В то же время наиболее оптимальный состав гидрофобного покрытия, а также улучшенные условия очистки и «самоочистки» получаемой гидрофобизируемой поверхности высоковольтной изоляции позволяют при проведении профилактических мероприятий исключить работы по снятию «старого» слоя покрытия перед нанесением «нового» и обеспечивают эффективную эксплуатацию покрытия без проведения дополнительных профилактических мероприятий в течение не менее 10 лет.At the same time, the most optimal composition of the hydrophobic coating, as well as the improved cleaning and “self-cleaning” conditions of the obtained hydrophobizable high-voltage insulation surface, allow preventive measures to be taken to remove the “old” coating layer before applying the “new” coating and to ensure effective operation of the coating without carrying out additional preventive measures for at least 10 years.

Полученные результаты проведенных исследований могут также использоваться при изготовлении наружной полимерной изоляции другого высоковольтного электротехнического оборудования: ограничителей перенапряжений, опорных и проходных изоляторов; трансформаторов тока и напряжения.The obtained research results can also be used in the manufacture of external polymer insulation of other high-voltage electrical equipment: surge arresters, support and bushing insulators; current and voltage transformers.

Claims

1. A device for mechanized application of a liquid hydrophobic coating to the surface of an electrical insulating structure based on one or two pack silicone cold curing compounds obtained on the basis of silicone low molecular weight rubber, a filler, and also a hardener or catalyst containing a container with a hydrophobic coating, a source of compressed air, pneumatic atomizer with nozzle and compressed air distribution system, characterized in that the compressed air source is made with possible the ability to ensure a flow rate of at least 15 m ³ / h at a pressure of at least 0.15 MPa, and the diameter of the nozzle of the pneumatic sprayer is 1.6-2.7 mm.

2. The device according to claim 1, characterized in that, as a source of compressed air, the device comprises a compressor with an electric drive, configured to connect to a network with a voltage of 220 V or 380 V, and also allowing simultaneous operation of up to three nozzles.

3. The device according to claim 2, characterized in that, as a source of compressed air, the device comprises a compressor of type SO-195.

4. The device according to claim 1, characterized in that, as a source of compressed air, the device comprises a cylinder with compressed air or nitrogen.

5. The device according to claim 1, characterized in that, as a pneumatic sprayer, the device comprises a pneumatic sprayer of type СО-19Б, equipped with a metal tank with a volume of not more than 0.9 dm ³ .

6. The device according to claim 1, characterized in that the pneumatic atomizer with a nozzle is configured to automatically or manually move relative to the surface of the hydrophobizable electrical insulating structure.

7. The device according to claim 1, characterized in that the applied liquid hydrophobic coating is molded to ensure viability at a temperature of from 15 ° C to 35 ° C within 15-60 minutes

8. The device according to claim 1, characterized in that the tank with a hydrophobic coating contains an organic solvent and is configured to control the weight ratio between the organosilicon compound and the organic solvent depending on the ambient temperature.