RU2499317C2

RU2499317C2 - Method to apply hydrophobic coating of equal thickness onto electric insulating structure

Info

Publication number: RU2499317C2
Application number: RU2012106170/07A
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Таран
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Инвест-Энерго"
Priority date: 2012-02-21
Filing date: 2012-02-21
Publication date: 2013-11-20
Also published as: RU2012106170A

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: method includes preliminary treatment of an outer surface of an insulator structure with subsequent application of a hydrophobic coating of identical thickness on it. The coating is prepared on the basis of one or two packing organosilicic compound of cold hardening, liquid or paste-like in the initial condition. The compound contains silicon low-molecular rubber, a filler, and also a hardener. The hydrophobic coating is applied on the entire surface of the structure with thickness within 80-800 mcm, depending on conditions of operation of the electric insulating structure. The produced hydrophobic coating in vulcanised condition is characterised by the value of the edge angle of wetting from 60° to 179°, tracking erosion resistance of at least 500 hours at working voltages of 6-750 kV, and also the value of arc resistance of at least 100 mA with duration of effect of at least 600 s.

EFFECT: provision of high values of discharge voltages during operation of an electric insulating structure under conditions of dirt of various extent and moisture.

8 cl, 18 dwg

Description

Изобретение относится к высоковольтной технике, а именно к способам нанесения гидрофобного покрытия на электроизоляционную конструкцию, и может быть использовано для усиления поверхностной электрической прочности внешней изоляции, работающей в условиях загрязнения.The invention relates to high-voltage technology, and in particular to methods of applying a hydrophobic coating to an electrical insulating structure, and can be used to enhance the surface electrical strength of the external insulation operating in pollution conditions.

Известен способ нанесения равнотолщинного гидрофобного покрытия на электроизоляционную конструкцию, выбранный в качестве аналога, путем нанесения на ее поверхность гидрофобных покрытий в виде кремнийорганических паст [Ким Ен Дар, П.Е. Пономарев. Опыт эксплуатации кремнийорганического покрытия холодного отверждения на подстанциях энергосистем Украины // Электрические сети и системы. - 2006. - №3. - С.32-35]. При этом исследования и опытная эксплуатация установили, что оптимальная толщина покрытий в виде паст и вазелинов на поверхности изолятора должна быть 0,5-1,0 мм, а в некоторых случаях 3,0-5,0 мм [Мерхалев С.Д., Соломоник Е.А. Влияние конфигурации изоляторов на выбор длины гирлянды ВЛ // Электрические станции. - 1968. - №7. - С.89-93], что свидетельствует об отсутствии оптимальной толщины (диапазона толщин) этого покрытия в зависимости от эксплуатационных факторов высоковольтной изоляции.A known method of applying an equal thickness hydrophobic coating to an electrical insulating structure, selected as an analogue, by applying hydrophobic coatings in the form of organosilicon pastes on its surface [Kim Yen Dar, P.E. Ponomarev. The operating experience of the silicone coating of cold curing at substations of energy systems of Ukraine // Electric networks and systems. - 2006. - No. 3. - S. 32-35]. At the same time, research and trial operation have established that the optimal coating thickness in the form of pastes and petroleum jelly on the surface of the insulator should be 0.5-1.0 mm, and in some cases 3.0-5.0 mm [Merkhalev SD, Solomonik E.A. The influence of the configuration of insulators on the choice of the length of the VL string // Electric stations. - 1968. - No. 7. - S.89-93], which indicates the absence of an optimal thickness (thickness range) of this coating depending on the operational factors of high-voltage insulation.

Недостатком способа-аналога из-за использования гидрофобных паст при его осуществлении является то, что в процессе эксплуатации гидрофобный пастообразный слой насыщается загрязняющими веществами и утрачивает гидрофобные свойства, следствием чего являются низкие значения выдерживаемых рабочих напряжений, а также необходимость периодической замены электроизоляционной конструкции.The disadvantage of the analogue method due to the use of hydrophobic pastes during its implementation is that during operation the hydrophobic pasty layer is saturated with contaminants and loses its hydrophobic properties, which results in low values of withstand operating voltages, as well as the need for periodic replacement of the insulating structure.

Как наиболее близкий аналог (прототип) выбран способ нанесения гидрофобного покрытия на электроизоляционную конструкцию путем предварительной очистки ее наружной поверхности от существующих загрязнений с последующим нанесением на эту поверхность равнотолщинного гидрофобного покрытия в виде кремнийорганических эластомеров, которые образуют на поверхности изолятора твердую защитную пленку [Ravi S.G. RTV Silicone Rubber Coatings for Ceramic Insulators: Present Knowledge and Future Requirements // 2001 World Insulator Congress, Shanghai, China, November 18-21 - Shanghai. - 2001. - P.361-368].As the closest analogue (prototype), the method of applying a hydrophobic coating to an electrical insulating structure was selected by pre-cleaning its external surface from existing contaminants and then applying an equally thick hydrophobic coating in the form of organosilicon elastomers that form a solid protective film on the surface of the insulator [Ravi S.G. RTV Silicone Rubber Coatings for Ceramic Insulators: Present Knowledge and Future Requirements // 2001 World Insulator Congress, Shanghai, China, November 18-21 - Shanghai. - 2001. - P.361-368].

Недостатком способа наиболее близкого аналога является отсутствие априорного детерминирования эффективных значений равновеликих толщин наносимого гидрофобного кремнийорганического покрытия, находящегося в жидком исходном состоянии, на поверхность электроизоляционной конструкции из-за неучета полного спектра эксплуатационных факторов высоковольтной изоляции, а также типа и состояния загрязнений на ее поверхности, следствием чего являются невозможность достижения при конкурентных толщинах максимально возможных значений выдерживаемых рабочих напряжений, а также необходимость периодической замены электроизоляционной конструкции.The disadvantage of the method of the closest analogue is the lack of a priori determination of the effective values of equal thicknesses of the applied hydrophobic silicone coating, which is in the liquid initial state, on the surface of the insulating structure due to the neglect of the full range of operational factors of high-voltage insulation, as well as the type and state of contamination on its surface, which which are the impossibility of achieving, with competitive thicknesses, the maximum possible values of Vai operating voltages as well as the need for periodic replacement of the insulating structure.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности способа путем априорного детерминирования эффективных значений равновеликих толщин наносимого гидрофобного кремнийорганического покрытия, находящегося в жидком или пастообразном исходном состоянии, на поверхность электроизоляционной конструкции, в зависимости от распределения напряженности электрического поля вдоль ее поверхности, а также от гидрофобных и электроизоляционных свойств применяемого гидрофобного кремнийорганического покрытия в его вулканизированном состоянии, что будет способствовать обеспечению высоких значений разрядных напряжений при работе электроизоляционной конструкции в условиях загрязнения различной степени и увлажнения.An object of the invention is to increase the efficiency of the method by a priori determining the effective values of equal thicknesses of the applied hydrophobic silicone coating in a liquid or paste-like initial state on the surface of the insulating structure, depending on the distribution of electric field strength along its surface, as well as on hydrophobic and electrical insulating properties applied hydrophobic silicone coating in its vulcanized state, which will contribute to ensuring high values of discharge voltages during operation of the insulating structure in conditions of pollution of varying degrees and moisture.

Поставленная техническая задача решается тем, что в способе нанесения равнотолщинного гидрофобного покрытия на электроизоляционную конструкцию, который заключается в очистке ее наружной поверхности от существующих загрязнений с последующим нанесением на очищенную наружную поверхность гидрофобного покрытия одинаковой толщины, например, на основе одно- или двухупаковочного кремнийорганического компаунда холодного отверждения, жидкого или пастообразного в исходном состоянии, содержащего силиконовый низкомолекулярный каучук, наполнитель, а также отвердитель, новым является то, что гидрофобное покрытие наносят по всей поверхности электроизоляционной конструкции с толщиной в пределах 80-800 мкм, определяемой в зависимости от условий эксплуатации электроизоляционной конструкции, при этом используют гидрофобное покрытие, которое в вулканизированном состоянии характеризуется величиной краевого угла смачивания в пределах от 60° до 179°, трекингоэрозионной стойкостью при длительности испытаний, составляющей не менее 500 час при рабочих напряжениях 6-750 кВ, а также величиной дугостойкости, характеризующейся значением тока дуги не менее 100 мА при длительности воздействия не менее 600 с.The stated technical problem is solved in that in the method of applying an equally thick hydrophobic coating to an electrical insulating structure, which consists in cleaning its outer surface from existing contaminants, followed by applying a uniform thickness of a hydrophobic coating to a cleaned outer surface, for example, based on one or two-pack organosilicon compound of cold curing, liquid or pasty in the initial state, containing silicone low molecular weight rubber, floor a carrier, as well as a hardener, it is new that a hydrophobic coating is applied over the entire surface of the insulating structure with a thickness in the range of 80-800 μm, determined depending on the operating conditions of the insulating structure, using a hydrophobic coating, which in the vulcanized state is characterized by the value of the edge wetting angle in the range from 60 ° to 179 °, tracking erosion resistance with a test duration of at least 500 hours at operating voltages of 6-750 kV, as well as arc resistance, characterized by the arc current value is not less than 100 mA with a duration of exposure of at least 600 s.

В качестве условий эксплуатации электроизоляционной конструкции выбирают величину максимально допустимого рабочего напряжения, подаваемого на электроизоляционную конструкцию, значение максимальной напряженности электрического поля, а также степень загрязнения атмосферы и величину ее относительной влажности.As the operating conditions of the electrical insulating structure, the maximum permissible operating voltage supplied to the electrical insulating structure, the value of the maximum electric field strength, as well as the degree of atmospheric pollution and its relative humidity are selected.

Толщину наносимого на электроизоляционную конструкцию гидрофобного слоя увеличивают пропорционально степени загрязнения атмосферы, преимущественно от второй до четвертой степени, величине ее относительной влажности, находящейся в пределах 20-100%, величине максимально допустимого рабочего напряжения, подаваемого на электроизоляционную конструкцию, которое находится в пределах 6-750 кВ, а также определяемому экспериментально значению максимальной напряженности электрического поля у основания металлической арматуры.The thickness of the hydrophobic layer applied to the insulating structure is increased in proportion to the degree of atmospheric pollution, mainly from the second to the fourth degree, its relative humidity in the range of 20-100%, the maximum allowable working voltage supplied to the insulating structure, which is in the range of 6- 750 kV, as well as the experimentally determined value of the maximum electric field strength at the base of the metal reinforcement.

Используют кремнийорганический компаунд на основе силиконового низкомолекулярного каучука марки СКТН, наполнителя и отвердителя, причем 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 используют метилтриацетоксисилан, при этом используют кремнийорганический компаунд, который на 100,0 мас.ч. каучука содержит 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.An organosilicon compound is used on the basis of SKTN silicone low molecular weight rubber, a filler and a hardener, both a solid filler in the form of alumina hydrate and acetylene carbon black and a liquid filler in the form of a low molecular weight organosilicon fluid 119-215 are used as a filler, and use as a hardener methyltriacetoxysilane, using an organosilicon compound, which is 100.0 parts by weight rubber contains 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

Перед очисткой гидрофобизируемой поверхности электроизоляционной конструкции от загрязнений определяют наличие их увлажнения, при наличии которого производят подсушку гидрофобизируемой поверхности вместе с загрязнениями, затем производят очистку сухой гидрофобизируемой поверхности только от нецементирующихся загрязнений путем использования источника сжатого воздуха, обеспечивающего давление не менее 0,4 МПа, после чего наносят на нее один или несколько слоев гидрофобного покрытия.Before cleaning the hydrophobizable surface of the electrical insulating structure from contaminants, the presence of their moisture is determined, in the presence of which the hydrophobizable surface is dried together with the contaminants, then the dry hydrophobizable surface is cleaned only of non-cementing contaminants by using a compressed air source providing a pressure of at least 0.4 MPa, after which is applied to it one or more layers of a hydrophobic coating.

Наличие увлажнения существующих на гидрофобизируемой поверхности загрязнений определяют тактильно или визуально, а также путем измерения их электрического сопротивления.The presence of moisture existing on the hydrophobized surface of the contaminants is determined tactile or visually, as well as by measuring their electrical resistance.

Производят ручное нанесение слоя гидрофобного покрытия на гидрофобизируемую поверхность электроизоляционной конструкции.A layer of hydrophobic coating is applied manually on the hydrophobizable surface of the electrical insulating structure.

Производят механизированное нанесение слоя гидрофобного покрытия на гидрофобизируемую поверхность электроизоляционной конструкции путем распыления с использованием источника сжатого воздуха, обеспечивающего расход не менее 15 м³/ч при давлении не менее 0,15 МПа, при этом распыление производят при расстоянии от среза сопла распылителя до покрываемой поверхности 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.A layer of hydrophobic coating is mechanized on the hydrophobizable surface of the insulating structure by spraying using a compressed air source providing a flow rate of at least 15 m ³ / h at a pressure of at least 0.15 MPa, while spraying is performed at a distance from the nozzle nozzle exit to the surface to be coated 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 electrical insulating structure of at least 0.15 m / s.

Вышеперечисленные признаки составляют сущность изобретения.The above features constitute the essence of the invention.

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

Согласно заявляемому техническому решению, толщину наносимого гидрофобного покрытия выбирают детерминированно в зависимости от условий эксплуатации электроизоляционной конструкции, в качестве которых выбирают прежде всего величину максимально допустимого рабочего напряжения, подаваемого на электроизоляционную конструкцию, значение максимальной напряженности электрического поля на участке металлической арматуры, а также степень загрязнения атмосферы (СЗА) и величину ее относительной влажности. Поэтому на рассмотрении каждого из этих факторов следует остановиться отдельно.According to the claimed technical solution, the thickness of the hydrophobic coating to be applied is determined determinately depending on the operating conditions of the insulating structure, which are primarily selected as the maximum allowable working voltage supplied to the insulating structure, the value of the maximum electric field strength in the area of the metal reinforcement, as well as the degree of contamination atmosphere (SZA) and the value of its relative humidity. Therefore, each of these factors should be considered separately.

СЗА - характеристика атмосферы, отражающая ее влияние на работу изоляции электроустановок. СЗА для выбора изоляции, как правило, следует определять по картам уровней изоляции, утвержденным в установленном порядке [Инструкция по эксплуатации изоляции электроустановок в районах с загрязненной атмосферой РД 34.51.503-93. Утверждена Департаментом науки и техники РАО "ЕЭС России" 27.09.93. Срок действия установлен с 01.04.94 г.]. При отсутствии карт уровней изоляции, СЗА определяется по характеристикам источников загрязнения в зависимости от расстояния от них до электроустановки.SZA is a characteristic of the atmosphere, reflecting its effect on the operation of insulation of electrical installations. SZA for choosing insulation, as a rule, should be determined by maps of insulation levels approved in the prescribed manner [Instructions for the insulation of electrical installations in areas with a polluted atmosphere RD 34.51.503-93. Approved by the Department of Science and Technology of RAO "UES of Russia" on September 27, 93. The validity period is set from 04/01/94]. In the absence of maps of insulation levels, SZA is determined by the characteristics of pollution sources, depending on the distance from them to the electrical installation.

При этом на территории конкретной энергосистемы должны быть выявлены зоны с повышенной СЗА (III СЗА и выше). С этой целью предварительно должны быть выделены районы со слабой степенью загрязнения (I и II СЗА). Так, например, к районам с I СЗА следует относить леса, тундру, лесотундру, болота, луга и высокогорные районы с недефлирующими незасоленными почвами, не попадающие в зону влияния промышленных и природных источников загрязнения. К районам со II СЗА следует относить непромышленные зоны городов, районы со слабозасоленными почвами; сельскохозяйственные районы, в которых применяются химические удобрения и химическая обработка посевов, не попадающие в зону влияния промышленных и природных источников загрязнений.At the same time, zones with increased SZA (III SZA and higher) should be identified on the territory of a particular energy system. For this purpose, areas with a low degree of pollution (I and II SZA) should be preliminarily identified. So, for example, the areas with I NWA should include forests, tundra, forest-tundra, swamps, meadows, and alpine areas with non-deflating non-saline soils that do not fall into the zone of influence of industrial and natural sources of pollution. Non-industrial zones of cities, areas with slightly saline soils should be classified as areas with II NWA; agricultural areas where chemical fertilizers and chemical treatment of crops are applied that do not fall into the zone of influence of industrial and natural sources of pollution.

При различных состояниях окружающей среды образуются слои загрязнений разной интенсивности, которые подразделяются на классы и характеризуются, в частности, удельной длиной пути утечки в расчете на напряжение, равное 1 кВ:Under various environmental conditions, layers of pollution of different intensities are formed, which are divided into classes and are characterized, in particular, by the specific creepage distance per voltage equal to 1 kV:

- при легком загрязнении (класс СЗА I) удельная длина пути утечки составляет 16 мм/кВ;- in case of light pollution (class SZA I), the specific creepage distance is 16 mm / kV;

- при среднем (класс СЗА II) этот показатель равен 20 мм/кВ;- with an average (SZA class II), this indicator is 20 mm / kV;

- при сильном (класс СЗА III) - 25 мм/кВ;- at strong (SZA III class) - 25 mm / kV;

- при очень сильном (класс СЗА IV) - 31 мм/кВ.- at very strong (SZA IV class) - 31 mm / kV.

В зонах с V-VII СЗА цементных и сланцеперерабатывающих предприятий, электрических станций на сланцах, предприятий черной металлургии, предприятий по производству калийных удобрений, химических производств, выпускающих фосфаты, алюминиевых заводов при наличии цехов производства электродов (цехов анодной массы) при замене следует устанавливать изоляторы из фарфора и малощелочного стекла, или полимерные изоляторы специального исполнения с оболочкой из кремнийорганической резины.In areas with V-VII NWA of cement and shale processing enterprises, power plants on shale, ferrous metallurgy enterprises, enterprises for the production of potash fertilizers, chemical plants producing phosphates, aluminum plants, if there are electrode workshops (anode mass shops), insulators should be installed when replacing made of porcelain and low-alkali glass, or polymer insulators of a special design with a shell of silicone rubber.

Гидрофобные покрытия, как правило, целесообразно применять в зонах с 2-4-й СЗА и выше при цементирующихся загрязнениях, а также в зоне уносов химических производств с большим содержанием в выбросах легкорастворимых веществ, приводящих к существенному повышению проводимости естественных осадков.Hydrophobic coatings, as a rule, it is advisable to apply in areas with 2-4th SZA and above for cementing contaminants, as well as in the zone of ablation of chemical industries with a high content of readily soluble emissions, leading to a significant increase in the conductivity of natural precipitation.

Как известно, электроизоляционные конструкции подвергаются влиянию атмосферных осадков и промышленных загрязнений. На всех этапах развития техники передачи электроэнергии по воздушным высоковольтным линиям важным фактором, препятствующим обеспечению устойчивого питания потребителя, были и остаются перекрытия изоляторов. Они происходят в результате образования на их поверхности путей утечки с электролитической проводимостью. Последняя возникает в результате осаждения на электроизоляционных конструкциях загрязнений и влаги, присутствующих в воздухе.As you know, electrical insulating structures are affected by precipitation and industrial pollution. At all stages of the development of the technology of electric power transmission via high-voltage overhead lines, overlapping insulators were and remain an important factor that impedes the sustainable supply of consumers. They occur as a result of the formation of leakage paths with electrolytic conductivity on their surface. The latter arises as a result of deposition on the insulating structures of contaminants and moisture present in the air.

Даже небольшое загрязнение значительно снижает электрическую прочность изоляции. Значительное количество аварий (около 13%) на воздушных линиях электропередачи происходит при перекрытии линейных изоляторов в результате их загрязнения. Поэтому борьба с загрязнениями изоляции и обеспечение ее надежной работы в условиях интенсивного загрязнения естественными и промышленными уносами приобретает особую актуальность.Even slight pollution significantly reduces the dielectric strength. A significant number of accidents (about 13%) on overhead power lines occur when the line insulators are blocked as a result of their pollution. Therefore, the fight against pollution of insulation and ensuring its reliable operation in conditions of intense pollution by natural and industrial entrainments is of particular relevance.

При различных состояниях окружающей среды 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, layers of pollution of different intensities are formed. 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.

Помимо этого, некоторые виды загрязнений, осаждающихся на поверхности изоляции, могут вступать в химические реакции с изоляционным материалом. В частности, для стекла наиболее опасными являются вещества, образующие при увлажнении щелочные растворы. Не меньшую опасность могут представлять и "мокрые" проводящие загрязнения. Так, например, в приморских районах повышенная засоленность атмосферы способствует снижению разрядных характеристик линейной и подстанционной изоляции. Кроме того, растворы NaCl являются коррозионоопасными для арматуры, в частности, для чугуна и углеродистой стали. Поэтому коррозия арматуры происходит гораздо интенсивнее и срок службы изоляторов может составлять всего от 2 лет до 6 лет.In addition, some types of contaminants deposited on the insulation surface may enter into chemical reactions with the insulating material. In particular, the most dangerous substances for glass are substances that form alkaline solutions when wet. No less dangerous can be "wet" conductive pollution. So, for example, in coastal areas, increased atmospheric salinity contributes to a decrease in the discharge characteristics of linear and substation insulation. In addition, NaCl solutions are corrosive to fittings, in particular for cast iron and carbon steel. Therefore, the corrosion of the fittings is much more intense and the service life of insulators can be from only 2 years to 6 years.

Следовательно, для повышения надежности высоковольтной изоляции в загрязненных районах является актуальной задача усиления наружной электрической прочности изоляции для обеспечения высоких разрядных напряжений в неблагоприятных условиях.Therefore, to increase the reliability of high-voltage insulation in contaminated areas, it is urgent to strengthen the external electrical strength of the insulation to ensure high discharge voltages in adverse conditions.

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. Профилактические мероприятия, применяемые в настоящее время в энергосистемах стран СНГ (чистка и обмыв изоляции, нанесение гидрофобных паст и вазелинов), выполняются вручную на отключенном оборудовании, и в большинстве случаев для районов с V-VII СЗА не реже 1-2 раза в год.Preventing the conditions for the occurrence of surface discharges by enhancing insulation by completely or partially replacing the 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. Preventive measures currently used in the power systems of the CIS countries (cleaning and washing insulation, applying hydrophobic pastes and petroleum jelly) are carried out manually on disconnected equipment, and in most cases for areas with V-VII SZA at least 1-2 times a year.

Кроме того, сейчас разрабатываются новые технические решения, например, для фарфоровых изоляторов, которые покрывают гидрофобным слоем, вследствие чего они могут работать в зонах с высоким уровнем загрязнений и имеют более простую в изготовлении форму.In addition, new technical solutions are being developed, for example, for porcelain insulators, which are coated with a hydrophobic layer, as a result of which they can work in areas with a high level of pollution and have a simpler form to manufacture.

В свою очередь, наносимые гидрофобные покрытия можно разделить на три группы: пластичные вязкие покрытия (например, кремнийорганические пасты КВ-3, КПД и вазелины), жидкие покрытия (трансформаторное, турбинное масло и др.), а также покрытия в виде твердых пленок.In turn, the applied hydrophobic coatings can be divided into three groups: plastic viscous coatings (for example, KV-3 silicone pastes, efficiency and petroleum jelly), liquid coatings (transformer, turbine oil, etc.), as well as coatings in the form of solid films.

Первая группа нашла довольно широкое применение при гидрофобизации подстанционной изоляции. Помимо водоотталкивающих свойств, покрытия этой группы обладают способностью обволакивать осевшие на изоляционной поверхности твердые частицы, отделять их друг от друга непроводящей и неувлажняемой пленкой и восстанавливать гидрофобные свойства поверхности.The first group has found quite widespread use in the hydrophobization of substation insulation. In addition to water-repellent properties, coatings of this group have the ability to envelop solid particles deposited on the insulating surface, to separate them from each other by a non-conductive and non-moistened film, and to restore hydrophobic properties of the surface.

Однако с течением времени оседающие частицы погружаются в пасту и насыщают ее. Подвергаясь атмосферным и химическим воздействиям, паста может окислится, в результате чего происходит потеря ее гидрофобных свойств. Эти процессы ведут к затвердению покрытия, росту поверхностной проводимости, появлению поверхностных разрядов (ПР), и в результате - к повреждению изоляции (появлению трещин и разрушению ребер) [Неруш Л.С. Опыт эксплуатации изоляции оборудования подстанций в зоне загрязнения промышленными уносами // Энергетика и электрификация. - 1989. - №3. - С.37-38].However, over time, the settling particles are immersed in the paste and saturate it. Subjected to atmospheric and chemical influences, the paste may oxidize, resulting in a loss of its hydrophobic properties. These processes lead to hardening of the coating, an increase in surface conductivity, the appearance of surface discharges (PR), and as a result, damage to the insulation (the appearance of cracks and destruction of ribs) [Nerush L.S. The experience of operation of insulation of substation equipment in the industrial pollution zone // Energy and Electrification. - 1989. - No. 3. - S. 37-38].

Некоторые типы кремнийорганических вазелиновых покрытий при нагревании становятся текучими, что ограничивает возможность их применения в районах с повышенной температурой и на конструкциях, подверженных нагреву в процессе работы. Также применение паст и вазелинов неодинаково эффективно для различных условий загрязнения. Так, покрытие кремнийорганическим вазелином KB оказалось эффективным в условиях загрязнений цементных заводов и неэффективным в зоне уносов алюминиевых заводов [Андриевский В.Н., Голованов А.Т., Зеличенко А.С. Эксплуатация воздушных линий электропередачи. - М., Энергия, 1976. - 616 с.].Some types of organosilicon petroleum jelly coatings become fluid when heated, which limits the possibility of their use in areas with elevated temperatures and on structures that are exposed to heat during operation. Also, the use of pastes and petroleum jelly is not equally effective for various pollution conditions. So, the coating with organosilicon petroleum jelly KB turned out to be effective in the conditions of pollution of cement plants and ineffective in the zone of ablation of aluminum plants [Andrievsky VN, Golovanov AT, Zelichenko AS Operation of overhead power lines. - M., Energy, 1976. - 616 p.].

Исследования и опытная эксплуатация установили, что оптимальная толщина покрытий в виде паст и вазелинов на поверхности изолятора должна быть 0,5-1,0 мм, а в некоторых случаях 3,0-5,0 мм [Мерхалев С.Д., Соломоник Е.А. Влияние конфигурации изоляторов на выбор длины гирлянды ВЛ // Электрические станции. - 1968. - №7. - С.89-93]. В то же время согласно Инструкции по эксплуатации изоляции электроустановок в районах с загрязненной атмосферой РД 34.51.503-93, рекомендуется наносить пасты слоем толщиной (0,7-1,0) мм в условиях цементирующихся, а также интенсивных не цементирующихся загрязнений, и толщиной (0,2-0,3) мм при малом количестве выпадающих твердых загрязнений.Research and trial operation have established that the optimum thickness of the coatings in the form of pastes and petroleum jelly on the surface of the insulator should be 0.5-1.0 mm, and in some cases 3.0-5.0 mm [Merkhalev SD, Solomonik E .BUT. The influence of the configuration of insulators on the choice of the length of the VL string // Electric stations. - 1968. - No. 7. - S. 89-93]. At the same time, according to the Operating Instructions for Insulating Electrical Installations in Areas with a Polluted Atmosphere RD 34.51.503-93, it is recommended to apply pastes with a layer (0.7-1.0) mm thick under conditions of cementing as well as intense non-cementing contaminants and thickness (0.2-0.3) mm with a small amount of precipitating solid pollution.

При этом срок замены пастообразных покрытий зависит от условий эксплуатации, типа и толщины покрытия. Он определяется не только потерей гидрофобных свойств, но и возможностью легкого удаления покрытия с поверхности, и при интенсивных загрязнениях для большинства применяемых паст и вазелинов составляет максимум около 1 года.At the same time, the replacement period for pasty coatings depends on the operating conditions, type and thickness of the coating. It is determined not only by the loss of hydrophobic properties, but also by the ability to easily remove the coating from the surface, and with intensive pollution for most pastes and petroleum jelly used it is a maximum of about 1 year.

Трудности применения паст для гидрофобизации связаны с тем, что основной способ их нанесения - ручной, а это требует больших трудозатрат и отключения высоковольтного оборудования на длительное время. Периодическое удаление паст, потерявших или снизивших свои свойства, тоже пока производится вручную с помощью ветоши, а в случае образования плотных слоев загрязнения требуется дополнительное использование как правило токсичных растворителей.Difficulties in the use of pastes for hydrophobization are connected with the fact that the main method of applying them is manual, which requires a lot of labor and disabling high-voltage equipment for a long time. Periodic removal of pastes that have lost or reduced their properties is also still done manually using rags, and in the case of the formation of dense layers of pollution, additional use of usually toxic solvents is required.

В отдельных случаях при прочной корке загрязнения протирка изоляторов становится настолько трудоемкой работой, что приходится идти на замену изоляторов новыми изоляторами, а очистку производить в условиях мастерской.In some cases, with a solid crust of contamination, wiping the insulators becomes so time-consuming that you have to replace the insulators with new insulators, and clean them in the workshop.

С целью снижения трудозатрат и повышения равномерности нанесения кремнийорганических паст были разработаны техпроцессы механизированного распыления [Агафонов В.М., Панасюк Д.И. Опыт эксплуатации изоляции в условиях загрязненной атмосферы // Энергетик. - 1986. - №7. - С.22-23]. Их существенным недостатком является использование распылителей специальной конструкции и увеличение расхода материалов в связи с потерями при распылении.In order to reduce labor costs and increase the uniformity of the application of organosilicon pastes, mechanized spraying technological processes have been developed [Agafonov V.M., Panasyuk D.I. Experience in operating insulation in a polluted atmosphere // Energetik. - 1986. - No. 7. - S.22-23]. Their significant drawback is the use of sprayers of a special design and an increase in the consumption of materials in connection with losses during spraying.

Применение в качестве гидрофобизаторов жидкостей позволяет механизировать процесс нанесения покрытий и проводить гидрофобизацию изоляции в местах, труднодоступных для ручного нанесения. Но из-за малой вязкости эти жидкости плохо удерживаются на поверхности изоляторов, сравнительно легко сдуваются ветром и смываются водой. Кроме того, срок их действия сильно сокращается вследствие испаряемости, особенно в жаркие летние месяцы.The use of liquids as water repellents makes it possible to mechanize the coating process and carry out hydrophobization of insulation in places difficult to access for manual application. But due to the low viscosity, these liquids do not hold well on the surface of insulators, are relatively easily blown away by the wind, and washed off with water. In addition, their duration is greatly reduced due to evaporation, especially in the hot summer months.

Гидрофобизация жидкостями наиболее эффективна для наружной изоляции в районах с мокрыми загрязнениями и с невысокой интенсивностью выпадающих твердых загрязнений, а также для изоляции внутри ячеек комплектных распределительных устройств наружной установки (КРУН), которая подвержена запотеванию при резкой смене температуры окружающей среды.Hydrophobization by liquids is most effective for external insulation in areas with wet contamination and with low intensity of precipitating solid contaminants, as well as for insulation inside the cells of outdoor switchgear switchgear (KRUN), which is prone to fogging when a sharp change in ambient temperature.

Дальнейшим развитием этого направления явилось использование кремнийорганических жидкостей. Они обладают более высокими гидрофобизирующими и эксплуатационными свойствами, чем минеральные масла. Было установлено, что такие жидкости, как правило, можно наносить на загрязненные изоляторы без предварительной очистки с помощью стандартных опрыскивателей и распылителей.A further development in this direction was the use of organosilicon liquids. They have higher hydrophobizing and performance properties than mineral oils. It was found that such fluids can usually be applied to contaminated insulators without prior cleaning using standard sprayers and sprayers.

Поэтому, начиная с 70-х годов прошлого столетия, имеет место тенденция к все более широкому применению именно кремнийорганических компаундов. Особенности их строения обуславливают несомненные перспективы в разработке на их основе новых гидрофобных покрытий, а также электроизоляционных конструкций.Therefore, starting from the 70s of the last century, there is a tendency towards an ever wider use of organosilicon compounds. The features of their structure determine the undoubted prospects in the development on their basis of new hydrophobic coatings, as well as electrical insulating structures.

В свою очередь, покрытия третьей группы в виде твердых пленок могут эксплуатироваться длительный период времени, но большинство из них не получили широкого внедрения либо из-за высокой стоимости, или сложности и многокомпонентности состава, либо требования наличия повышенных температур и дополнительных факторов для полимеризации.In turn, coatings of the third group in the form of solid films can be used for a long period of time, but most of them have not been widely introduced either because of the high cost, or the complexity and multicomponent composition, or the requirement for the presence of elevated temperatures and additional factors for polymerization.

Было установлено, что кремнийорганические покрытия 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 способов нанесения покрытия, а также отсутствие выбора эффективных значений (разновеликих или равновеликих) толщин наносимого гидрофобного кремнийорганического покрытия электроизоляционных конструкций в зависимости от величин и характера распределения выдерживаемых ими импульсных напряжений вдоль их поверхностей, а также других факторов. Это, в свою очередь, не обеспечивает максимально высоких значений разрядных напряжений при работе таких электроизоляционных конструкций в условиях загрязнения различной степени и увлажнения.It was found that organosilicon coatings are most suitable for use in areas where atmospheric pollution has predominantly gaseous and fog-like components. At the same time, the main technical problem is the lack of effective methods of coating, as well as the lack of choice of effective values (of equal or equal size) of the thickness of the applied hydrophobic silicone coating of electrical insulation structures, depending on the values and nature of the distribution of the impulse withstand stresses along their surfaces, as well as other factors. This, in turn, does not provide the highest possible values of discharge voltages during the operation of such electrical insulating structures in conditions of various degrees of pollution and wetting.

Поэтому тип и толщина наносимого гидрофобного покрытия, как правило, должны определяться на основании опытной эксплуатации покрытий и(или) результатов исследований в конкретных условиях эксплуатации.Therefore, the type and thickness of the applied hydrophobic coating, as a rule, should be determined on the basis of trial operation of coatings and (or) the results of studies in specific operating conditions.

Как известно, в исходном состоянии (до начала эксплуатации) поверхность изолятора покрыта непроводящим инородным слоем, через который протекает чрезвычайно малый емкостной ток утечки (доли миллиампера). В результате увлажнения (роса, туман, слабый дождь, таяние снега) слой загрязнения увлажняется и становится проводящим, т.е. увлажнение слоя загрязнения приводит к резкому уменьшению его сопротивления. В результате ток утечки резко возрастает, достигая величины в десятки и даже сотни миллиампер (в то же время сильный ливневый дождь, по современным представлениям, считается фактором положительным, т.к. способствует вымыванию проводящих растворимых веществ из слоя загрязнения и смыванию самого слоя с поверхности изолятора).As is known, in the initial state (before operation) the surface of the insulator is covered with a non-conductive foreign layer through which an extremely small capacitive leakage current (fractions of a milliampere) flows. As a result of wetting (dew, fog, light rain, melting snow), the pollution layer becomes wet and becomes conductive, i.e. moistening the pollution layer leads to a sharp decrease in its resistance. As a result, the leakage current increases sharply, reaching tens or even hundreds of milliamps (at the same time, heavy rain, according to modern concepts, is considered a positive factor, because it helps to wash conductive soluble substances from the pollution layer and wash off the layer from the surface isolator).

При протекании тока утечки на поверхности изолятора рассеивается энергия, мощность которой даже при равномерном загрязнении распределена неравномерно. Протекание столь большого тока утечки приводит к нагреванию слоя загрязнения в результате выделяющегося джоулева тепла. Причем нагрев поверхности изолятора носит неравномерный характер и зависит от диаметра участков поверхности, а также величины локального сопротивления слоя загрязнения.When a leakage current flows on the surface of the insulator, energy is dissipated whose power, even with uniform pollution, is distributed unevenly. The passage of such a large leakage current leads to heating of the pollution layer as a result of the generated Joule heat. Moreover, the heating of the surface of the insulator is uneven and depends on the diameter of the surface, as well as the local resistance of the pollution layer.

Выделяемая энергия приводит к повышению температуры увлажненного слоя и испарению влаги. Когда скорость испарения на наиболее нагретом участке становится выше скорости поступления влаги, поверхность высыхает, и его сопротивление резко увеличивается. Вследствие этого практически все напряжение оказывается приложенным к этому небольшому наиболее нагретому участку поверхности, в результате чего происходит его перекрытие с образованием частичной дуги.The energy released leads to an increase in the temperature of the moistened layer and evaporation of moisture. When the evaporation rate in the most heated area becomes higher than the rate of moisture, the surface dries and its resistance increases sharply. As a result of this, almost all the stress is applied to this small most heated surface area, as a result of which it overlaps with the formation of a partial arc.

Причем наибольшему нагреву подвергаются поверхности изолятора, прилегающие к стержню и шапке изолятора (для случая равномерно загрязненного изолятора). Этот вывод подтверждается и многочисленными экспериментами как на моделях, так и на реальных конструкциях (см. фиг.3).Moreover, the surfaces of the insulator adjacent to the core and the cap of the insulator (for the case of a uniformly contaminated insulator) are exposed to the greatest heat. This conclusion is confirmed by numerous experiments both on models and on real structures (see figure 3).

В указанных местах появляются сухие кольцевые зоны с высоким сопротивлением. Рабочее напряжение изолятора теперь приложено к небольшой по ширине (несколько сантиметров) сухой зоне. Появление сухих зон приводит к резкому возрастанию общего сопротивления слоя загрязнения, а, следовательно, и к уменьшению тока утечки. Бывшее до этого относительно равномерным, распределение напряжения по поверхности изолятора резко искажается.In these places, dry ring zones with high resistance appear. The operating voltage of the insulator is now applied to a small (several centimeters) wide dry zone. The appearance of dry zones leads to a sharp increase in the overall resistance of the pollution layer, and, consequently, to a decrease in the leakage current. Previously relatively uniform, the voltage distribution over the surface of the insulator is sharply distorted.

Величина рабочего напряжения оказывается, как правило, достаточной для перекрытия сухой зоны. На поверхности изолятора появляются так называемые частичные разряды.The magnitude of the operating voltage is, as a rule, sufficient to overlap the dry zone. So-called partial discharges appear on the surface of the insulator.

Таким образом, ток в канале дуги ограничивается сопротивлением оставшегося влажным участка поверхности. При выполнении условия R_l-д<R_s-l, где R_l-д - сопротивление единицы длины дуги, а R_s-l - сопротивление увлажненного слоя загрязнения на единицу длины пути утечки, удельное сопротивление канала дуги уменьшается, что приводит к дальнейшему уменьшению полного сопротивления и росту тока утечки.Thus, the current in the arc channel is limited by the resistance of the remaining wet surface area. When the condition R _l-d <R _sl is met, where R _l-d is the resistance of the unit arc length and R _sl is the resistance of the wetted pollution layer per unit length of the creepage distance, the specific resistance of the arc channel decreases, which leads to a further decrease in the total resistance and increased leakage current.

Возникает неустойчивый режим горения, не препятствующий произвольному удлинению дуги. При некотором значении тока частичная дуга не гаснет, а быстро растягивается и перекрывает весь изоляционный промежуток. Дальнейший ход событий зависит от многих факторов, не всегда поддающихся точному учету. Возникшие частичные разряды могут гореть устойчиво, без удлинения, не вызывая перекрытия изолятора, и подсушив увлажненный слой загрязнения, они исчезают. Но в ряде случаев частичные разряды, удлиняясь, развиваются в мощную дугу, перекрывающую гирлянду изоляторов.An unstable combustion regime occurs, which does not interfere with the arbitrary extension of the arc. At a certain current value, the partial arc does not go out, but quickly stretches and covers the entire insulation gap. The further course of events depends on many factors that are not always amenable to accurate accounting. Partial discharges that have arisen can burn steadily, without elongation, without causing the insulator to overlap, and after drying the moistened layer of pollution, they disappear. But in some cases, partial discharges, lengthening, develop into a powerful arc that overlaps the garland of insulators.

При разработке заявляемого технического решения испытания на дугостойкость проводились по методу проводящего мостика в условиях воздействия слаботочной дуги высокого напряжения в соответствии с ГОСТ 10345.1-78. Этот метод позволяет дать ускоренную оценку устойчивости диэлектрических материалов к воздействию поверхностных разрядов.When developing the claimed technical solution, the tests for arc resistance were carried out according to the method of a conducting bridge under the influence of a low-current high-voltage arc in accordance with GOST 10345.1-78. This method allows an accelerated assessment of the stability of dielectric materials to surface discharges.

Гидрофобные покрытия, предназначенные для испытаний, наносились на предварительно обезжиренную поверхность металлических образцов. После нанесения покрытия образцы выдерживались перед началом испытаний не менее 7 суток для обеспечения полного отверждения покрытия по всей толщине. Перед началом испытаний на образцах в местах предполагаемого горения дуги (между электродами) с помощью магнитного толщиномера измерялась толщина покрытия. Испытуемый образец помещался на керамическую подпружиненную подставку, обеспечивающую плотное прилегание электродов к испытуемой поверхности, после чего подавалось высокое напряжение. Длительность горения дуги фиксировалась с помощью секундомера.Hydrophobic coatings intended for testing were applied to the previously degreased surface of metal samples. After coating, the samples were aged before testing for at least 7 days to ensure complete cure of the coating over the entire thickness. Before testing on samples in places of the alleged arc burning (between the electrodes), the thickness of the coating was measured using a magnetic thickness gauge. The test sample was placed on a ceramic spring-loaded stand, providing a snug fit of the electrodes to the test surface, after which a high voltage was applied. The duration of arc burning was recorded using a stopwatch.

Испытательная установка обеспечивала начальный ток 10 мА и последующее его увеличение, ступенями по 10 мА каждая, до 100 мА. Длительность выдержки на каждой ступени - 60 с.The test setup provided an initial current of 10 mA and its subsequent increase, in steps of 10 mA each, up to 100 mA. The exposure time at each step is 60 s.

Поскольку поверхностные разряды возникают, в первую очередь, после увлажнения поверхности, то перед испытаниями образцы с гидрофобными покрытиями разных составов увлажнялись в дистиллированной воде в течение 24 часов. Испытания прекращались либо при прогорании и электрическом пробое покрытия (погасание дуги), либо после того как образец выдерживал 60 с воздействия дуги с силой тока 100 мА (общее время испытаний составило 600 с).Since surface discharges occur primarily after wetting the surface, samples with hydrophobic coatings of different compositions were moistened in distilled water for 24 hours before testing. The tests were terminated either upon burning and electric breakdown of the coating (extinction of the arc), or after the sample withstood 60 s of arc exposure with a current of 100 mA (total test time was 600 s).

Визуальные наблюдения выявили некоторые закономерности разрушения покрытий электрической дугой. При малой толщине слоя покрытия (до 0,1 мм у покрытий с добавлением непроводящих наполнителей) на первых же секундах происходит электрический пробой и, как следствие, погасание дуги, сопровождающееся резким увеличением тока на контрольном приборе более чем в 2 раза.Visual observations revealed some patterns of destruction of coatings by an electric arc. With a small thickness of the coating layer (up to 0.1 mm in coatings with the addition of non-conductive fillers), electrical breakdown occurs in the first seconds and, as a result, the extinction of the arc is accompanied by a sharp increase in the current on the control device by more than 2 times.

При достаточно большой толщине покрытия при токе 10 мА на большинстве образцов дуга горела в воздухе вдоль поверхности, не вызывая никаких повреждений, как показано на фиг.6 (горение дуги при силе тока 10 мА) и фиг.7 (состояние поверхности покрытия после 1 мин ее воздействия при силе тока 10 мА).With a sufficiently large coating thickness at a current of 10 mA on most samples, the arc burned in air along the surface without causing any damage, as shown in Fig. 6 (arc burning at a current of 10 mA) and Fig. 7 (state of the coating surface after 1 min its effects at a current of 10 mA).

При повышении тока до 20 мА и более на поверхности любого из испытанных покрытий образовывалась «трековая дорожка», а значения тока на контрольном приборе возрастали на 2-4 мА. Но дуга продолжала гореть, следовательно, покрытие сохраняло хорошие электроизоляционные свойства (пример приведен на фиг.8, где показано горение дуги при силе тока 50 мА) и на фиг.9, где показано состояние поверхности покрытия, подвергшегося воздействию силы тока 50 мА, после отключения напряжения).As the current increased to 20 mA or more, a “track track” formed on the surface of any of the tested coatings, and the current values on the control device increased by 2–4 mA. But the arc continued to burn, therefore, the coating retained good electrical insulation properties (an example is shown in Fig. 8, which shows the burning of an arc at a current of 50 mA) and in Fig. 9, which shows the state of the surface of a coating exposed to a current of 50 mA, after power off).

При продолжительном горении дуги происходит довольно значительный нагрев, приводящий к термической деструкции покрытия и, как следствие, его пробою и погасанию дуги, как показано на фиг.10 (горение продуктов деструкции покрытия в канале дуги перед ее погасанием) и на фиг.11 (показан вид поверхности покрытия после погасания горения продуктов деструкции покрытия в канале дуги).With prolonged burning of the arc, a rather significant heating occurs, leading to thermal destruction of the coating and, as a consequence, its breakdown and extinction of the arc, as shown in Fig. 10 (burning of the products of degradation of the coating in the arc channel before its extinction) and in Fig. 11 (shown view of the surface of the coating after extinction of combustion of the products of the destruction of the coating in the arc channel).

При осмотре образцов, выполненном после снятия напряжения и удаления обугленного поверхностного слоя, было замечено, что если дуга не гасла, то на месте "трека" покрытие сохраняет свою целостность, но со следами деструкции. Соответственно можно выделить два основных этапа при разрушении покрытия электрической дугой: 1) появление трека в виде разрушения (обугливания) только поверхностного слоя покрытия (см. фиг.12), при этом дуга не гаснет; 2) разрушение - выгорание покрытия на более, чем 50% толщины, размягчение оставшегося слоя (см. фиг.13) и его электрический пробой, при этом дуга гаснет.When examining the samples, performed after stress relief and removal of the charred surface layer, it was noticed that if the arc was not extinguished, then in place of the “track” the coating retains its integrity, but with traces of destruction. Accordingly, two main stages can be distinguished when the coating is destroyed by an electric arc: 1) the appearance of a track in the form of destruction (carbonization) of only the surface layer of the coating (see Fig. 12), while the arc does not go out; 2) destruction - burnout of the coating by more than 50% of the thickness, softening of the remaining layer (see Fig. 13) and its electrical breakdown, while the arc goes out.

Определение дугостойкости однородных покрытий на основе разработанных КОК, содержащих сажу ацетиленовую (от 4-5% и более) и оксид железа (от 20-30% и более) на металлических образцах невозможно из-за их недостаточной для данных испытаний электрической прочности (пробой на первых секундах при толщине покрытия до 0,5 мм). В связи с этим для композиций с добавлением 0,5-2,5% сажи ацетиленовой и 5-15% гидрата окиси алюминия при анализе результатов учитывались значения, полученные на образцах с толщиной покрытия от 0,25 мм до 0,5 мм.The determination of the arc resistance of homogeneous coatings based on the developed COCs containing acetylene black (4-5% or more) and iron oxide (20-30% or more) on metal samples is impossible due to their insufficient dielectric strength data (breakdown on first seconds with a coating thickness of up to 0.5 mm). In this regard, for compositions with the addition of 0.5–2.5% acetylene carbon black and 5–15% alumina hydrate, the values obtained on samples with a coating thickness from 0.25 mm to 0.5 mm were taken into account when analyzing the results.

Анализ полученных результатов не выявил четкой связи между толщиной покрытия и механизмом (в данном случае временем) его разрушения под действием электрической дуги (см. фиг.14). На основании полученных результатов можно сделать следующие выводы:The analysis of the obtained results did not reveal a clear connection between the coating thickness and the mechanism (in this case, time) of its destruction under the influence of an electric arc (see Fig. 14). Based on the results obtained, the following conclusions can be drawn:

1. При использовании в качестве наполнителей гидрата окиси алюминия достигается наибольшее увеличение дугостойкости, и с повышением его содержания в составе композиции дугостойкость покрытий на основе КОК возрастает.1. When using alumina hydrate as fillers, the greatest increase in arc resistance is achieved, and with an increase in its content in the composition, the arc resistance of coatings based on COC increases.

2. Характер кривых вероятности прогорания покрытий без наполнителей, с (0,5-2,5)% сажи ацетиленовой и с (1,25-2,5)% низкомолекулярной кремнийорганической жидкости марки 119-215 очень близок, особенно на первых ступенях испытания. Следовательно, при введении в состав композиции этих компонентов без превышения вышеуказанных концентраций дугостойкость покрытия не снизится.2. The nature of the curves of the probability of burnout of coatings without fillers, with (0.5-2.5)% acetylene carbon black and with (1.25-2.5)% low molecular weight organosilicon fluid grade 119-215 is very close, especially in the first stages of the test . Therefore, when these components are added to the composition without exceeding the above concentrations, the arc resistance of the coating will not decrease.

3. Дугостойкость покрытия заметно снижается при увеличении количества низкомолекулярной кремнийорганической жидкости марки 119-215 (≥3%).3. The arc resistance of the coating decreases markedly with an increase in the amount of low molecular weight organosilicon liquid brand 119-215 (≥3%).

Согласно разработанного технического решения, компаунд в вулканизированном состоянии характеризуется трекингоэрозионной стойкостью при длительности испытаний, составляющей не менее 500 час. При этом изоляторы считают выдержавшими испытания, если после испытаний в испытательной камере не отмечено их критических электрических повреждений. Поэтому этот отличительный признак, который кореллируется с дугостойкостью, следует рассмотреть отдельно.According to the developed technical solution, the compound in the vulcanized state is characterized by tracking erosion resistance with a test duration of at least 500 hours. At the same time, insulators are considered to have passed the test if, after testing, no critical electrical damage was noted in the test chamber. Therefore, this distinguishing feature, which is correlated with arc resistance, should be considered separately.

Трекинг - это процесс постепенного образования проводящих угольных дорожек на поверхности внешней изоляции высоковольтных установок вследствие совместного воздействия электрического напряжения, влажности и загрязнений. Устойчивость изоляционных материалов к трекинго-эрозионным разрушениям измеряется классом трекингостойкости материалов.Tracking is the process of the gradual formation of conductive carbon paths on the surface of the external insulation of high-voltage installations due to the combined effects of electrical voltage, humidity and pollution. The resistance of insulating materials to tracking-erosion damage is measured by the tracking resistance class of materials.

Существует два основных пути для предотвращения явления трекинга в исследуемой высоковольтной электроизоляционной конструкции: 1) внесение конструктивных изменений; 2) применение изоляционных композиционных материалов, обладающих устойчивостью к трекингу.There are two main ways to prevent the phenomenon of tracking in the studied high-voltage electrical insulation structure: 1) making design changes; 2) the use of insulating composite materials with resistance to tracking.

Вариантом реализации первого пути является увеличение длины путей токов утечки и, как следствие, снижение вероятности образования на изоляции электрических разрядов, приводящих к образованию проводящих треков и пробоям. Увеличение общей длины разделки высоковольтной электроизоляционной конструкции, при котором увеличивается расстояние между неизолированными металлическими частями разных потенциалов, является одной из специальных конструктивных мер.An implementation option of the first path is to increase the path length of the leakage currents and, as a consequence, reduce the likelihood of electrical discharges on the insulation, leading to the formation of conductive tracks and breakdowns. An increase in the total cutting length of a high-voltage electrical insulating structure, at which the distance between the uninsulated metal parts of different potentials increases, is one of the special structural measures.

Однако этот путь не всегда оказывается удобным и практичным, так как с ростом класса напряжения требуется достаточно значительное увеличение длины электроизоляционной конструкции. Требованиями ГОСТ 9920-89 к условиям работы изоляции и Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) установлено несколько степеней СЗА. Для каждой из степеней загрязнения и различных напряжений сети определены минимально допустимые длины пути токов утечки.However, this path does not always turn out to be convenient and practical, since with the growth of the voltage class a sufficiently significant increase in the length of the insulating structure is required. The requirements of GOST 9920-89 to the operating conditions of insulation and the Rules for the installation of electrical installations (PUE) established several degrees of SZA. For each degree of pollution and various network voltages, the minimum permissible path lengths of leakage currents are determined.

Решающую роль в возникновении или отсутствии трекинга играют сами материалы, применяемые в качестве изоляции в высоковольтных наружных установках. Не все материалы в одинаковой степени могут противостоять явлению трекинга. Такие материалы, как слюда, фарфор и стекло, обладают высоким классом трекингостойкости и, в определенном смысле, являются эталонами. По этой причине стекло и керамика традиционно использовались для производства высоковольтных изоляторов.The decisive role in the occurrence or absence of tracking is played by the materials themselves, used as insulation in high-voltage outdoor installations. Not all materials can equally resist the phenomenon of tracking. Materials such as mica, porcelain and glass have a high class of tracking resistance and, in a sense, are standards. For this reason, glass and ceramics have traditionally been used to produce high voltage insulators.

С развитием области полимерных композиционных материалов и современных технологий появилась возможность создавать полимеры, обладающие устойчивостью к трекингу. После проведения серии экспериментов была разработана специальная рецептура антитрекингового материала на основе КОК, отвечающая всем необходимым требованиям трекингостойкости при длительности испытаний, составляющей не менее 500 час, обоснование электроизоляционных свойств и состава которой приводится далее.With the development of the field of polymer composite materials and modern technologies, it became possible to create polymers with resistance to tracking. After a series of experiments, a special formulation of antitracking material based on COC was developed that meets all the necessary requirements for tracking resistance with a test duration of at least 500 hours, the rationale for the electrical insulation properties and composition of which is given below.

Согласно разработанного технического решения, используют гидрофобное покрытие, которое в вулканизированном состоянии характеризуется величиной краевого угла смачивания в пределах от α≥60° (см. фиг.14) и до 179° (см. фиг.16). Этот параметр, который наиболее полно характеризует гидрофобность покрытия на основе КОК, определяется прежде всего разработанным оптимальным составом КОК.According to the developed technical solution, a hydrophobic coating is used, which in the vulcanized state is characterized by the value of the contact angle in the range from α≥60 ° (see Fig. 14) to 179 ° (see Fig. 16). This parameter, which most fully characterizes the hydrophobicity of coatings based on COCs, is determined primarily by the developed optimal composition of COCs.

Вышеуказанный отличительный признак можно также качественно проиллюстрировать при помощи фиг.15-18. Помимо непосредственного измерения краевого угла смачивания завулканизированного исходного покрытия на основе КОК разработанного состава, были также проведены измерения угла смачивания поверхности а на образцах одного состава после определенного времени воздействия коронного разряда, составившего 1, 2, 5, 10, 20, 30, 60 и 120 мин.The above distinguishing feature can also be qualitatively illustrated using FIGS. 15-18. In addition to directly measuring the wetting angle of the vulcanized initial coating based on the KOC of the developed composition, we also measured the contact angle of the surface a on samples of the same composition after a certain exposure time of a corona discharge of 1, 2, 5, 10, 20, 30, 60, and 120 min

Смачиваемость поверхности покрытия после 10 мин воздействия коронного разряда показана на фиг.17, а после 60 мин воздействия коронного разряда показана на фиг.18 (на фиг.17 и фиг.18 правая капля на поверхности является контрольной и находится вне области воздействия). В результате было установлено, что полная потеря гидрофобности (α≈0°) на всей поверхности, подвергавшейся воздействию короны (см. фиг.17), наступает после 10 мин воздействия коронного разряда.The wettability of the coating surface after 10 min of corona discharge is shown in Fig. 17, and after 60 min of corona discharge is shown in Fig. 18 (in Fig. 17 and Fig. 18, the right drop on the surface is a control and is outside the area of influence). As a result, it was found that a complete loss of hydrophobicity (α≈0 °) on the entire surface exposed to the corona (see Fig. 17) occurs after 10 min of corona discharge.

При более продолжительном воздействии (60 мин и более) значения а стали постепенно повышаться (см. фиг.18). При этом лучшие показатели были получены для образцов, в состав которых была введена низкомолекулярная кремнийорганическая жидкость 119-215 и увеличенное до (0,5-2,5) мас.ч., количество сажи. Это подтверждает предположения о том, что восстановление гидрофобности связано с диффузией низкомолекулярных кремнийорганических соединений из слоя покрытия к его поверхности, а также с возможностью атомов углерода С «связывать» активные атомы кислорода (озона).With a longer exposure (60 minutes or more), the values of a began to increase gradually (see Fig. 18). The best indicators were obtained for samples, the composition of which was introduced low molecular weight organosilicon liquid 119-215 and increased to (0.5-2.5) parts by weight, the amount of soot. This confirms the assumption that the restoration of hydrophobicity is associated with the diffusion of low molecular weight organosilicon compounds from the coating layer to its surface, as well as with the possibility of carbon atoms C to “bind” active oxygen atoms (ozone).

Проведенные эксперименты позволили сделать следующие выводы:The experiments conducted allowed us to draw the following conclusions:

1) образцы кремнийорганических композиций с увеличенным до 3,5-5% содержанием сажи обладают большей устойчивостью к воздействию коронного разряда большой продолжительности; при этом оптимальное содержание сажи составляет 0,5-2,5%;1) samples of organosilicon compositions with an increased soot content of up to 3.5-5% are more resistant to long-range corona discharge; the optimal carbon black content is 0.5-2.5%;

2) увеличение содержания сажи не снизило водоотталкивающих свойств, определяемых по увеличению массы после увлажнения в дистиллированной воде;2) the increase in soot content did not reduce the water-repellent properties, determined by the increase in mass after wetting in distilled water;

3) образцы, содержащие 1,25-2,5% низкомолекулярной кремнийорганической жидкости 119-215, по своим гидрофобным свойствам (влагопоглощению) лишь незначительно уступают образцам, содержащим 3,5-4% низкомолекулярной кремнийорганической жидкости 119-215.3) samples containing 1.25-2.5% of low molecular weight organosilicon liquid 119-215 in their hydrophobic properties (moisture absorption) are only slightly inferior to samples containing 3.5-4% low molecular weight organosilicon liquid 119-215.

4) В целях повышения трекингоэрозионной стойкости покрытия в качестве антипирина в его состав вводят и гидрат окиси алюминия Al_г. Он обладает большей растворимостью в "Сольвенте нефтяном", чем диоксид титана, что значительно облегчает приготовление гидрофобизирующей композиции в "полевых условиях" (непосредственно на территории объекта гидрофобизации).4) In order to increase the tracking erosion resistance of the coating, alumina hydrate Al _g . It has a greater solubility in Solvent Neft than titanium dioxide, which greatly facilitates the preparation of a hydrophobizing composition under “field conditions” (directly on the territory of the hydrophobization facility).

В связи с вышеизложенным, было принято решение для приготовления гидрофобного покрытия использогвать кремнийорганический компаунд на основе силиконового низкомолекулярного каучука марки СКТН, наполнителя и отвердителя, причем 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 используют метилтриацетоксисилан. При этом используют кремнийорганический компаунд, который на 100,0 мас.ч. каучука содержит гидрат окиси алюминия в количестве 5,0-15,0 мас.ч., сажу ацетиленовую в количестве 1,0-2,5 мас.ч., низкомолекулярную кремнийорганическую жидкость 119-215 в количестве 1,25-2,5 мас.ч., метилтриацетоксисилан в количестве 2,5-6,5 мас.ч.In connection with the foregoing, it was decided to prepare a hydrophobic coating using an organosilicon compound based on SKTN silicone low molecular weight rubber, a filler and a hardener, and as a filler, both a solid filler in the form of alumina hydrate and acetylene carbon black, and a liquid filler in the form low molecular weight organosilicon liquid 119-215, and methyltriacetoxysilane is used as a hardener. In this case, an organosilicon compound is used, which is 100.0 parts by weight per part. rubber contains aluminum oxide hydrate in an amount of 5.0-15.0 parts by weight, acetylene black in an amount of 1.0-2.5 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

Кроме того, экспериментально было исследовано, что именно заявляемый выбор равновеликой толщины наносимого гидрофобного кремнийорганического покрытия холодного отверждения электроизоляционной конструкции являются наиболее эффективными, так как они детерминируются в зависимости от условий эксплуатации электроизоляционной конструкции. В качестве последних выбирают величину максимально допустимого рабочего напряжения, подаваемого на электроизоляционную конструкцию, значение максимальной напряженности электрического поля на участке металлической арматуры, а также СЗА и величину ее относительной влажности атмосферы.In addition, it was experimentally investigated that it is the claimed choice of equal thickness of the applied hydrophobic silicone coating of cold curing of the electrical insulation structure that is most effective, since they are determined depending on the operating conditions of the electrical insulation structure. As the latter, the value of the maximum allowable working voltage supplied to the insulating structure, the value of the maximum electric field strength in the area of the metal reinforcement, as well as the SZA and the value of its relative humidity of the atmosphere are selected.

Перед очисткой гидрофобизируемой поверхности электроизоляционной конструкции производят разделение существующих на ней загрязнений на пылевидные, нецементирующиеся и цементирующиеся, а также определяют наличие их увлажнения. После этого, при наличии увлажнения существующих загрязнений, производят подсушку гидрофобизируемой поверхности, причем очистку гидрофобизируемой поверхности от существующих загрязнений производят без удаления цементирующихся загрязнений, что также ускоряет процесс гидрофобизации.Before cleaning the hydrophobizable surface of the electrical insulating structure, the existing contaminants are separated into dust-like, non-cementing and cementing ones, and their moisture content is also determined. After that, if the existing contaminants are moistened, the hydrophobizable surface is dried, and the hydrophobized surface is cleaned of existing contaminants without removing cementing contaminants, which also accelerates the hydrophobization process.

Далее наносят на гидрофобизируемую поверхность один или несколько слоев гидрофобного покрытия. 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. 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 способствует обеспечению высоких значений разрядных напряжений при работе электроизоляционной конструкции в условиях загрязнения различной степени (для районов от 2 до 4 СЗА) и увлажнения w (от 20% до 100% относительной влажности) при выдерживаемых 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°С до плюс 65°С.This helps to ensure high values of discharge voltages during operation of the electrical insulating structure under pollution conditions of various degrees (for areas from 2 to 4 SZA) and humidification w (from 20% to 100% relative humidity) at withstand working voltages of the class from 6 kV to 750 kV and a service life of at least 10 years when operating in a temperature differential from minus 60 ° C to plus 65 ° C.

Так, согласно заявляемому техническому решению, толщину гидрофобного покрытия на поверхности электроизоляционной выбирают в диапазоне 80-800 мкм. Было установлено, что при уменьшении толщины гидрофобного покрытия на поверхности электроизоляционной конструкции менее 80 мкм не обеспечиваются высокие значения разрядных напряжений при работе электроизоляционной конструкции в условиях загрязнения различной степени и увлажнения, а превышение толщины более 800 мкм является нецелесообразным ввиду более, чем однократного «запаса» изоляционных свойств конструкции при выдерживаемых разрядных напряжениях класса от 6 кВ вплоть до 750 кВ, а также вследствие перерасхода гидрофобного покрытия при покрытии им гидрофобизируемой поверхности электроизоляционной конструкции.So, according to the claimed technical solution, the thickness of the hydrophobic coating on the surface of the electrical insulation is selected in the range of 80-800 microns. It was found that with a decrease in the thickness of the hydrophobic coating on the surface of the insulating structure less than 80 microns, high values of discharge voltages are not provided when the insulating structure is operating under conditions of various degrees of pollution and moisture, and exceeding the thickness of more than 800 microns is impractical due to more than a single "reserve" insulating properties of the structure with withstand discharge voltages of class from 6 kV up to 750 kV, as well as due to overspending of hydrophobic coating when coating them with a hydrophobized surface of an electrical insulating structure.

Таким образом, указанный диапазон толщин 80-800 мкм уменьшает вероятность перекрытия гирлянды в загрязненном и увлажненном состоянии, а также повышает надежность эксплуатации гирлянд изоляторов при атмосферных и промышленных загрязнениях при выдерживаемых разрядных напряжениях класса от 6 кВ вплоть до 750 кВ.Thus, the specified thickness range of 80-800 μm reduces the likelihood of garland overlapping in a contaminated and humid state, and also increases the reliability of operation of insulator strings in atmospheric and industrial pollution with withstand discharge voltages of the class from 6 kV up to 750 kV.

Экспериментальным путем было установлено, что толщину наносимого на электроизоляционную конструкцию гидрофобного слоя увеличивают пропорционально величине загрязнения атмосферы, преимущественно от 2-й до 4-й СЗА, величине ее относительной влажности w, находящейся в пределах 20-100%, величине максимально допустимого рабочего напряжения, подаваемого на электроизоляционную конструкцию, которое находится в пределах 6-750 кВ, а также определяемому экспериментально значению максимальной напряженности электрического поля у основания металлической арматуры.It was experimentally established that the thickness of the hydrophobic layer applied to the insulating structure is increased in proportion to the amount of atmospheric pollution, mainly from the 2nd to 4th SZA, its relative humidity w, which is in the range of 20-100%, the maximum permissible operating voltage, supplied to the insulating structure, which is in the range of 6-750 kV, as well as experimentally determined maximum electric field strength at the base of the metal Coy fittings.

Особо следует остановиться на рассмотрении аспектов чистки и обмыва наружной изоляции электроизоляционных конструкций, являющихся одним из существенных признаков разработанного технического решения. Одним из методов, направленным на повышение эксплуатационной надежности электроизоляционных конструкций, является периодическое проведение профилактических мероприятий, проводимых на изоляции действующих энергообъектов, связанных либо с полным или частичным удалением загрязнений с ее поверхности, либо с нанесением на нее различных защитных покрытий.Particular attention should be paid to the consideration of aspects of cleaning and washing the external insulation of electrical insulation structures, which are one of the essential features of the developed technical solution. One of the methods aimed at increasing the operational reliability of electrical insulating structures is the periodic implementation of preventive measures carried out on the isolation of existing energy facilities related either to the complete or partial removal of contaminants from its surface, or to the application of various protective coatings on it.

Это направление наиболее рационально при тяжелых условиях эксплуатации вместо значительного усиления изоляции, требующего увеличения ее габаритов и стоимости. Широкий выбор имеющихся в настоящее время профилактических методов и средств позволяет гибко реагировать на изменение условий эксплуатации.This direction is most rational under severe operating conditions instead of significantly strengthening insulation, requiring an increase in its size and cost. A wide selection of currently available preventive methods and tools allows you to flexibly respond to changing operating conditions.

Чистка изоляции (полное или частичное удаление загрязнений) может производиться вручную, сжатым воздухом и обмывом водой. Самым распространенным методом очистки до настоящего времени остается ручная протирка изоляции ветошью, тряпками и т.п. Для облегчения удаления загрязнений (в зависимости от его типа) ветошь или тряпки смачиваются 10% раствором соляной кислоты, растворителями типа бензин или керосина, водой с присадкой моющих средств и паст, изопропиловым спиртом, четыреххлористым углеродом и др.Insulation cleaning (complete or partial removal of contaminants) can be done manually, using compressed air and washing with water. The most common cleaning method to date is manual wiping of insulation with rags, rags, etc. To facilitate the removal of contaminants (depending on its type), rags or rags are moistened with 10% hydrochloric acid, solvents such as gasoline or kerosene, water with additives of detergents and pastes, isopropyl alcohol, carbon tetrachloride, etc.

При сильной цементации слоя загрязнения для очистки иногда дополнительно приходится применять металлические щетки, стальную стружку либо растворы и пасты, содержащие агрессивные компоненты. Однако применение таких средств приводит к постепенному разрушению глазури и выходу изоляторов из строя. Иногда очистка изоляторов от сильноцементирующихся загрязнений оказывается столь сложной, что в эксплуатации их предпочитают не чистить, а периодически заменять на новые. Кроме того, ручная чистка требует отключения напряжения на время проведения работ и значительных трудозатрат.With strong cementation of the contamination layer, sometimes it is additionally necessary to use metal brushes, steel chips, or mortars and pastes containing aggressive components for cleaning. However, the use of such funds leads to the gradual destruction of the glaze and the failure of insulators. Sometimes cleaning insulators from highly cemented contaminants is so difficult that they prefer not to clean them in operation, but to periodically replace them with new ones. In addition, manual cleaning requires disconnecting the voltage for the duration of the work and significant labor costs.

Весьма эффективным средством показала себя очистка изоляции сжатым воздухом с применением абразивных материалов, например, очистка сжатым воздухом с добавлением молотого доломита и карбоната кальция. В то же время при полном снятии цементирующихся загрязнений абразивом частично повреждается глазурь, что является существенным недостатком этого метода.Cleaning the insulation with compressed air using abrasive materials proved to be a very effective tool, for example, cleaning with compressed air with the addition of ground dolomite and calcium carbonate. At the same time, with the complete removal of cementing contaminants, the glaze is partially damaged by the abrasive, which is a significant drawback of this method.

Метод обмыва водой является эффективным способом очистки изоляции от загрязнений, имеющих слабую адгезию с поверхностью изолятора или растворимых в воде. По сравнению с ручной очисткой он обладает большей производительностью и позволяет в ряде случаев проводить работы на неотключенном оборудовании. При обмывке изоляторов могут быть использованы струи воды с различной структурой: сплошной, прерывистой или распыленной.The method of washing with water is an effective way to clean the insulation from contaminants that have poor adhesion to the surface of the insulator or are soluble in water. Compared to manual cleaning, it has greater productivity and allows in some cases to carry out work on non-shutdown equipment. When washing insulators, water jets with various structures can be used: continuous, intermittent, or sprayed.

Непрерывная струя имеет большую кинетическую энергию и позволяет ускорить процесс очистки, а при наличии распыления повышаются диэлектрические свойства струи, однако при этом процесс обмывки затрудняется. Для обмыва изоляции водой могут использоваться струи как высокого (1,5-2,5 МПа и даже 7 МПа), так и низкого (0,5-1 МПа) давления. Обмыв струями высокого давления требует меньшего расхода воды, но предъявляет более серьезные требования к обмывочному оборудованию.A continuous jet has a high kinetic energy and allows you to speed up the cleaning process, and in the presence of spraying, the dielectric properties of the jet increase, but the washing process is more difficult. For washing the insulation with water, jets of both high (1.5-2.5 MPa and even 7 MPa) and low (0.5-1 MPa) pressure can be used. Washing with high pressure jets requires less water consumption, but presents more serious requirements for washing equipment.

Наибольшее часто метод обмыва применяют для удаления с наружной изоляции солевых загрязнений вблизи морских побережий и на солончаковых почвах, а также для удаления с изоляторов пыли, копоти, сажи, вблизи промышленных предприятий, в том числе химических.Most often, the washing method is used to remove salt contaminants from the outer insulation near sea coasts and on solonchak soils, as well as to remove dust, soot, soot from insulators, near industrial enterprises, including chemical ones.

Однако его широкому внедрению препятствует опасность перекрытия изоляторов. При обмыве под напряжением струйки воды могут шунтировать воздушные промежутки между ребрами, что приводило к перекрытию обмываемых объектов. При проведении обмыва под напряжением должны быть обеспечены условия, исключающие перекрытие по струе воды и поражение оператора током.However, its widespread introduction is hindered by the danger of overlapping insulators. When washing under voltage, trickles of water can bypass air gaps between the ribs, which led to the overlap of the washed objects. When washing under voltage, conditions must be ensured that exclude overlapping along the stream of water and electric shock to the operator.

Кроме того, недостатками метода обмыва водой являются невозможность его применения для снятия сильноцементирующихся загрязнений, использование специального оборудования, значительный расход воды, а в холодное время года -необходимость либо подогревать воду, либо добавлять к ней непроводящий антифриз.In addition, the disadvantages of the method of water washing are the inability to use it to remove highly cemented contaminants, the use of special equipment, significant water consumption, and in the cold season, the need to either heat the water or add non-conductive antifreeze to it.

В настоящее время для снятия загрязнений (в том числе цементирующихся) разработана технология механизированной чистки-мойки подстанционной изоляции на основе аэрозольного газодинамического метода очистки. Ее сущность заключается в направлении струи моющего раствора (содержащего абразивные частицы) под давлением на очищаемую поверхность. Это позволяет сочетать достоинства обмыва изоляторов и механического воздействия абразивных частиц на слой загрязнения. Однако при этом методе возможно повреждение ранее нанесенного гидрофобного покрытия вследствие воздействия абразивных частиц.To remove pollution (including cementing ones), a technology has been developed for mechanized cleaning and washing of substation insulation based on aerosol gas-dynamic cleaning method. Its essence lies in the direction of the jet of the washing solution (containing abrasive particles) under pressure on the surface to be cleaned. This allows you to combine the advantages of washing insulators and the mechanical effect of abrasive particles on the pollution layer. However, this method may damage the previously applied hydrophobic coating due to exposure to abrasive particles.

Поэтому предлагаемый способ, согласно которому перед очисткой гидрофобизируемой поверхности электроизоляционной конструкции производят разделение существующих на ней загрязнений на пылевидные, нецементирующиеся и цементирующиеся, а также определяют наличие их увлажнения, после чего, при наличии увлажнения существующих загрязнений, производят подсушку гидрофобизируемой поверхности, при этом очистку гидрофобизируемой поверхности от существующих загрязнений производят без удаления цементирующихся загрязнений, является эффективным и не способствует повреждению ранее нанесенного гидрофобного покрытия.Therefore, the proposed method, according to which, before cleaning the hydrophobizable surface of the insulating structure, the existing contaminants are separated into dusty, non-cementing and cementing ones, and their moistening is determined, after which, if there is moisture in the existing contaminants, the hydrophobizable surface is dried, and the hydrophobized surfaces from existing contaminants are produced without removing cementing contaminants; it is effective m and does not promote damage to the previously applied hydrophobic coating.

Согласно предлагаемому техническому решению, наиболее эффективный диапазон толщин покрытия, детерминированно выбираемый в зависимости от условий эксплуатации электроизоляционной конструкции, а также улучшенные условия очистки и «самоочистки» 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 most effective range of coating thicknesses, determinately selected depending on the operating conditions of the insulating structure, as well as improved cleaning and “self-cleaning” conditions, allow preventive measures to be taken to remove the “old” coating layer before applying the “new” and ensure effective operation of the coating without additional preventive measures for its cleaning and disposal.

Суть технического решения поясняется при помощи фиг.1-18, где на фиг.1 изображена электроизоляционная конструкция в виде опорно-стержневого изолятора; на фиг.2 показана электроизоляционная конструкция в виде двух последовательно размещенных опорно-стержневых изоляторов; на фиг.3 показана зависимость распределения напряженности электрического поля Е (кВ/см) вдоль продольной оси опорно-стержневого изолятора; на фиг.4 показан процесс гидрофобизации внешней изоляции ограничителей перенапряжения; на фиг.5 показан процесс гидрофобизации высоковольтных вводов с рабочим напряжением 330 кВ; на фиг.6 показано горение дуги на поверхности вулканизированного покрытия при силе тока 10 мА; на фиг.7 показано состояние этой поверхности покрытия после 1 мин ее воздействия при силе тока 10 мА; на фиг.8 показан характер горения дуги при силе тока 50 мА; на фиг.9 показано состояние поверхности покрытия, подвергшегося воздействию силы тока 50 мА, после отключения напряжения; на фиг.10 показано горение продуктов деструкции покрытия в канале дуги перед ее погасанием; на фиг.11 показан вид поверхности покрытия после погасания горения продуктов деструкции покрытия в канале дуги; на фиг.12 показан вид поверхности покрытия после удаления обуглившегося поверхностного слоя в местах, где не было погасание дуги; на фиг.13 показан вид поверхности покрытия после удаления обуглившегося поверхностного слоя в местах, где было погасание дуги; на фиг.14 схематически показан механизм появления и развития трекинга; на фиг.15 показан характер смачиваемости гидрофобизированной поверхности изолятора который характеризуется величиной краевого угла смачивания α≥60°; на фиг.16 показан характер смачиваемости гидрофобизированной поверхности изолятора после 2-х лет эксплуатации в районе цементного комбината, который характеризуется величиной краевого угла смачивания α=179°; на фиг.17 показана смачиваемость поверхности покрытия после 10 мин прекращения воздействия коронного разряда (правая капля на поверхности является контрольной и находится вне области воздействия); на фиг.18 показана смачиваемость поверхности покрытия после 60 мин воздействия коронного разряда (правая капля на поверхности является контрольной и находится вне области воздействия).The essence of the technical solution is illustrated with the help of figures 1-18, where figure 1 shows the electrical insulating structure in the form of a supporting rod insulator; figure 2 shows the insulating structure in the form of two sequentially placed supporting rod insulators; figure 3 shows the dependence of the distribution of electric field strength E (kV / cm) along the longitudinal axis of the support-rod insulator; figure 4 shows the process of hydrophobization of the external insulation of surge arresters; figure 5 shows the process of hydrophobization of high-voltage bushings with an operating voltage of 330 kV; figure 6 shows the burning of the arc on the surface of the vulcanized coating at a current strength of 10 mA; Fig. 7 shows the state of this coating surface after 1 min of exposure at a current of 10 mA; on Fig shows the nature of the burning of the arc at a current strength of 50 mA; figure 9 shows the state of the surface of the coating exposed to a current strength of 50 mA, after disconnecting the voltage; figure 10 shows the combustion of the products of the destruction of the coating in the arc channel before its extinction; 11 shows a view of the surface of the coating after the extinction of the combustion products of the destruction of the coating in the arc channel; on Fig shows a view of the surface of the coating after removing the carbonized surface layer in places where there was no extinction of the arc; on Fig shows a view of the surface of the coating after removing the carbonized surface layer in places where there was an extinction of the arc; on Fig schematically shows the mechanism of occurrence and development of tracking; on Fig shows the nature of the wettability of the hydrophobized surface of the insulator which is characterized by the value of the contact angle α≥60 °; on Fig shows the nature of the wettability of the hydrophobized surface of the insulator after 2 years of operation in the area of the cement plant, which is characterized by the value of the contact angle α = 179 °; on Fig shows the wettability of the coating surface after 10 min termination of the corona discharge (the right drop on the surface is a control and is outside the area of impact); on Fig shows the wettability of the surface of the coating after 60 minutes of exposure to corona discharge (the right drop on the surface is a control and is outside the area of influence).

Электроизоляционная конструкция с гидрофобным покрытием выполнена в виде как минимум одного изолятора 1. Изолятор 1 содержит изоляционную деталь, состоящую из ствола 2 с ребрами 3 на боковой поверхности, соединенную по обоим концам с металлической арматурой, выполненной, например, в виде фланцев 4, с помощью затвердевшей цементно-песчаной связки 5. Наружные боковые поверхности металлической арматуры 4 с основанием 6 и вершиной 7, а также наружная поверхность изоляционной детали покрыты гидрофобным покрытием. На фиг.1-2 обозначена H_cm - строительная высота.The insulating structure with a hydrophobic coating is made in the form of at least one insulator 1. The insulator 1 contains an insulating part, consisting of a barrel 2 with ribs 3 on the side surface, connected at both ends with metal fittings, made, for example, in the form of flanges 4, using hardened cement-sand ligaments 5. The outer side surfaces of the metal reinforcement 4 with the base 6 and the top 7, as well as the outer surface of the insulating part are coated with a hydrophobic coating. Figure 1-2 marked H _cm - building height.

Электроизоляционная конструкция выполнена с равной толщиной гидрофобного покрытия на разных участках ее наружной поверхности. Участок (7), вдоль которого наблюдаются наибольшие значения напряженности, обозначен на фиг.1-2 пунктирной линией.The insulating structure is made with an equal thickness of the hydrophobic coating in different parts of its outer surface. The portion (7) along which the highest values of tension are observed is indicated in FIGS. 1-2 by a dashed line.

Электроизоляционная конструкция состоит из одного или более изоляторов, соединенных друг с другом параллельно (на фиг.1-3 не показано) или последовательно. При этом изоляционная деталь выполнена из фарфора или стекла и состоит из ствола в форме тела вращения, выполненного в виде сплошного или полого стержня цилиндрической или конической формы.The insulating structure consists of one or more insulators connected to each other in parallel (not shown in FIGS. 1-3) or in series. The insulating part is made of porcelain or glass and consists of a barrel in the form of a body of revolution, made in the form of a solid or hollow rod of cylindrical or conical shape.

Гидрофобное покрытие в вулканизированном состоянии характеризуется сроком службы, составляющим не менее 10 лет, при эксплуатации в условиях перепада температур от минус 60°С до плюс 65°С и рабочем напряжении 6-750 кВ.A hydrophobic coating in a vulcanized state is characterized by a service life of at least 10 years when used in conditions of a temperature difference from minus 60 ° C to plus 65 ° C and an operating voltage of 6-750 kV.

Так как гидрофобизация наружной изоляции в большинстве случаев осуществляется на действующих энергообъектах, то есть в полевых условиях, процесс приготовления гидрофобной композиции должен быть максимально простым, и в тоже время обеспечивать с достаточной точностью соотношение компонентов (оптимальность состава).Since the hydrophobization of the outer insulation in most cases is carried out at existing power facilities, that is, in the field, the process of preparing a hydrophobic composition should be as simple as possible, and at the same time ensure the ratio of the components (optimum composition) with sufficient accuracy.

Вследствие этого искомое гидрофобное покрытие содержит силиконовый низкомолекулярный каучук, наполнитель и отвердитель. Причем в качестве силиконового низкомолекулярного каучука гидрофобное покрытие содержит каучук марки СКТН, в качестве наполнителя оно содержит 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 покрытие содержит метилтриацетоксисилан или К-10 С.As a result, the desired hydrophobic coating contains silicone low molecular weight rubber, filler and hardener. Moreover, as a silicone low molecular weight rubber, the hydrophobic coating contains SKTN rubber, as a filler it contains both a solid filler in the form of aluminum oxide hydrate and acetylene carbon black, and a liquid filler in the form of low molecular weight organosilicon liquid 119-215, and as a hardener, the hydrophobic coating methyltriacetoxysilane or K-10 C.

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 или К-10 С 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 the amount of 5.0-15.0 parts by weight, acetylene black in the amount of 0.5-2.5 parts by weight, low molecular weight organosilicon liquid 119-215 in the amount of 1.25-2.5 parts hours, methyltriacetoxysilane or K-10 C in an amount of 2.5-6.5 parts by weight

Анализируя приведенные на фиг.3, показана зависимость распределения напряженности электрического поля Е, кВ/см, начиная от вершины 7 металлического фланца 4, вдоль продольной оси опорно-стержневого изолятора 1, можно заметить, что вышеуказанная зависимость является экспоненциально убывающей, причем в зоне от основания фланца, непосредственно контактирующего с источником высокого напряжения до вершины третьего ребра, напряженность электрического поля Е составляет от 2 кВ/см до 11 кВ/см. Это приводит к возникновению коронирования и появлению поверхностных частичных разрядов в условиях загрязнения и увлажнения.Analyzing the figures shown in Fig. 3, the dependence of the distribution of the electric field strength E, kV / cm, starting from the top 7 of the metal flange 4, along the longitudinal axis of the support-rod insulator 1, is shown, it can be noted that the above dependence is exponentially decreasing, and in the region from the base of the flange directly in contact with the high voltage source to the top of the third rib, the electric field E is from 2 kV / cm to 11 kV / cm. This leads to the occurrence of corona and the appearance of surface partial discharges in the conditions of pollution and moisture.

При этом в зоне максимальной напряженности, а именно около вершины 7 металлического фланца 4, толщина наносимого гидрофобного покрытия является максимальной, что, помимо СЗА, величины относительной влажности атмосферы и величины максимально допустимого рабочего напряжения, подаваемого на электроизоляционную конструкцию, является одним из главных детерминирующих факторов при выборе оптимальной толщины гидрофобного покрытия.Moreover, in the zone of maximum tension, namely near the top 7 of the metal flange 4, the thickness of the hydrophobic coating applied is maximum, which, in addition to SZA, the relative humidity of the atmosphere and the maximum allowable working voltage supplied to the electrical insulating structure, is one of the main determining factors when choosing the optimal thickness of the hydrophobic coating.

Кроме того, исследования устойчивости к длительному воздействию коронного разряда на силоксановые полимерные материалы показали, что процессы деструкции протекают на ограниченной области поверхности с высокими значениями напряженности электрического поля Е.In addition, studies of the resistance to long-term effects of a corona discharge on siloxane polymeric materials showed that the destruction processes occur on a limited surface area with high electric field E.

Разработанный способ реализуется следующим образом.The developed method is implemented as follows.

Выбирают согласно ГОСТ или нормативной документации (например, согласно Инструкции по эксплуатации изоляции электроустановок в районах с загрязненной атмосферой РД 34.51.503-93) величину максимально допустимого рабочего напряжения U_раб., подаваемого на электроизоляционную конструкцию, на основании чего определяют начальную толщину h_o гидрофобного покрытия прямо пропорционально этому напряжению. Т.е. U_раб. находится в пределах от 6 кВ до 750 кВ, соответственно h_o находится в пределах от (70±10) мкм до (790±10 мкм).Select, according to GOST or regulatory documentation (for example, according to the Operating Instructions for Insulation of Electrical Installations in Areas with a Polluted Atmosphere RD 34.51.503-93), the maximum permissible operating voltage U _slave. supplied to the insulating structure, on the basis of which the initial thickness h _{o of the} hydrophobic coating is determined in direct proportion to this voltage. Those. U _slave. is in the range from 6 kV to 750 kV, respectively, h _o is in the range from (70 ± 10) μm to (790 ± 10 μm).

После этого определяют значение максимальной напряженности электрического поля E_max на участке металлической арматуры (см. фиг.3) и корректируют значение предварительно выбранной толщины h_o с учетом Е в сторону увеличения, получая значение h_E, т.е. h=h_o±h_E.After that, determine the value of the maximum electric field strength E _max in the area of the metal reinforcement (see Fig. 3) and adjust the value of the preselected thickness h _o taking into account E in the direction of increase, obtaining the value of h _E , i.e. h = h _o ± h _E.

Далее полученное значение h увеличивают в зависимости от СЗА (например, для каждого класса СЗА, свыше 2-й и до 4-й включительно, дополнительно на 2%, получая значение h_СЗА) и величины относительной влажности атмосферы w (для значения влажности w, свыше 20%, дополнительно на 1% на каждые целые 10% значения влажности w, получая значение h_w).Further, the obtained value of h is increased depending on the SZA (for example, for each class of SZA, above the 2nd and up to the 4th inclusive, an additional 2%, obtaining the value of h _SZA ) and the relative humidity of the atmosphere w (for the value of humidity w, over 20%, an additional 1% for every whole 10% of the moisture value w, getting the value h _w ).

Полученное таким образом окончательное значение толщины h=h_o±h_E+h_СЗА+h_w, которое находится в пределах (80-800) мкм, используют при расчете количества слоев наносимого гидрофобного покрытия.Thus obtained, the final value of the thickness h = h _o ± h _E + h _SZA + h _w , which is in the range of (80-800) μm, is used in calculating the number of layers of the hydrophobic coating applied.

После этого осуществляют очистку гидрофобизируемой поверхности. При этом перед очисткой гидрофобизируемой поверхности электроизоляционной конструкции производят, как правило, визуальное разделение существующих на ней загрязнений на нецементирующиеся и цементирующиеся, а также определяют наличие их увлажнения тактильно или визуально, а также путем измерения их электрического сопротивления, например, с помощью мегомметра на 2,5 кВ.After this, the hydrophobized surface is cleaned. In this case, before cleaning the hydrophobizable surface of the electrical insulating structure, as a rule, a visual separation of the contaminants existing on it into non-cementing and cementing ones is carried out, and their wetting is tactile or visual, as well as by measuring their electrical resistance, for example, using a megger 2, 5 kV.

Далее, при наличии увлажнения существующих загрязнений, производят подсушку гидрофобизируемой поверхности, причем очистку гидрофобизируемой поверхности от существующих загрязнений производят либо пневматическим (сжатый воздух), либо гидравлическим (водная струя) путем, без удаления цементирующихся загрязнений.Further, in the presence of moistening of existing contaminants, the hydrophobizable surface is dried, and the hydrophobizable surface is cleaned of existing contaminants either pneumatically (compressed air) or hydraulically (water jet) without removing cementing contaminants.

Для нанесения используют гидрофобное покрытие, которое в вулканизированном состоянии характеризуется величиной краевого угла смачивания в пределах от 60° до 179°, трекингоэрозионной стойкостью при длительности воздействия, составляющей не менее 500 час при рабочих напряжених 6-750 кВ, а также величиной дугостойкости, характеризующейся значением тока дуги не менее 100 мА при длительности воздействия не менее 600 с.For application, a hydrophobic coating is used, which in a vulcanized state is characterized by a contact angle of 60 ° to 179 °, tracking erosion resistance for a duration of exposure of at least 500 hours at operating voltages of 6-750 kV, and an arc resistance value of arc current of at least 100 mA with a duration of exposure of at least 600 s.

Потом наносят на гидрофобизируемую поверхность один или несколько слоев вышеуказанного гидрофобного покрытия, толщину h которого выбирают, как было указано выше.Then, one or more layers of the above hydrophobic coating are applied to the hydrophobizable surface, the thickness h of which is selected as indicated above.

Нанесение слоя гидрофобного покрытия на гидрофобизируемую поверхность электроизоляционной конструкции производят ручным или механизированным способом. Во втором случае (см. фиг.4 и фиг.5) нанесение слоя гидрофобного покрытия производят путем распыления с использованием источника сжатого воздуха, обеспечивающего расход не менее 15 м³/ч при давлении сжатого воздуха не менее 0,15 МПа. При этом распыление производят при расстоянии от среза сопла распылителя до покрываемой поверхности от 100 мм до 600 мм. Вышеуказанные параметры реализации способа способствуют как уменьшению расхода материалов в связи с уменьшением потерь при распылении, так и максимальному увеличению производительности нанесения покрытия.A layer of a hydrophobic coating is applied to the hydrophobized surface of the electrical insulating structure by a manual or mechanized method. In the second case (see FIG. 4 and FIG. 5), the hydrophobic coating layer is applied by spraying using a source of compressed air that provides a flow rate of at least 15 m ³ / h at a compressed air pressure of at least 0.15 MPa. In this case, spraying is carried out at a distance from the nozzle nozzle exit to the surface to be coated from 100 mm to 600 mm. The above parameters for the implementation of the method contribute both to a reduction in the consumption of materials due to a decrease in losses during spraying, and to a maximum increase in the productivity of coating.

Таким образом, преимуществом разработанного способа по сравнению с аналогами является повышение надежности и увеличение срока службы наносимого завулканизированного гидрофобного покрытия, оптимизация процедуры, в т.ч. времени его нанесения в зависимости от состояния и типа загрязнений, а также эксплуатационных факторов высоковольтной изоляции, что приводит также к повышению влагоразрядных напряжений высоковольтной изоляции в течение всего продолжительного срока ее эксплуатации.Thus, the advantage of the developed method compared to analogues is to increase the reliability and increase the service life of the applied vulcanized hydrophobic coating, optimization of the procedure, including the time of its application, depending on the state and type of contamination, as well as the operational factors of the high voltage insulation, which also leads to an increase in the moisture discharge voltages of the high voltage insulation over the entire long term of its operation.

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 the reduction in the probability of overlapping insulator strings as a result of pollution by at least 15-20%.

Все испытанные гидрофобизированные изоляторы выдержали испытания на трекингэрозионную стойкость (при длительности испытаний более 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 more than 500 hours) and can be operated in areas with a high level of atmospheric pollution up to 4th SZA inclusive, 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 способа 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 method implementation procedure depending on environmental conditions allows us to choose rational modes of operation of electrical insulating structures and reduce the loss of consumables during hydrophobization of their surface.

Эффективность применения разработанного способа в части технологии нанесения гидрофобного покрытия на основе кремнийорганического компаунда холодного отверждения механизированным способом 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 method in terms of the technology of applying a hydrophobic coating based on an organosilicon compound of cold curing by a mechanized method is confirmed by more than 15 years of positive experience in its application in substations located in areas with intense industrial pollution.

В то же время наиболее эффективная толщина покрытия, детерминированно выбираемая в зависимости от условий эксплуатации электроизоляционной конструкции, а также улучшенные условия очистки и «самоочистки» гидрофобизируемой поверхности 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 effective coating thickness, determined determinately depending on the operating conditions of the insulating structure, as well as the improved cleaning and “self-cleaning” conditions of the hydrophobized surface, can prevent the removal of the “old” coating layer before applying the “new” coating and during preventive measures ensure effective operation of the coating without additional preventive measures for at least 10 years.

Claims

1. The method of applying an equal-thickness hydrophobic coating to an electrical insulating structure, which consists in cleaning its outer surface from existing contaminants and then applying a hydrophobic coating of the same thickness to the cleaned outer surface, for example, on the basis of one or two packaging silicon-based compound of cold curing, liquid or paste in the initial state, containing silicone low molecular weight rubber, a filler, as well as a hardener, characterized in that the hydrophobic a clear coating is applied over the entire surface of the insulating structure with a thickness in the range of 80-800 μm, determined depending on the operating conditions of the insulating structure, using a hydrophobic coating, which in the vulcanized state is characterized by the value of the contact angle in the range from 60 ° to 179 °, erosion resistance with a test duration of at least 500 hours at operating voltages of 6-750 kV, as well as with an arc resistance value characterized by the arc current not m It 100mA under exposure of not less than 600 s.

2. The method according to claim 1, characterized in that as the operating conditions of the insulating structure, select the value of the maximum allowable working voltage supplied to the insulating structure, the value of the maximum electric field strength, as well as the degree of atmospheric pollution and its relative humidity.

3. The method according to claim 1, characterized in that the thickness of the hydrophobic layer applied to the insulating structure is increased in proportion to the degree of atmospheric pollution, mainly from the second to fourth degree, its relative humidity in the range of 20-100%, the maximum permissible operating voltage, supplied to the insulating structure, which is in the range of 6-750 kV, as well as experimentally determined value of the maximum electric field strength at the base of the metal cal fittings.

4. The method according to claim 1, characterized in that they use an organosilicon compound based on silicone low molecular weight rubber of the SKTN brand, a filler and a hardener, and as a filler, both a solid filler in the form of alumina hydrate and acetylene carbon black, and a liquid filler in the form low molecular weight organosilicon liquid 119-215, and as a hardener use methyltriacetoxysilane, while using an organosilicon compound, which is 100.0 wt.h. rubber contains 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

5. The method according to claim 1, characterized in that before cleaning the hydrophobizable surface of the insulating structure from contaminants, the presence of their moisture is determined, in the presence of which the hydrophobizable surface is dried together with the contaminants, then the dry hydrophobizable surface is cleaned only of non-cementing contaminants by using a compressed source air, providing a pressure of at least 0.4 MPa, after which one or more layers of a hydrophobic coating are applied to it.

6. The method according to claim 1, characterized in that the presence of moisture existing on the hydrophobized surface of the contaminants is determined tactile or visually, as well as by measuring their electrical resistance.

7. The method according to claim 1, characterized in that they produce a manual coating of a hydrophobic coating layer on a hydrophobized surface of an electrical insulating structure.

8. The method according to claim 1, characterized in that the mechanized deposition of a layer of hydrophobic coating on the hydrophobizable surface of the insulating structure by spraying using a source of compressed air, providing a flow rate of at least 15 m ³ / h at a pressure of at least 0.15 MPa, is carried out at this spraying is carried out at a distance from the nozzle nozzle exit to the surface to be coated 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 electrical insulating structure, comp not less than 0.15 m / s.