Изоляторы обеспечивают изоляцию линий электропередачи от опор, блокируя токи утечки и дуги, чтобы защитить людей и оборудование. Они также поддерживают вес проводов, а дополнительное путь утечки снижает риск переброса искры в дождливых и загрязненных условиях.

Современные полимерные конструкции, в том числе резиновые изоляторы , отводят воду и грязь, обеспечивая более безопасную и надежную передачу, но производство изоляторов для различных уровней напряжения по-прежнему сопряжено с уникальными проблемами. В этой статье мы рассмотрим эти трудности и обсудим практические решения для каждого диапазона напряжений.

Уровни напряжения и требования к изоляторам

Изоляторы среднего напряжения

Производство изоляторов среднего напряжения ориентировано на экономическую эффективность и крупносерийное производство, поэтому конструкции, как правило, просты. Композитные изделия обычно имеют сердечник из стеклопластика, полимерный корпус и металлические концевые фитинги, а для обеспечения качества проводятся регулярные испытания на растяжение и визуальный контроль.

Полимерные типы проходят испытания конструкции в соответствии с IEC 62217, в то время как резиновые изоляторы требуют равномерного распределения наполнителя и отверждения для минимизации трекинга и эрозии, что помогает поддерживать стабильную производительность в масштабе.

Высоковольтные изоляторы

Высоковольтные изоляторы подвергаются более сильным электрическим и экологическим нагрузкам, поэтому необходимо увеличить конструктивные запасы прочности. Размеры пускового расстояния и профилей навесов рассчитываются в соответствии с IEC 60815-3, чтобы выдерживать местное загрязнение, а гидрофобные корпуса помогают противостоять влажному загрязнению.

Необходимо уделять особое внимание соединению стержня с корпусом и уплотнениям, поскольку небольшие дефекты интерфейса могут увеличиваться под воздействием тепла и влаги. Постоянный состав и формование обеспечивают равномерные свойства материала в разных партиях, что способствует надежной работе в сложных условиях.

Ультравысоковольтные изоляторы

Надежность имеет первостепенное значение для изоляторов сверхвысокого напряжения. Путь утечки на каждую цепь очень велик, обычно 35–54 мм/кВ^[1] , а в суровых условиях превышает 50 мм/кВ^[2] , поэтому детали длинные, и тщательный контроль на месте установки имеет решающее значение.

Материалы стержней должны быть устойчивы к воздействию кислот, чтобы предотвратить хрупкое разрушение, поэтому часто предпочтительны стержни из стекла без бора. Применяется строгая прослеживаемость партий и 100% плановые проверки, а стандарты теперь охватывают как переменный ток, так и высокий уровень постоянного тока для композитных длинных стержней.

Поддержание единообразной обработки очень больших форм и фитингов обеспечивает стабильную работу в сложных условиях эксплуатации.

Основные проблемы производства резиновых изоляторов

Выбор материала: от фарфора/стекла к силиконовым композитам

Переход от фарфора или стекла к силиконовым композитам ставит новые задачи перед производителями изоляторов. Гидрофобные свойства силикона помогают уменьшить загрязнение, передавая водоотталкивающие характеристики поверхностной грязи, что улучшает характеристики в загрязненных средах. Очень важно правильно подобрать состав, в котором такие наполнители, как тригидрат алюминия, улучшают сопротивление трекингу, эрозии и воздействию огня. Корпус должен хорошо сцепляться со стержнем из стеклопластика, а уплотнения концевых фитингов должны оставаться герметичными, поскольку резиновый изолятор надежно функционирует только в том случае, если эти соединения остаются сухими.

Механическая и электрическая надежность при больших размерах

Изоляторы большого пролета требуют тщательного контроля напряжений для предотвращения структурных слабостей. Некачественная обжимка может вызвать трещины или скольжение, а коррозия под напряжением может привести к хрупкому разрушению. Правильная конструкция крепежа и разделительные кольца помогают поддерживать равномерность электрического поля, а контроль частичных разрядов и предотвращение появления пустот обеспечивают стабильную диэлектрическую прочность. Внимание к этим деталям защищает как механическую целостность, так и пределы пробоя.

Устойчивость к воздействию окружающей среды: УФ-излучение, солевой туман, обледенение,

Наружные изоляторы подвергаются воздействию суровых условий окружающей среды, которые необходимо тщательно тестировать. Устойчивость к солевому туману проверяется в соответствии с IEC 60507, а воздействие УФ-излучения и циклы выветривания требуют ускоренных испытаний на старение в соответствии с IEC 62217.

Условия обледенения требуют специальных испытаний на замораживание и снег в соответствии с IEEE 1783. Хотя гидрофобность силикона может частично восстанавливаться после деградации, это не всегда происходит надежно, поэтому необходим регулярный мониторинг.

Стабильность качества: производство, испытания, сертификация

Производство резиновых изоляторов в больших масштабах требует тщательного контроля для поддержания стабильного качества. Проверка конструкции и старение материалов проводятся в соответствии с IEC 62217, а стандарты на продукцию, такие как IEC 61109 и 61952, определяют рутинные механические испытания для каждой партии.

Тщательно проверяется целостность уплотнений, а выборочные проверки в сертифицированных лабораториях помогают выявить любые отклонения. Каждая партия резиновых изоляторов должна сопровождаться документацией с записями о прохождении/непрохождении испытаний, чтобы обеспечить стабильное качество и отслеживаемость.

Производственные решения и передовые технологии

Выберите композитные изоляторы

Композитные изоляторы легкие и быстро устанавливаются, что позволяет бригадам работать быстрее с меньшим количеством подъемного оборудования. Их силиконовые корпуса гидрофобны, что позволяет сохранять поверхности более сухими в дождь и при воздействии соли, что улучшает защиту от загрязнения по сравнению с фарфором или стеклом.

По этим причинам коммунальные предприятия часто предпочитают композитные изоляторы на линиях с суровыми условиями эксплуатации и на многих трассах сверхвысокого напряжения. Резиновые изоляторы особенно подходят, когда вес, скорость установки и устойчивость к загрязнению являются ключевыми факторами.

Используйте технологию литья резины под давлением

Литье резины под давлением позволяет получить цельный корпус, который напрямую соединяется с сердечником из стеклопластика, уменьшая количество соединений, где влага или воздух могут создавать пустоты или слабые соединения. Этот метод прямого литья также помогает предотвратить частичные разряды во время эксплуатации.

Крупные полые узлы, необходимые для применения в сверхвысоковольтных сетях, могут быть изготовлены с помощью литья под давлением LSR, что позволяет обеспечить точное масштабирование, а также равномерность и повторяемость размеров.

Пример: как формование обеспечивает надежность в проектах высокого напряжения

Рассмотрим линейный блок 500–1100 кВ. Сначала готовятся сердечник из стеклопластика и фитинги, затем HTV или LSR литьевым способом наносится вокруг стержня в закрытом, дегазированном инструменте. Точный контроль давления и отверждения обеспечивает равномерность оболочки и покрытия, минимальное количество пор и прочное соединение.

Производители проверяют адгезию сердечника к корпусу и проверяют на наличие

  пустоты с помощью термографии, а затем проводят испытания на частичные разряды. В результате этого процесса получаются прочные резиновые изоляторы, пригодные для использования в сверхвысоковольтных линиях, что объясняет, почему композитные изоляторы преобладают в сверхвысоковольтных линиях.

Машина для литья резины под давлением Dekuma для производства изоляторов

Резиновые изоляторы для линий высокого и сверхвысокого напряжения требуют точного, равномерного и безупречного производства. Литье резины под давлением обеспечивает технологическое решение, гарантирующее стабильное качество корпуса и прочное сцепление с сердечником. Для достижения этого в крупногабаритных или сверхвысоковольтных устройствах требуются современные литьевые машины.

Имея более 25 лет опыта и следуя немецким стандартам производства, компания Dekuma ( предлагает машины для литья резины под давлением, специально разработанные для удовлетворения этих строгих требований.

В зависимости от типа производимого изолятора Dekuma предлагает целевые решения: серия RA отлично подходит для высоковольтных применений, требующих строгого контроля размеров, а серия RI поддерживает крупносерийное производство общих изоляторов с высокой надежностью.

l Машина для литья резины под давлением серии RA

Серия RA решает проблемы производства высоковольтных резиновых изоляторов, включая сложные формы, большие полые сердечники и строгие требования к однородности материала. Ее усовершенствованная система впрыска и дегазации обеспечивает равномерное смешивание компаунда и минимизирует пустоты, а точное управление ходом гарантирует точное заполнение формы для длинных стержней.

Энергоэффективная теплоизоляция снижает тепловую нагрузку, повышая надежность при длительном производстве. Эта машина, разработанная для силиконовой резины и EPDM, обеспечивает стабильное производство высококачественных изоляторов для линий UHV, ограничителей перенапряжения и других критически важных применений.

l Машина для литья резины под давлением серии RI

Серия RI отвечает требованиям крупносерийного производства резиновых изоляторов, обеспечивая равномерное качество и минимизируя дефекты. Трехсторонний доступ и прямая гидравлическая подача упрощают обработку длинных деталей, а двойное уплотнение предотвращает утечку масла, обеспечивая стабильную работу.

Прецизионные немецкие гидравлические клапаны в сочетании с системой управления Siemens обеспечивают стабильные, повторяемые циклы формования. Для еще более высокой производительности опциональная двухпозиционная конфигурация позволяет осуществлять одновременную обработку, что делает серию RI эффективным и надежным выбором для производства стандартных изоляторов и ограничителей перенапряжения.

Заключение

Производство резиновых изоляторов для среднего, высокого и сверхвысокого напряжения сопряжено с множеством технических проблем, от однородности материала до точности размеров. Использование передовых технологий литья под давлением помогает преодолеть эти препятствия, обеспечивая надежность и высокое качество изоляторов.

Решения Dekuma помогают производителям эффективно соблюдать строгие производственные стандарты для любого уровня напряжения. Свяжитесь с нами по адресу сегодня, чтобы узнать, как наши машины могут оптимизировать производство ваших изоляторов.

Ссылки

• Проблемы при проектировании изоляторов для сверхвысокого напряжения. Доступно по адресу: https://www.inmr.com/challenges-in-insulator-design-for-uhv/. (По состоянию на 17 сентября 2025 г.)
• Проблемы при проектировании изоляторов для воздушных линий электропередачи (OHTL). Доступно по адресу: https://education.insulationtg.com/report/uhv-insulator-design-challenges/. (По состоянию на 17 сентября 2025 г.)