Фарфоровый изолятор

Когда говорят ?фарфоровый изолятор?, многие представляют себе просто кусок белой керамики на столбе. На деле же — это целая история с массой нюансов, от состава массы до условий обжига, которые и определяют, проработает ли изделие заявленные 30 лет или даст трещину при первом серьёзном гололёде. Частая ошибка — считать, что главное здесь диэлектрическая прочность, и всё. Нет, куда важнее часто оказывается механическая стойкость к изгибу и удару, особенно в наших широтах.

Из чего складывается ?правильный? фарфор

Не каждый фарфор годится для изолятора. Речь идёт о специальном электротехническом фарфоре, где рецептура — это почти алхимия. Каолин, полевой шпат, кварц — пропорции меняются в зависимости от требуемых характеристик. Помню, как на одном из заводов-поставщиков пытались сэкономить, немного изменив состав в сторону удешевления. В лаборатории пробы показывали норму, а в полевых условиях, под Уралом, изоляторы начали массово ?стрелять? — появлялись скрытые трещины, которые вели к пробою. Пришлось снимать всю партию. Это был дорогой урок, который показал, что экономия на сырье в этом деле — себе дороже.

Здесь важно и само качество сырья. Например, каолин должен быть определённой степени белизны и чистоты. Примеси железа, которые могут дать едва заметный желтоватый оттенок, на диэлектрические свойства в сухом состоянии влияют не критично, но во влажной среде могут стать центрами утечки тока. Поэтому визуальный осмотр партии — это не просто формальность. Бывало, отгружали нам партию, где в массе попадались тёмные вкрапления. Пришлось отбраковывать целые поддоны.

Обжиг — это отдельная песня. Температурный режим, время выдержки, скорость охлаждения. Пережжёшь — материал становится хрупким, как стекло. Недожжёшь — недобор механической прочности и гигроскопичность повышается. Идеальный излом у правильно обожжённого фарфорового изолятора — мелкозернистый, однородный, без пузырей и раковин. По нему, как по паспорту, можно многое сказать о процессе производства.

Где и почему они всё ещё незаменимы

Сейчас много говорят о полимерных изоляторах, и они, безусловно, отвоевали себе огромный сегмент. Но есть ниши, где фарфоровый изолятор сдавать позиции не собирается. Прежде всего, это особо ответственные объекты с высоким уровнем загрязнения — промзоны, морское побережье. Фарфор, если его глазурь качественная, обладает отличными антиадгезионными свойствами — грязь и соль с него смываются дождём лучше, чем с силикона, который со временем может стареть и ?обрастать?.

Ещё один козырь — стойкость к вандализму и случайным повреждениям. Полимерный изолятор можно разрезать ножом, фарфоровый — нет. Для объектов в малозаселённых, но доступных районах это иногда становится решающим фактором. Мы как-то ставили сравнительные испытания на одной подстанции: одна ветка — с полимерными, другая — с фарфоровыми штыревыми изоляторами. Через полгода на полимерных были следы от выстрелов дробью (видимо, охотники), в то время как фарфоровые лишь получили сколы, не повлиявшие на работоспособность.

Третий момент — предсказуемость старения. Старый, но целый фарфоровый изолятор чаще всего можно диагностировать визуально и по результатам простых измерений (например, распределение потенциала). Старение полимера — процесс более скрытый, его пирогенерация, развитие водных триингов — это требует специального оборудования для контроля. Для многих эксплуатационщиков, особенно на периферии, привычнее и спокойнее работать с фарфором.

Практические грабли: монтаж и эксплуатация

Казалось бы, что сложного — прикрутил железную шапку, затянул гайку. Ан нет. Самый частый косяк — перетяжка при монтаже. Фарфор работает на сжатие прекрасно, но на изгиб и, особенно, на неравномерное сжатие с созданием локальных напряжений — плохо. Если монтажник с усердием затянет центральную шпильку, может возникнуть микротрещина в тарелке, которая проявит себя только через год-два под нагрузкой. Всегда инструктируем клиентов, что ключ должен быть динамометрический, а не ?на глазок?.

Ещё одна история — совместимость металлической арматуры. Коэффициенты температурного расширения у стали и фарфора разные. Если арматура некачественная, или использована ?неродная? (бывает, теряют на складе, заменяют чем-то похожим), то после нескольких циклов ?зима-лето? в месте запрессовки может появиться люфт, а затем и попадание влаги внутрь. Это гарантированный пробой в будущем. Поэтому мы в ООО Внутренняя Монголия Линлянь Торговля всегда настаиваем на поставке изоляторов в сборе с арматурой от одного производителя, а не ?тело отдельно, железки отдельно?.

При эксплуатации главный враг — не столько мороз, сколько его сочетание с влагой. Проникшая в микротрещину вода замерзает и расширяется, буквально раскалывая изолятор изнутри. Поэтому так важен регулярный осмотр после зимы. Не просто ?посмотреть снизу?, а с применением оптики, чтобы увидеть мельчайшие сколы на ребрах. На своём опыте убедился, что большинство отказов можно было предсказать за год-два по таким мелким дефектам.

Кейс: почему выбор поставщика — это не про цену

Расскажу на примере. К нам обратился клиент, сетевой оператор одного из районов, с проблемой: за два года у них вышло из строя (полные пробои) около 3% от партии фарфоровых подвесных изоляторов, закупленных у ?очень выгодного? поставщика. Срок был небольшой, а отказы массовые. Стали разбираться. Оказалось, поставщик, чтобы выиграть тендер, закупал ?тела? изоляторов на одном заводе, а арматуру — на другом, более дешёвом. Собирал всё в одном ангаре и продавал как продукцию первого завода.

При детальном анализе выяснилось: во-первых, геометрия металлической шапки от второго завода не идеально совпадала с посадочным местом на фарфоре, создавая то самое локальное напряжение. Во-вторых, состав чугуна был не тот, более хрупкий. В-третьих, процесс запрессовки (заливки цементным раствором) проводился с нарушениями технологии. Результат — растрескивание, попадание влаги, пробой. Клиент понёс убытки не только от замены изоляторов, но и от простоев и ремонтных работ.

После этого случая они перешли на сотрудничество с нами. ООО Внутренняя Монголия Линлянь Торговля выступила здесь не просто как продавец, а как технический партнёр. Мы не просто предложили качественный продукт от проверенных заводов-изготовителей, с полным циклом контроля от сырья до упаковки. Мы предоставили полный пакет документов, включая протоколы заводских испытаний на механическую и электрическую прочность каждой партии, а также организовали для их технического персонала краткий курс по правилам приёмки и монтажа. С тех пор проблем с этой номенклатурой у них не было. Это тот случай, когда немного более высокая цена за единицу с лихвой окупается нулевыми проблемами в течение всего жизненного цикла изделия. Подробнее о нашем подходе к поставкам можно узнать на https://www.linglian.ru.

Взгляд в будущее: есть ли оно у фарфора?

Некоторые коллеги говорят, что фарфор — это вчерашний день. Не соглашусь. Да, для новых ЛЭП сверхвысокого напряжения часто выбирают полимеры из-за веса и удобства монтажа. Но рынок ремонта и модернизации существующих сетей, которые на 70% всё ещё держатся на фарфоре, — огромен. Просто так взять и заменить все изоляторы на полимерные — экономически нецелесообразно и технически сложно. Поэтому спрос на качественные фарфоровые изоляторы будет стабильным ещё долго.

Кроме того, идёт развитие самого материала. Появляются новые составы фарфора, легированные добавками, которые повышают его прочность и стойкость к циклическим нагрузкам. Работают над улучшением глазурей, чтобы они были ещё более гидрофобными и стойкими к истиранию песком. Так что это не застывшая технология.

Итог моего опыта прост: фарфоровый изолятор — это не архаика, а высокотехнологичное изделие, когда оно сделано с умом. Его надёжность на десятилетия вперёд закладывается в лаборатории завода, на этапе выбора глины и составления шихты. А задача таких компаний, как наша, — отсеять шум, найти этих добросовестных производителей и донести их продукт до конечного пользователя, снабдив его всей необходимой экспертизой. Чтобы потом, глядя на линию, уходящую вдаль, можно было быть уверенным, что каждый белый ?грибок? на ней — не точка потенциального отказа, а гарантия стабильности.