Российские ученые создали новый тип изоляции для высоковольтных систем
Специалисты Томского политехнического университета (ТПУ) и Саратовского государственного технического университета (СГТУ) имени Гагарина Ю. А. разработали новый изоляционный материал для высоковольтных систем.
Авторы исследовали возможности увеличения стойкости изоляции к электрическому пробою. Решение этого вопроса имеет принципиальное значение для промышленного внедрения электроразрядных технологий.
«Например, это более дешевый по сравнению с механическими способ бурения глубоких скважин в скальных породах, что актуально для развития геотермальной энергетики», — рассказал один из авторов разработки, доцент отделения материаловедения Инженерной школы новых производственных технологий ТПУ Артем Юдин.
Методом механического смешивания ученые получили несколько образцов композитов на основе силиконового компаунда «ПентЭласт-750». В качестве модификаторов использовали керамические наполнители — титанат бария, титанат калия с добавлением железа и титаната кальция, а в качестве пластификатора с высоким значением диэлектрической проницаемости — глицерин.
«Применение титанатов с различной природой поляризуемости позволило получить материалы с диэлектрическими свойствами, имеющими потенциал практического применения. Разработанные композиты применимы не только в качестве изоляции, но и в качестве слоя, выравнивающего и направляющего электрические поля, как это требуется в электротехнических устройствах», — пояснил еще один участник исследования доцент СГТУ Николай Горшков.
В качестве матрицы для создания композитов с высокой диэлектрической проницаемостью была выбрана силиконовая резина из-за ее высокой стойкости к ударным и тепловым нагрузкам, возникающим в приэлектродном пространстве в момент разряда. Это повышает стойкость изоляции к электрическому пробою в целом, способствует увеличению срока ее службы, сокращению потерь энергии, увеличению производительности электроразрядных технологий.
В процессе исследований ученые оценивали электрическую прочность, диэлектрическую проницаемость, тангенс угла диэлектрических потерь, твердость по Шору. В результате им удалось выделить наилучший образец материала, значение диэлектрической проницаемости которого составляет 54,41, что является перспективным для использования в изоляции арматуры высоковольтных систем, в том числе в электроразрядных технологиях, применяемых при бурении глубоких скважин, добыче полезных ископаемых, разрушении бетона и демонтаже массивных конструкций.
Работа поддержана грантом РНФ.