Արտաքին տարածքների լցնող սմոլ տրանսֆորմատոր՝ դժվարացված պայմանների համար նախատեսված լուծումներ

Եղանակի, ՈՒՖ և խոնավության դիմադրությունը ափամերձ և արդյունաբերական գոտիներում

ՈՒՖ ճառագայթման և երկարաժամկետ պոլիմերի քայքայումը արևում և խոնավության մեջ

Տրանսֆորմատորները, որոնք տեղադրված են ափամերձ տարածքներում կամ արդյունաբերական գոտիներում, շատ ավելի արագ մաշվում են, քանի որ ամբողջ ժամանակ ենթարկվում են ՈՒՖ ճառագայթների ազդեցությանը: Ըստ անցյալ տարվա «Nature» հրապարակման, արևը ստանդարտ մեկուսացման նյութերի վրա ազդում է շատ ավելի ուժեղ, քան այն դեպքում, երբ տրանսֆորմատորները ստվերում են պահվում, քանի որ նրանք քայքայվում են մոտ երեք անգամ ավելի արագ: Էպօքսի խեժերը օգնում են լուծել այս խնդիրը՝ ներառելով հատուկ ավելացումներ, որոնք կարող են կլանել և ցրել արևային լույսը՝ չվնասելով էլեկտրական մեկուսացման հնարավորությունները: 2025 թվականին «Nature Materials Engineering» հանդեսում հրապարակված հետազոտությունները ցույց տվեցին, որ այս բարելավված էպօքսի բաղադրույթները կրճատում են մակերեսային ճաքերը մոտ երկու երրորդով սովորական ծածկույթների համեմատ՝ 5000 ժամ ՈՒՖ-Բ լույսի տակ մնալուց հետո: Նույնիսկ ավելի լավ արդյունքներ են տրվում ալյումինի տրիհիդրատ լցանյութերի և որոշ արոմատիկ միացությունների խառնուրդից: Այս հիբրիդ համակարգերը գրեթե ցույց չեն տալիս մակերեսային վնասվածքներ (<1%) 10.000 ժամ ՈՒՖ ճառագայթների տակ մնալուց հետո՝ շնորհիվ այն հանգամանքի, որ արոմատիկ մոլեկուլները կլանում են վնասակար ՈՒՖ էներգիան՝ առանց մեկուսացման արդյունավետության վրա ազդելու:

Բարձր խոնավության և անձրևների ենթակա միջավայրերում խոնավության դիմադրություն

Էպօքսի հերմետիկացման կիրառումը ստեղծում է խցանափակ հերմետիկ խցանում, որը կանխում է խոնավության թափանցումը սարքավորումների ներսում, ինչը շատ կարևոր է այն տարածքներում, որտեղ խոնավությունը մեծ մասը ժամանակ 80%-ից բարձր է լինում։ Նյութերի համեմատական փորձարկումները ցույց են տվել, որ ռեզինով պատված ակումբները կլանում են 5%-ից պակաս խոնավություն, նույնիսկ այն բանից հետո, երբ ամբողջ 18 ամիս մնացել են մուսոնային պայմաններում։ Սա ավելի լավ է, քան սովորական դիզայնները՝ առանց հերմետիկացման, որոնք կարող են կլանել 22-ից մինչև 34% խոնավություն նույն ընթացքում։ Ինչն է այս արժեքը այդքան կարևոր դարձնում։ Պաշտպանիչ շերտը իրականում կանխում է էլեկտրոքիմիական միգրացիան, որը հանգեցնում է կարճ միացումների, և այդ խնդիրները կրճատում է մոտ 60%-ով հեղեղումների ենթակա տարածքներում։ Մեկ այլ մեծ առավելություն է առաջանում բաղադրիչների միջև ամրության մեջ։ Էպօքսիով հերմետիկացված մասերը ցույց են տալիս մոտ 85% ավելի մեծ կպչուն ուժ, երբ փորձարկվում են 95% խոնավության մակարդակներում, պահելով պղնձե ակումբները ամուր միացած իրենց մեկուսացման շերտերին, փոխարենը, որպեսզի անջատվեն։ Ռեզինի հատուկ խաչաձև կապակցված կառուցվածքը ստեղծում է արգելքներ, որոնք ջրի նկատմամբ վարակիչ են, սահմանափակելով գոլորշու տեղաշարժը օրական մեկ քառակուսի մետրում 0,3 գրամից պակաս։ Այս տեսակի պաշտպանությունը անհրաժեշտ է սարքավորումների համար, որոնք աշխատում են արևադարձային փոթորիկների կամ աղի մառախուղի մեջ՝ ափերի մոտ, որտեղ խոնավությունը միշտ առկա է։

Ծովային և արդյունաբերական քիմիական դիմադրություն. Քլորիդների, սուլֆատների և կարբոնացման պաշտպանություն

Ծովողեզրի աղի մանրաթելեր (քլորիդների կոնցենտրացիան >800 մգ/մ²/օր) և արդյունաբերական SOx/NOx արտանետումները պահանջում են խիստ քիմիական ականխարգակություն ապահովող խռնված խարտուշակներ: Սիլանով փոփոխված էպօքսի մատրիցները ցուցաբերում են հզոր դիմադրություն տարածված աղտոտող նյութերի նկատմամբ.

Այս առավել ցուցանիշների պատճառը էպօքսիի խաչաձև կառուցվածքն է, որը այն տալիս է առավելություն պոլիէսթեր խեժերի նկատմամբ իոնային աղտոտման կանխարգելման հարցում: Երբ դիտարկում ենք հիբրիդ էպօքսի-սիլօքսան նյութերը, ապա դրանք ապահովում են հուսալի պաշտպանություն: ASTM B117 ստանդարտներին համապատասխան աղային ցանցի փորձարկումները ցույց են տվել շատ փոքր կոռոզիոն տարածում՝ նույնիսկ 1000 ժամ փորձարկման ընթացքում 0.2 մմ-ից պակաս: Իրականում, սա 7 անգամ ավելի լավ արդյունք է ավանդական ալկիդային ներկով պատված մասերի համեմատ: Դա հաստատվում է նաև իրական կյանքի օրինակներով: Գալֆկոստի երկայնքով գտնվող կոմունալ ծառայությունները հաղորդել են, որ հանքային աղերի պատճառով ալիքային վնասվածքների խնդիրները 92 տոկոսով քիչ են դարձել խեժով ձուլված լուծումների փոխարկման արդյունքում: Ընդհանուր առմամբ, հետազոտությունները ցույց են տվել, որ այս համակարգերը կարողանում են դիմանալ քլորիդների խտությանը 25,000 միլիոն մասից ավելի: Այս նյութերը հատկապես հարմար են ցանկացած սարքավորումների համար, որոնք օգտագործվում են աղի ջրի մոտ կամ քիմիական մշակման կենտրոններում, քանի որ ապահովում են երկարաժամկետ հուսալիություն:

Էպօքսի հիմքով կոմպոզիտների ջերմային կայունությունը և բարձր ջերմաստիճանային կատարումը

Արտաքին տրանսֆորմատորների կիրառման դեպքում ջերմային դիմադրությունը

Տրանսֆորմատորները, որոնք ենթարկվում են օրվա ընթացքում և սեզոնների ընթացքում մշտական ջերմաստիճանային փոփոխությունների, պետք է ապահովված լինեն ջերմային լարվածությունից հուսալի պաշտպանությամբ, որտեղ էպօքսի խեժային համակարգերը իրականում առաջարկում են լավագույն արդյունքները: Պոլիմերային գիտության ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ այս կոմպոզիտային նյութերը կարող են պահպանել իրենց ձևը, նույնիսկ երբ ջերմաստիճանները հասնում են մոտ 180 աստիճան Ցելսիուսին ջերմային կայունության տարբեր փորձարկումների արդյունքում: Ինչն է դա հնարավոր դարձնում: Եզակի մոլեկուլային մակրոցանցային կառուցվածքը սահմանափակում է նյութի ընդարձակման չափը տաքացման դեպքում, ինչը հնարավոր չէր հին ձևով ասֆալտի կամ յուղային մեկուսացման դեպքում: Էլեկտրակայանների համար, որոնք գտնվում են ծայրահեղ եղանակային պայմանների տակ, սա նշանակում է ավելի քիչ անհաջողություններ և ավելի երկար սարքավորումների կյանքի տևողություն, անտանելի ջերմաստիճանային տատանումների դեպքում, ինչպես դա տեղի է ունենում սեզոնների ընթացքում:

Տվյալների վերլուծություն. Էպօքսի հերմետիկ փաթեթավորման միավորների կյանքի տևողությունը 40% ավելին է ջերմային ցիկլերի ընթացքում

Ըստ արդյունաբերական հետազոտությունների՝ էպօքսի հերմետիկ փաթեթավորված տրանսֆորմատորները կարող են դիմանալ ավելի քան 15,000 ջերմային ցիկլերի և ցուցադրել մոտ 40 տոկոսով պակաս մաշվածություն իրենց կյանքի տևողության վրա, քան սովորական մոդելները, ինչպես նշված է 2023 թվականի Էլեկտրական ցանցերի զեկույցում: Ինչն է այդքան դիմացկուն դարձնում այդ տրանսֆորմատորները: Հիմնականում դա կապված է էպօքսի նյութի հետ: Այդ նյութն ունի շատ բարձր ակտիվացման էներգիա՝ մոտ 180 կՋ/մոլ կամ ավելի, ինչը նշանակում է, որ մոլեկուլները ավելի դանդաղ են քայքայվում տաքացման դեպքում: Իրական աշխարհի փորձարկումները եզրակացնում են մեկ այլ պատմություն: Տրանսֆորմատորները, տեղադրված ինչպես անապատային, այնպես էլ ցուրտ արկտիկական կլիմաներում, աշխատել են 12-ից 15 տարի առանց դիէլեկտրիկ հեղուկի փոխարկման անհրաժեշտության: Դա թանկարժեք խնայումներ է տալիս, քանի որ սպասարկման անձնակազմը ծախսում է մոտ 30-35 տոկոսով պակաս ժամանակ և գումար այդ համակարգերի շահագործման համեմատ սովորական միավորների հետ:

Կոշտության և ճկունության հարթակումը էպօքսիդային կոմպոզիտներում բարձր ջերմաստիճանների դեպքում

Վերջին նյութերի բաղադրատոմսերը հիբրիդային պոլիմերներ են միացված սիլոքսանային ավելացումներով, որոնք թույլ են տալիս էպօքսիդային նյութին ճկվել մոտ 18-ից 22 տոկոս մեխանիկական ազդեցության տակ՝ առանց ճեղքերի առաջացման մոտ 120 աստիճան Ցելսիուս ջերմաստիճանում: Այս հանգամանքը շատ կարևոր է, քանի որ այն կանխում է լարվածության կուտակումը հաղորդակցուղիների միացումներում՝ պահելով ջրի կլանումը տոկոսի կեսից ցածր: Փոխհաղորդիչների համար, որոնք աշխատում են խոնավ օդերում, որտեղ խոնավությունը միշտ բարձր է, այս ցածր ջրային կլանումը շատ կարևոր է: Արտադրողները նաև հաջողություններ են ունեցել հիբրիդային նյութերի մշակման գործում, որոնց ապահով ջերմաստիճանը այսօր գերազանցում է 155 աստիճան Ցելսիուսը, մոտ 25 աստիճանով ավելի բարձր, քան ավանդական էպօքսիդային նյութերը կարող էին ապահովել: Այս բարելավումը նշանակալից առաջընթաց է էլեկտրական մեկուսացման կիրառությունների ջերմային կատարման ոլորտում:

Մեխանիկական Դիմացկունություն Եւ Կոնստրուկտիվ Ամբողջականություն Շարժական Արտաքին Պայմաններում

Էպօքսի Կոմպոզիտների Աշխատանքային Բնութագիծը Մեխանիկական Եւ Շարժական Բեռների Ներքո

Արտաքին օգտագործման համար նախատեսված էպօքսի խառնուրդով պատրաստված տրանսֆորմատորները ստիպված են լինում հաղթահարել մեխանիկական լարվածությունը՝ հզոր քամիների շնորհիվ, որոնց արագությունը կարող է հասնել մոտ 90 մղոն/ժամի, ինչպես նաև երկրաշարժերի թրթիռները տարածքներում, որտեղ դրանք հաճախ են հանդիպում: Էպօքսի նյութերի ուժը գտնվում է դրանց հնարավորության մեջ դիմակայել այդ լարվածություններին՝ շնորհիվ դրանց ճկվող դիմացկունությանը, որը տատանվում է 18-ից մինչև 22 ԳՊա, ինչը նրանց տալիս է իրական առավելություն հին ձեւի յուղով լցված մոդելների նկատմամբ, որոնք հաճախ տառապում են տանկերի դեֆորմացիայի խնդիրներով: Ըստ 2024 թվականին ScienceDirect-ում հրապարակված վերջին հետազոտությունների, էպօքսիով պատյանված գլանները իրականում դիմակայում են փոփոխվող բեռներին մոտ 45 տոկոսով ավելի լավ, քան առանց պատյանի գլանները: Սա նշանակում է, որ երբ դեմ են կանգնում ծայրահեղ պայմանների՝ ինչպես օրինակ փոթորկային քամիներ կամ էլեկտրահաղորդման գծերի վրա կուտակված բեռնավոր սառույցը, ավելի քիչ ճաքեր են առաջանում:

Հիբրիդային Ուժեղացման Տեխնիկաներ Բարելավված Տևականության Համար

Առաջատար արտադրողները համատեղում են ապակեթելի հզորացում հետ հանքային լցված էպօքսի մատրիցներ ուժի կշռի հարաբերակցությունը ավելագույնս մեծացնելու համար: Այս մոտեցումը հնարավորություն է տալիս ստանալ.

• 320 ՄՊա ձգման դիմադրություն (համեմատելի կառուցվածքային պողպատի հետ)
• <0,2% ջրի կլանում խոնավության տատանումների 5000 ժամ անց

Վերջին մեխանիկական հատկությունների վերաբերյալ հետազոտությունը ցույց տվեց, որ հիբրիդային համակարգերը 15 տարվա ընթացքում պահպանում են 95% հարվածային դիմադրությունը՝ նմուշային UV/ջերմային տատանումների պայմաններում, որը կարևոր է հատկապես հարթակների և արդյունաբերական պարկերի համար ափերին: Այսօրվա տեխնոլոգիան թույլ է տալիս խառնուրդային հոսանքի փոխարկիչներին դիմակայել կատեգորիա 4-ի փոթորիկների քամու բեռներին՝ դիմադրելով նաև արդյունաբերական կառույցներից առաջացած քիմիական ազդեցություններին:

Խառնուրդային փոխարկիչների հաստատված շահագործման արդյունքներ և արդյունաբերության կողմից ընդունում

Ուսումնասիրություն. Երկարաժամկետ հուսալիություն ափամերձ ենթակայաններում

Տասնամյա փորձարկումները ցույց են տվել, որ էպօքսի խեժով պատված տրանսֆորմատորները հիանալի դիմադրում են կոռոզիային ափամերձ տարածքներում տեղադրված լինելու դեպքում, և բոլորովին բացակայում էին խոնավության թափանցումը ներս։ Այն աղի օդն ու բարձր խոնավությունը, որոնք սովորաբար քայքայում են պողպատե սերդ սովորական տրանսֆորմատորներում, չեն ազդում այդ խեժով փաթաթված գլանումների վրա։ 2023 թվականին հրապարակված «Գլոբալ ցանցային հարթակների դիմադրություն» զեկույցի վերջին տվյալների հիման վրա պարզվեց, որ մեր փորձարկումների արդյունքները համընկնում են մյուսների գտածների հետ։ Այդ զեկույցը նշում է, որ այդ խեժով ձուլված կոնստրուկցիաները դառնում են անհրաժեշտ էլեկտրատեղակայանքների համար ափամերձ պայմանների դեմ դիմադրություն ապահովելու համար։

Աստիճանային տվյալներ. 95%-ով նվազեցված կոռոզիայի պատճառով առաջացած անվավերություններ էպօքսի նյութի կիրառմամբ

Քանի որ կոմունալ ընկերությունները սկսեցին անցում կատարել էպօքսի հերմետիկ տրանսֆորմատորների վրա՝ այդ խոնավ ափամերձ տարածքներում, նրանք նկատեցին, որ կոռոզիայի հետ կապված իրենց խնդիրների գրեթե բոլորը վերացվել են: Նաև ցուցանիշները բավականի վատ չեն, իսկ զեկույցները ցույց են տալիս, որ ժանգի և խոնավության վնասվածքների պատճառով էներգամատակարարման ընդհատումները 95% պակաս են: Ինչն է այդքան հուսալի դարձնում այս նոր տրանսֆորմատորներին: Նրանք հրաժարվեցին հին ձևի յուղով լցված դիզայներից, որոնք հիմնված էին կազմակերպումների և կնիքների վրա, որոնք էությամբ դժվարացնում էին խնդիրները: Ըստ անցյալ տարվա Power Grid Analytics-ի հետազոտությունների՝ ռետինե մասերը կազմում էին կոռոզիայի հետ կապված բոլոր արտահոսքերի մոտ երեք չորսորդը: Տարբեր արևադարձային տարածքներում իրական աշխատանքի վերլուծությունից հետո ինժեներները նկատեցին մի հետաքրքիր երևույթ: Այս հատուկ ծածկույթով տրանսֆորմատորները ժամանակի ընթացքում պարզապես ավելի քիչ ուշադրություն են պահանջում իրենց սովորական հակառակորդների համեմատ, ինչը դրանք դարձնում է համարձակ ներդրում խոնավության միշտ խնդրահարույց տարածքներում:

Թրենդ՝ Աճող կոմունալ ենթակառուցվածքների ներդրումներ ջերմային կայուն խարտումային տրանսֆորմատորներում

Հյուսիսային Ամերիկայի ավելի քան կես կոմունալ ընկերություններ սկսել են նախընտրել խարտումային տրանսֆորմատորները երբ պլանավորում են խոշոր ենթակառուցվածքների ներդրումներ, քանի որ ժամանակի ընթացքում փոխարինում են դրանք և փոխարինման ծախսերը խնայում: Ըստ ԱՄՆ էներգետիկ նախարարության ցանցի ժամանակակից ծրագրի 2024 թվականի վերջին զեկույցի, այս էպօքսի ծածկված տրանսֆորմատորները դարձել են անհրաժեշտ հատկապես այն տարածաշրջաններում, որտեղ հաճախ են այրվում անտառները կամ հաճախ լցվում է ջուր: Եղանակային երևույթներից հետո էլեկտրական գծերի վնասվածքի դեպքում, այն վայրերը, որտեղ օգտագործվում են այս նոր տրանսֆորմատորներ, էլեկտրամատակարարումը վերականգնվում է ավելի քան 40% ավելի արագ, քան ավանդական մոդելներում: Այն, ինչ մենք տեսնում ենք այստեղ, միայն թրենդ չէ, այլ աճող ընդունում է արդյունաբերության մեջ, որ էպօքսի խարտումային տեխնոլոգիան իրոք աշխատում է մի քանի սպառնալիքների դեմ միաժամանակյա պայքարում:

Հաճախ տրամադրվող հարցեր

Ինչու են էպօքսի ծածկված տրանսֆորմատորները հարմար ծովափնյա միջավայրերի համար:

Էպօքսի խրապատ տրանսֆորմատորները խոնավության և քիմիական նյութերի դիմաց հակադրվող հատկություններ են ապահովում, որոնք պաշտպանում են աղի մածուկների և բարձր խոնավությունից, դա դրանք դարձնում է իդեալական ծովափնյա միջավայրերի համար:

Ինչպե՞ս են էպօքսի խարտուշակները բարելավում UV դիմադրությունը:

Էպօքսի խարտուշակները պարունակում են ավելացումներ, որոնք կլանում և ցրում են արևի լույսը՝ մեկուսացման հատկությունները չվնասելով, նվազեցնելով մակերեսի ճաքերը UV ճառագայթների ազդեցությամբ:

Ի՞նչ առավելություններ են ապահովում խարտուշակով ձուլված տրանսֆորմատորները ջերմային կատարումների տեսանկյունից:

Խարտուշակով ձուլված տրանսֆորմատորները պահպանում են իրենց ձևը բարձր ջերմաստիճաններում մոլեկուլային խաչաձև կապակցման շնորհիվ, ապահովելով կայունություն և ավելի երկար կյանք ջերմային ցիկլերի տակ:

Ինչպե՞ս են էպօքսի կոմպոզիտները կառավարում մեխանիկական լարվածությունը:

Էպօքսի կոմպոզիտները հայտնի են բարձր ճկվող ուժերով, որոնք հնարավորություն են տալիս դիմադրել մինչև 90 մղոն/ժամ արագությամբ քամիներին և երկրաշարժերի դողերին, ավելի լավ արդյունքներ ցուցադրելով, քան ավանդական մոդելները: