ISOLATORI COMPOSITI IN SILICONE ISOFLO NN-E®

SETTORE ENERGIA
ISOLATORI COMPOSITI ISOFLON-E®
ASPETTI TECNICI
ISOLATORI
COMPOSITI IN
SILICONE
ISOFLON-E
A00_0710
EB Rebosio S.r.l.
SETTORE ENERGIA
ISOLATORI COMPOSITI ISOFLON-E®
ASPETTI TECNICI
I primi isolatori Isoflon®
La Rebosio ha iniziato a sviluppare gli isolatori compositi negli
anni ’50 e la prima installazione sperimentale in servizio di
barre in vetro resina utilizzate come tirantini di poligonazione
isolati ed isolatori di sezione, risale al 1957, nella stazione
ferroviaria di Monza.
Da allora la Rebosio ha sempre perseguito
l’obiettivo di produrre isolatori compositi
sempre più affidabili e competitivi sul mercato.
Negli anni ’60 iniziano le prime installazioni di
isolatori compositi Isoflon® con copertura in
PTFE
(PoliTetraFluoroEtilene),
prima
sperimentali e poi sempre più significative,
finché nel 1972 sono standardizzati dalle
Ferrovie dello Stato e sono impiegati
normalmente sulla rete Ferroviaria Italiana
Italiana con lo storico marchio I621
.
Nel 1985 inizia lo sviluppo di una nuova copertura in
gomma siliconica e delle tecnologie ad essa legate e
nascono gli Isoflon-E®. Seguono le prime installazioni
sperimentali, fino alla loro entrata sul mercato nel 1990.
Nel 1994 cessa la produzione degli isolatori Isoflon®; ne
sono stati prodotti ed installati con soddisfazione degli
utilizzatori più di 2 milioni per utilizzo su linee di
trasmissione, di distribuzione e di contatto.
A00_0710
EB Rebosio S.r.l.
SETTORE ENERGIA
ISOLATORI COMPOSITI ISOFLON-E®
ASPETTI TECNICI
Gli Isoflon-E® oggi
Lo sviluppo e la sempre migliore conoscenza delle materie plastiche, l’affinamento della progettazione,
la sempre più specializzata ed ottimizzata tecnologia di produzione e quasi 50 anni di esperienza hanno
permesso lo sviluppo dell’ isolatore composito Isoflon-E, che oggi è un prodotto sicuro ed affidabile,
con una solida e vasta esperienza di esercizio, dalla caratteristiche ben note e garantite, ed
economicamente competitivo rispetto all’isolamento più tradizionale.
Queste caratteristiche lo fanno preferire ad altri materiali nell’impiego sulle linee elettriche di media ed
alta tensione e di elettrificazione ferroviaria, conquistando in tutto il mondo sempre più grandi quote di
mercato.
Le caratteristiche principali sono:
 La leggerezza unita alla elevatissima
resistenza meccanica
 Peso ridotto ( fino all’80% in relazione
ai tipi tradizionali)
 La non fragilità e resistenza agli urti:
sicurezza in caso di vandalismo
 La copertura in silicone monolitica:
impenetrabile protezione della barra
 La stabilità di fronte all’inquinamento
ambientale, chimico o naturale
 La resistenza all’invecchiamento e
quindi la durata di vita, provata da 30
anni di esperienza
 La proprietà chiave di idrofobicità del
silicone
 La bassissima emissione e tossicità dei
fumi
 Basso costo di imballaggio, trasporto e
installazione
A00_0710
EB Rebosio S.r.l.
SETTORE ENERGIA
ISOLATORI COMPOSITI ISOFLON-E®
ASPETTI TECNICI
Anatomia di un isolatore composito in silicone
La seguente descrizione da un’idea complessiva degli isolatori Isoflon-E, prodotti da EB Rebosio e
spiega la scelta dei materiali utilizzati che garantisce affidabilità al prodotto
Il progetto consiste nell’utilizzo di diversi
materiali che combinati insieme concorrono,
per le proprie peculiarità a dotare l’isolatore di
tutte le caratteristiche meccaniche, elettriche e
funzionali necessarie.
Terminali
I terminali metallici sono normalmente in
acciaio stampato e zincato a caldo, oppure
anche acciaio inossidabile, in ghisa sferoidale a
cuore nero, in lega di alluminio, in leghe di
rame. L’alto grado di standardizzazione dei
terminali permette una facile intercambiabilità
con gli isolatori tradizionali, e la possibilità di
soluzioni speciali è la soluzione ad ogni
esigenza specifica.
Barra in
vetroresina
La barra e’ in resina epossidica, rinforzata con
fibra di vetro per conferire le caratteristiche
meccaniche
di
progetto
a
trazione,
compresone, flessione e torsione dell’isolatore
stesso.
Quanto sopra e’ reso possibile dal fatto che le
barre sono prodotte internamente e quindi
personalizzabili secondo esigenze particolari.
Copertura in
silicone
Il rivestimento in silicone è responsabile di
tutte le caratteristiche elettriche, di isolamento
e di resistenza alla traccia ed alla erosione che
garantiscono una lunga vita dell’isolatore in
esercizio.
A00_0710
EB Rebosio S.r.l.
SETTORE ENERGIA
ISOLATORI COMPOSITI ISOFLON-E®
ASPETTI TECNICI
Il Prodotto
I terminali
Le dimensioni delle diverse configurazioni
standard dei nostri terminali sono in accordo con
le norme IEC - ANSI
Tutti i terminali utilizzati per isolatori per linee
elettriche di distribuzione e trasmissione sono in
acciaio stampato a caldo e galvanizzato a caldo. Il
rivestimento di galvanizzazione eseguito secondo
le specifiche ISO/IEC garantisce un’alta resistenza
alla corrosione o in acciaio inox.
La progettazione di tutti i terminali speciali,
eseguita
mediante
appositi
strumenti
tecnicamente all’avanguardia, garantisce la
rispondenza alle necessità del cliente.
Le dimensioni dettagliate e le caratteristiche
meccaniche sono riportate sui cataloghi dei nostri
isolatori.
In campo ferroviario oltre ai terminali in acciaio
vengono sempre più frequentemente utilizzati
terminali in lega speciale di alluminio ad alta
resistenza stampata a caldo e debitamente trattata.
Per applicazioni speciali vengono impiegati anche
terminali in acciaio inox o in leghe non ferrose come
il Bronzo.
La barra
La barra in fibra di vetro rinforzata con resina
epossidica
è
un’importante
componente
dell’isolatore composito.
Come prima detto è fabbricata mediante un
processo di poltrusione in continuo.
Le fibre di vetro sono di tipo ECR (che possono
avere differenti diametri) sono impregnate con
un sistema epossidico ad alta temperatura di
transizione vetrosa.
L’utilizzo del vetro ECR riduce sensibilmente il
rischio di corrosione da stress elettrolitico e di
conseguenza di rottura fragile della barra
La percentuale di fibra di vetro presente nella
barra determina le caratteristiche meccaniche a
trazione e flessione.
Il diametro della barra da utilizzare è scelto in
funzione all’applicazione richiesta
A00_0710
EB Rebosio S.r.l.
SETTORE ENERGIA
ISOLATORI COMPOSITI ISOFLON-E®
ASPETTI TECNICI
Il Prodotto
La Copertura in silicone
Lo scopo principale di un isolatore è di isolare la
tensione ad alto potenziale dalla terra o tra due
fasi da un flashhover esterno che può essere
causato da un sovraccarico o dalla polluzione.
Per ottenere questo scopo è importante
l’interazione tra le caratteristiche proprie del
silicone utilizzato ed il progetto dell’isolatore
stesso.
Fondamentale e’ la caratteristica della mescola
siliconica impiegata dalla EB Rebosio di
possedere un elevato grado di loss and
recovery dello strato superficiale. Questo
comportamento consente alla superficie
isolante di “ripristinarsi” dopo esposizione a
forte polluzione anche prolungata. Questo ad
esempio e’ dimostrato dall’alto grado di
salinita’ di tenuta di isolatori tolti da esercizio
da installazioni a forte polluzione.
Nonostante
le
ridotte
dimensioni
in
comparazione con I tipi tradizionali, grazie alla
proprietà chiave di idrofobicità ( caratteristica
propria del silicone) ed alla peculiarità del
desing siamo riusciti ad ottenere delle ottime
performances di resistenza alle scariche
elettriche.
L’idrofobicità è la caratteristica che non
permette all’acqua / umidità di penetrare …..
L’idrofobicità è una proprietà chiave per
un’affidabile operatività in linea degli isolatori,
anche in condizioni di alta polluzione, al punto
di eliminare quasi totalmente la necessita di
lavare / ingrassare gli isolatori stessi ottenendo
cosi anche una forte riduzione dei costi di
manutenzione.
Il silicone HTV da noi utilizzato combina
eccellenti caratteristiche di resistenza alla
traccia e alla erosione, mantenendo allo stesso
tempo un alto grado di irdofobicità anche in
condizioni gravose di esercizio.
Dalla nostra esperienza e dai risultati ottenuti
in esercizio gli isolatori prodotti con il silicone
HTV hanno evidenziato una resistenza
all’invecchiamento equivalente o superiore agli
isolatori ottenuto con altri tipi di silicone
A00_0710
EB Rebosio S.r.l.
SETTORE ENERGIA
ISOLATORI COMPOSITI ISOFLON-E®
ASPETTI TECNICI
I Componenti ed il loro controllo
I Terminali
I terminali standard in acciaio zincato a caldo
vengono in genere approvvigionati da esterno
in base a ns. Specifiche che ne fissano i
requisiti, i tipi di ispezione a cui devono essere
sottoposti con relativa numerosita’ campionaria
prima dello svincolo
Di norma vengono sempre controllati:
- Dimensioni principali
- Composizione della materia prima
- Durezza
- Spessore dell’eventuale rivestimento
galvanico
- Rugosità della superficie interna
I terminali non standard sono sempre
fabbricati/ ordinati/ ispezionati a ns Specifica
Tutti i fornitori esterni devono essere certificati
secondo ISO 9001; di detti fornitori viene
tenuta una valutazione sempre aggiornata e
vengono pianificate ns Visite Ispettive.
La Barra
La barra è ottenuta mediante un processo di
poltrusione in continuo.
La riproducibilità delle caratteristiche della barra
è garantita da un sistema di monitoraggio in
continuo dei principali parametri di processo
(temperature, tempi, velocita’, forza di tiro).
Questi controlli sono integrati da quelli periodici
fatti dal personale di reparto, secondo le
istruzioni operative pertinenti.
La nostra capacità produttiva mensile dei due
impianti automatici che possono fabbricare su
tre turni in continuo decine di migliaia di metri
di prodotto copre tutti i nostri fabbisogni ed il
vasto
parco
attrezzature
permette
la
realizzazione di diametri che vanno da 15 mm a
88 mm .
Le
principali
caratteristiche
tenute
costantemente sotto controllo sono le seguenti :
-
Temperatura di trafila
Corretta reattività della miscela
Corretta viscosità della miscela
Assenza di vuoti
Incollaggio vetro con resina
Il Silicone
La mescola siliconica di tipo HTV/ HCR viene
approvvigionata secondo ns specifica interna.
Il prodotto e’ tale da essere compatibile con la
ns. tecnologia di produzione e da superare
tutte le prove previste dalle normative IEC/
ANSI.
Al ricevimento del materiale vengono tenuti in
conto i valori di densita’ e reattivita’ per la
regolazione del processo.
A00_0710
EB Rebosio S.r.l.
SETTORE ENERGIA
ISOLATORI COMPOSITI ISOFLON-E®
ASPETTI TECNICI
Il processo produttivo ed il suo controllo
La compressione dei terminali
La compressione radiale, distribuendo in modo
equilibrato la pressione, garantisce un attrito
con gradiente ottimale tra terminale e barra,
attrito che determina la caratteristica meccanica
principale dell’isolatore assicurandone una lunga
durata in esercizio.
A seconda dei terminali usati ( materiali,
dimensioni ecc… ) e della combinazione con i
diversi diametri di barra, sono stati definiti tutti i
parametri standard che garantiscono la tenuta
meccanica richiesta : da 40 kN a 400 kN.
Le macchine utilizzate garantiscono il completo
controllo del processo e ci permettono di
archiviare tutte le informazioni relative ad ogni
lotto di produzione, che possono essere forniti
al cliente su richiesta.
Il controllo del processo di compressione,
integrato con un sistema di detezione cricche
tramite emissione acustica, rende affidabile il
prodotto anche in caso di carichi meccanici
elevati.
Lo stampaggio del silicone
L’alta viscosità del silicone HTV preferito ad altri
tipi, richiede un processo di iniezione che deve
combinare alta pressione ( circa 1500 bar ) con
alta temperatura.
La principale caratteristica del nostro processo
produttivo è l’iniezione del silicone HTV, che
forma
la
copertura
isolante
alettata,
direttamente sulla barra, già equipaggiata con i
terminali metallici, alloggiata in un unico
stampo modulare che garantisce una copertura
veramente
monolitica
ed
omogenea,
perfettamente aderente ai terminale ed alla
barra, ad evitare qualunque penetrazione di
agenti contaminanti.
A00_0710
EB Rebosio S.r.l.
SETTORE ENERGIA
ISOLATORI COMPOSITI ISOFLON-E®
ASPETTI TECNICI
Il Controllo qualità e le prove
La EB Rebosio e’ certificata secondo ISO 9001:2008
dal Lloyds’ Register.
Il controllo del prodotto si articola attraverso la
preparazione di piani di fabbricazione e controllo
corredati da procedure ed istruzioni.
I dati raccolti e la documentazione emessa a fronte d
controlli effettuati e’ per la maggior parte inserita nel
sistema informatico gestionale SPI, appositamente
personalizzato.
Procedure ed istruzioni interne sono in accordo o
superano le prescrizioni delle Norme CEI IEC 61109,
61952, 62217, 62231.
I laboratori EB Rebosio, pur non essendo laboratori
indipendenti, allo scopo di sviluppare internamente il
prodotto, possono eseguire in accordo alle CEI – IEC
62217 , 61109 e 61952
- Prove di invecchiamento elettrico quali le 1000h
Salt Fog ed il Wheel Test
- Prove termomeccaniche sotto carico a trazione o
flessione
- Prove meccaniche di lunga durata
- Prove elettriche a Frequenza Industriale sino a 250
kV cr
In riferimento specifico alle mescole siliconiche
vengono svolte prove di resistenza alla traccia ed
alla erosione, oltre alle consuete caratterizzazione
meccaniche
Quanto sopra a significare che la EB Rebosio e’ in
grado di ottimizzare materiali e design prima di
effettuare le previste prove di Concezione e Tipo
presso Laboratori accreditati esterni.
Fra questi, a seconda della tipologia di prove da
effettuare, la Societa’ si avvale dei seguenti
Laboratori:
KEMA - Arnhem Olanda
EGU
- Praga Repubblica Ceca
FGH
- Mannheim Germania
ICMET - Craiova Romania
CESI - Milano Italia
ZKU
- Praga Repubblica Ceca
VNL
- Budapest Ungheria
A00_0710
Requisiti particolari originati da Capitolati del
Cliente sono gestiti e monitorati separatamente.
Ad esempio, nel caso si debbano studiare
protezioni, dispersori di campo, la Societa’ dispone
di un programma dedicato allo studio di campi
elettrici e risorse addestrate a questa attivita’.
Il sistema consente la rintracciabilita’ di lotti di
produzione omogenei, essendo, fra l’altro, solo i
terminali di provenienza esterna/ da altro sito
produttivo del Gruppo.
I laboratori interni di cui la EB Rebosio dispone
sono in grado di effettuare:
-
-
Le prove di routine delle norme prima
citate. In particolare possono essere
sottoposti a trazione isolatori sino a 6 metri
di lunghezza e carichi di 600 kN.
Le prove di accettazione, sempre in
riferimento alle norme di cui sopra, ivi
comprese prove di flessione, compressione
e torsione per tutta la gamma di
produzione.
EB Rebosio S.r.l.
SETTORE ENERGIA
ISOLATORI COMPOSITI ISOFLON-E®
ASPETTI TECNICI
Documentazione rilasciata
TEST ESEGUITI SECONDO LA NORMA IEC 61109
Tutti gli isolatori prodotti da EB Rebosio sono costruiti per rispondere alle specifiche tecniche
e superare i test previsti dalla norma IEC 61109
Presentazione dei risultati
Se non diversamente specificato dal Cliente, la EB Rebosio in accompagnamento alle forniture, in
accordo alle Norme EN 10204 rilascia i seguenti documenti:
Type 2.1 Attestato di Conformita’ alla ordinazione. Documento rilasciato sempre.
Type 2.2 Test Report. Documento 2.1 con in aggiunta indicazione non specifica di risultati di
ispezione. Documento rilasciato a richiesta
Type 3.1 Inspection Certificate 3.1. Documento 2.1 con in aggiunta i risultati di prove effettuate sul
lotto/i di prodotto fornito, in genere secondo specifiche del Cliente. Rilasciato a richiesta.
Se non previamente concordato ha un costo che viene indicato in fase di offerta????
Type 3.2 Inspection Certificate 3.2. Come al punto precedente, effettuato alla presenza del
rappresentante designato dal Cliente.
Suggerimenti per l’installazione e la manutenzione
Movimentazione
Nonostante i vantaggi complessivi gli isolatori in
composito non sono indistruttibili. Dal produttore
all’installazione finale gli isolatori passano attraverso vari
fasi : ricezione e stoccaggio, trasposto , manipolazione ed
installazione in linea. Tutte queste fasi richiedono una
certa attenzione e cura nel loro svolgimento.
Danni o lacerazioni della parte isolante possono
compromettere la linea di fuga o esporre il nucleo
interno, riducendo cosi l’isolamento stesso o la vita
dell’isolatore.
Tutto questo può avvenire se durante il maneggio degli
isolatori vengono usati utensili impropri ( coltelli, taglierini
ecc… ) o se gli imballi sono inadatti o poco curati.
Gli isolatori devono essere sempre trasportati nei loro
imballi originali, e quando vengono sballati non devono
essere mai mescolati con altri materiali.
La composizione del nucleo rinforzato con fibre di vetro
garantisce un’eccellente resistenza alla trazione assiale,
ma nel caso di isolatori lunghi questo non è progettato
per resistere a sforzi di torsione o piega. Per questo
motivo nessun carico di torsione o piega deve essere
applicato. Per il loro trasporto spesso vengono usate scale
di alluminio.
In caso vengano utilizzate corde per alzare l’isolatore fino
al punto di installazione, tali corde non devono essere
fissate sulla copertura in silicone ma sulla parte metallica
dei terminali.
A00_0710
EB Rebosio S.r.l.
SETTORE ENERGIA
ISOLATORI COMPOSITI ISOFLON-E®
ASPETTI TECNICI
Pulizia
Poiché’ il tipo di gomma siliconica impiegata, per sua intrinseca natura, e’ in grado di ripristinare uno stato
superficiale idrofobico pur compromesso da fenomeni pollutanti, ne risulta che le caratteristiche
dielettriche superficiali non subiscono variazioni importanti per motivi strutturali. In altre parole in queste
condizioni non sono necessarie operazioni di pulizia e ripristino.
E’ altrettanto chiaro che una azione continua e rilevante di agenti pollutanti non dia alla copertura il
tempo di ripristinare condizioni ottimali: ne deriva che l’idrofobicita’ superficiale della superficie inquinata
diminuisce: in queste condizioni in presenza di alcune combinazioni tipo di contaminante/ condizioni
climatiche e’ opportuno intervenire.
Indicazioni precise possono essere date conoscendo le condizioni ambientali in situ.
Di norma, se non vengono segnalate situazione di polluzione superiori alla classe D “Heavy” della ST IEC
60815 -1, una pulizia periodica non e’ richiesta.
Per contro, per polluzione classificata “Very heavy”, come ad esempio:
- per elettrificazione ferroviaria: in tunnel senza sensibile ricambio d’aria e tracciati percorsi ancora
da diesel,
- per linee di trasmissione: zone aride e desertiche con contemporanea presenza di polluzione
industriale;
e’ opportuno prevedere una pulizia periodica delle coperture isolanti.
Mentre per le linee ti T&D si consiglia l’utilizzo di acqua erogata da lance in pressione (sino a 7 MPa), per
la trazione ferroviaria possono verificarsi situazioni diverse, stante le dimensioni degli isolatori e le
geometrie articolate dei montaggi.
Per questi isolatori si raccomanda genericamente l’utilizzo di solventi organici quali isopropanolo: l’agente
di pulizia viene impiegato con stoffe/ garze inumidite.
Si segnala come la EB Rebosio, avendo maturato una esperienza pluridecennale, in cooperazione con gli
utilizzatori, nella analisi dello stato delle coperture di isolatori installati in condizioni significative, sia in
grado di fornire al Cliente una assistenza personalizzata post vendita, allo scopo di ottimizzare tempistica,
materiali e costi inerenti una eventuale pulizia periodica.
Per quanto non espressamente scritto rimandiamo a due paper che costituiscono un po’ il riferimento
generale per queste problematiche.
1. Some Reccomendations on the Handling of Composite Insulators. C. De Tourreil CIGRE WG 22-03
2. IEEE987. Guide for Application of Composite Insulators
Smaltimento
Tutti i materiali utilizzati nella fabbricazione degli isolatori compositi in gomma siliconica non sono
ritenuti rifiuti dannosi e quindi non hanno bisogno di analisi di identificazione di sostanze dannose.
Essendo classificati rifiuti non dannosi possono essere smaltiti come rifiuti solidi urbani comuni e
depositati nelle aree autorizzate ( codice C.E.R. 120199 Codice europeo dei rifiuti )
- Le parti in lega di alluminio o rame ed in acciaio galvanizzato sono materiali ben conosciuti e non
generano problemi ambientali ed una volta divise dagli altri componenti possono essere riciclate.
- il livello di tossicità del nucleo composto da fibre di vetro e resina epossidica è di 1.8 ( CO e CO2).
Questo significa che è molto basso ed in ogni caso non c’è presenza di alogeni, per questo può essere
smaltito come rifiuto solido urbano comune
- La copertura in silicone è costituita basicamente da Polydimethylsiloxane ( PDMS ) e da minerali più
additivi inattivi. La tossicità è estremamente bassa e rispetta i convenzionali indici di tossicitàITC = 6,17
classe F1.
Leggi applicate : D.L. n°152 del 03/04/2006 / D.M. 5/2/1998
A00_0710
EB Rebosio S.r.l.
SETTORE ENERGIA
ISOLATORI COMPOSITI ISOFLON-E®
ASPETTI TECNICI
La gamma dei nostri isolatori Isoflon-E®
Le tipologie standard dei nostri isolatori sono :
-
Isolatori compositi per linee elettriche di distribuzione fino a 100 kV
Isolatori compositi per linee elettriche di trasmissione fino a 500 kV
Isolatori compositi portanti rigidi
Isolatori compositi per linee ferroviarie da 750 – 1.500 V
Isolatori compositi per linee ferroviarie da 3 kV
Isolatori compositi per linee ferroviarie da 15 kV
Isolatori compositi per linee ferroviarie A.V. da 25 kV
Isolatori compositi per sottostazioni elettriche
A00_0710
EB Rebosio S.r.l.