Восстановление, переработка и утилизация изоляторов

Когда речь заходит о компонентах и ​​оборудовании, используемых в электрических сетях, традиционно основное внимание уделяется стоимости и производительности.Однако по мере все более пристального внимания ко всем вопросам, связанным с изменением климата, производители и потребители в настоящее время уделяют больше внимания чистому воздействию этих продуктов на окружающую среду — от добычи их сырья до способов их производства и того, что происходит с ними в конце срока службы. -жизнь.Это особенно важно для таких предметов, как электрические изоляторы, из-за их огромного количества, используемого в электрических сетях.Эта предыдущая статья INMR объединила вклад Альберто Пиджини о тенденциях и новых правилах, касающихся переработки и утилизации изоляторов, с историей того, как эти типы проблем решались на крупной коммунальной станции в Бразилии.

Такие методологии, как оценка жизненного цикла, которые оценивают полное воздействие любого продукта на окружающую среду от «колыбели до могилы», приобретают все большее значение в энергетической отрасли.Действительно, положение, подобное приведенному ниже, в настоящее время все чаще встречается в технических спецификациях на изоляторы и другое оборудование, добавляя экологический аспект к прежним требованиям, которые касались только производства, испытаний и поставки:

'Поставщики должны прокомментировать экологическую безопасность конструкции и материалов, используемых при производстве предлагаемых товаров. В частности, комментарии должны касаться таких вопросов, как возможность вторичной переработки и утилизации по истечении срока службы'.

Поддержка разработок в этой области поступила от IEC TC 111, который занимался Экологическая стандартизация электрических и электронных изделий и систем и работал над созданием соответствующих стандартов, в том числе:

• Стандарт МЭК 62430:2009, Экологически безопасный дизайн для электрических и электронных продуктов, определение требований и процедур для интеграции экологических аспектов в процессы проектирования и разработки электротехнической продукции;

• Стандарт МЭК 62474, Декларация о материалах для продукции электротехнической промышленности, переход к стандартизированной декларации о соответствии всех материалов, из которых состоит конечный продукт, окружающей среде;

• Технический отчет МЭК 62635, Руководство по предоставлению производителями и переработчиками информации об окончании срока службы, а также по расчету степени пригодности к переработке электрического и электронного оборудования, намереваясь предоставить информацию переработчикам, чтобы обеспечить надлежащую и оптимизированную обработку по окончании срока службы.В этом отчете также оцениваются коэффициенты вторичной переработки и восстановления на основе атрибутов продукта, которые отражают реальную практику по окончании срока службы.

Одним из аспектов, в наибольшей степени влияющих на воздействие таких продуктов, как изоляторы и сопутствующая аппаратура, на окружающую среду, является стратегия, принятая в конце их срока службы, будь то переработка или утилизация.Каждый год передающие и распределительные компании производят значительное количество отходов, таких как эпоксидные, силиконовые и фарфоровые материалы, особенно во время проектов по обновлению устаревшей инфраструктуры.Хотя этот вид отходов часто попадает на свалки, директивы по обращению с отходами в таких странах, как Европа, поощряют восстановление и переработку за счет более ограниченного использования свалок.Несколько лет назад, например, Европейский парламент издал директивы об отходах электрического и электронного оборудования (WEEE), в которых говорится, что все такое оборудование должно быть переработано, и фактически запрещена утилизация на свалках.Более строгие ограничения на электрические отходы сейчас и в будущем означают, что производителям, а также пользователям высоковольтного оборудования все чаще придется искать альтернативные методологии обращения с отходами.Аналогичные тенденции наблюдаются и в других районах земного шара.

По сути, существует четыре основных класса методов переработки:

• Первичная переработка, т.е. преобразование отходов в материалы, имеющие свойства, эквивалентные исходным материалам;

• вторичная переработка, т.е. преобразование отходов в материалы, свойства которых хуже, чем у исходных материалов;

• Третичная переработка, т.е. преобразование отходов в химикаты или топливо, и

• Четвертичная переработка, т.е. преобразование отходов в энергию

Большинство методов, когда речь идет о первичной или вторичной переработке, включают смешивание некоторого количества отходов с первичным сырьем, которое затем обрабатывается так, как если бы оно было первичным.Обозначение как первичная или вторичная переработка в действительности зависит от того, насколько успешным является этот процесс.Третичная переработка относится к химическому разложению материала (например, деполимеризация на химические вещества и топливо), в то время как четвертичная переработка является синонимом сжигания и использования высвобождаемой энергии.

С точки зрения использования материала обычно предпочтительнее достичь максимально возможного уровня рециркуляции, например, вторичная рециркуляция лучше, чем четвертичная рециркуляция.Однако с точки зрения экономики и использования ресурсов такой сценарий не всегда должен быть оптимальным.Вторичная переработка может потребовать чрезмерного количества энергии и других ресурсов (например, оборудования, рабочей силы, добавок, дополнительной энергии и т. д.), тогда как четвертичная переработка может быть простой и не требовать энергии или каких-либо дополнительных ресурсов.

Процессы первичной, вторичной и третичной переработки включают сбор материалов, их идентификацию, утилизацию остатков и их последующую продажу.Для того чтобы этот процесс был экономически оправдан, стоимость регенерируемых материалов, конечно, должна быть выше, чем стоимость, необходимая для их переработки.

Примером типичного современного сценария переработки изоляторов является вторичная переработка фарфоровых изоляторов в качестве наполнителей для бетона или дорог после обработки в молотковых дробилках.В случае стеклянных изоляторов вторичная переработка еще более целесообразна.Композитные изоляторы, напротив, не могут быть легко демонтированы и переработаны для использования в новых продуктах.Поэтому экономичные и экологически эффективные подходы к их первичной, вторичной и третичной переработке пока не осуществимы, и эффективно перерабатывать можно только металлическую фурнитуру.В результате, помимо восстановления металла, четвертичная переработка (т.е. сжигание с рекуперацией энергии) оказалась наиболее эффективным способом обработки композитных изоляторов в конце срока службы.В то же время следует отметить, что использование полимерных отходов в качестве топлива для выработки электроэнергии или тепла выгодно тем, что эти материалы обладают высокой энергоемкостью при высвобождении.

Из-за огромного количества изоляторов, аппаратуры и других компонентов линий, которые необходимо будет заменить в ближайшем будущем, очевидно, что необходимо будет найти разумные варианты переработки или повторного использования.Достижение этой цели также будет способствовать повышению устойчивости систем передачи и распределения электроэнергии в целом.

Практический пример восстановления и переработки

В 2006 г. представители INMR посетили уникальное предприятие, главной задачей которого было восстановление и/или переработка таких компонентов, как изоляторы, снятые с линий.Центр переработки и склад управления материалами в данном случае принадлежали Companhia Energética de Minas Gerais (CEMIG) — крупному коммунальному предприятию, базирующемуся в Бразилии.Из-за масштаба своей обширной зоны обслуживания CEMIG создала оборудование для обработки многих тысяч компонентов, удаляемых каждый год из всей сети.На этом складе логистики и материалов, расположенном в Белу-Оризонти, была реализована программа, в соответствии с которой большая часть бывших в употреблении компонентов, особенно изоляторы, выключатели и предохранители, была восстановлена ​​до состояния, при котором их можно было снова использовать в сети.

Изоляторы и другие компоненты линий, поступающие на ремонт или переработку, сначала сортируются в контейнеры.

Входящие предметы были отсортированы и отсортированы, чтобы отделить те предметы, которые пригодны для восстановления и повторного использования, от других, которые явно больше не могут использоваться в сети и, следовательно, пригодны только для переработки их основного сырья.Например, в случае со стеклянными изоляционными дисками они поступали в самых разных возможных условиях: от тех, которые уже прослужили много лет, до единиц, которые все еще были относительно новыми, но которые пришлось снять из-за отдельных событий, таких как падение. столбы.После очистки стеклянной оболочки абразивной губкой и струйной обработки металлического колпачка крошечными шариками из стекловолокна для удаления поверхностной ржавчины или водорослей использованный диск вновь приобрел вид нового изолятора.Более того, поскольку стеклянная оболочка была неповрежденной, не было необходимости в электрических испытаниях, а изоляторы можно было упаковать в ящики и отправить для переустановки в сети.

Пескоструйная установка распыляет шарики из стекловолокна на фитинг, эффективно удаляя ржавчину и возвращая фитингу почти новый вид (слева).

Тот же самый процесс был повторен для фарфоровых дисков, за исключением того, что перед повторной упаковкой каждая единица была проверена на наличие внутренних проколов на электрической испытательной станции, примыкающей к зоне восстановления.

Электрические испытания проведены на всех переработанных фарфоровых дисках для подтверждения целостности оболочки.

Не каждый стеклянный диск, поступающий на предприятие, можно было очистить для последующего повторного использования.Например, изоляторы, работавшие в течение многих лет рядом с заводом по производству удобрений, настолько покрылись загрязнением, что никакая чистка не могла удалить слой загрязнения.В этом случае единственным решением для восстановления этих изоляторов для дальнейшего использования была промывка и последующее покрытие их RTV-силиконом — процедура, которая по существу покрывала загрязнение тонким гидрофобным слоем и восстанавливала электрические характеристики.

Восстановление сильно загрязненных стеклянных дисков силиконовым покрытием RTV.

Процесс утилизации изоляторов также применялся к связанным компонентам, таким как переключатели и предохранители, которые обычно очищались, ремонтировались и тестировались перед отправкой обратно для повторного использования в сети.

Восстановленные выключатели вернут в эксплуатацию

Всякий раз, когда какие-либо компоненты, содержащие фарфор, обнаруживались как треснувшие или проколотые и больше не пригодные для использования в сети, керамический материал отделялся от металлического оборудования и перерабатывался в строительные компоненты.Металлическая фурнитура и весь свинец от этих агрегатов были проданы местным торговцам металлоломом.Например, только за один день около 5000 кг.свинца может быть удалено из фарфоровых предохранителей и переработано с помощью этого процесса.Такая систематическая работа по оценке, восстановлению и переработке поступающих использованных электрических компонентов сделала это предприятие одним из самых передовых в своем роде в мире.

Треснувший фарфор перерабатывается в керамические строительные блоки, используемые в домашнем строительстве.

Ограничители перенапряжения также являются важным компонентом линии в зоне обслуживания CEMIG, которая имеет один из самых высоких уровней изокерауники во всей Америке.Широкое использование разрядников среднего и высокого напряжения с полимерным корпусом выдвинуло новую проблему с точки зрения управления материалами, а именно, как лучше всего утилизировать эти устройства в конце их срока службы.Действительно, одним из критериев, определяющих будущее использование всех типов полимерных компонентов компанией CEMIG, вероятно, будет то, насколько эффективно они могут быть переработаны, а также связанное с этим воздействие на окружающую среду.

Возможности переработки полимерных компонентов, таких как изоляторы и разрядники, повлияют на степень их использования в CEMIG.

Тематическое исследование по перепрофилированию изоляторов

Производство фарфоровых изоляторов исторически было широко разбросано по всему миру.Как правило, развитие этой отрасли в любом отдельно взятом регионе зависело от двух ключевых факторов – обильного предложения глины и готовности предпринимателей вкладывать средства в преобразование этого материала в электроизоляционные изделия.И, пожалуй, нигде больше эти два фактора не представлены в таком изобилии, как в городе Лилин в Китае.Расположенный к югу от столицы провинции Хунань, Чанша, Лилин был одарен высококачественной глиной, что сделало его идеальным местом для производства фарфора, датируемого 1700 годами эпохи династии Восточная Хань.По общему мнению, существует много десятков, а то и сотен различных производителей фарфоровых изоляторов, официально зарегистрированных в местных органах власти, и, возможно, столько же, которые работают «незаметно».Вместе эти многочисленные заводы поставляют фарфор для всех применений низкого, среднего и высокого напряжения.

При таком большом количестве поставщиков можно было бы ожидать, что свалки в этом районе будут «лопаться» от десятков тысяч изделий, отбракованных каждый год из-за того, что они не соответствуют требованиям качества.Однако появилось гораздо более экологичное решение.Фабричные отходы оставляются на обочинах дорог и быстро перерабатываются местными жителями в строительные конструкции любого рода, от структурных опор для террас, дорог и балюстрад до столбов, поддерживающих навесы.

В сельской местности вокруг Лилин почти повсеместно можно найти повторно используемый электрический фарфор.

На самом деле, они стали настолько фундаментальными для местной культуры, что даже можно обнаружить их переплетение с религиозной жизнью и обрядами города.Например, в храме высоко в горах с видом на Лилин традиционно проводился день, когда местные фермеры приходят к церемониальному колодцу, чтобы помолиться о обильном дожде для их урожая.Колодец, известный как «драконий колодец» из-за головы дракона в маленьком храме, украшен изоляторами.

Эта статья является копией из INMR (https://www.inmr.com), не для коммерческого использования, а только для технического обучения и общения.