2 - الأسس النظرية :
صنفت العديد من الدراسات المطاط السيليكوني على أنه من أفضل المواد العازلة غير السيراميكية
وأكثرها استخداما وبينت بأن الأداء الكهربائي لعوازل غير سيراميكية جديدة مصنوعة من المطاط
السيليكوني أفضل من أداء عوازل مصنوعة من البورسلان أو الزجاج في شبكات التوتر العالي
المعرضة للتلوث ويفسر هذا الأداء المتميز بخاصة رفض الماء للمطاط السيليكوني التي تعيق تشكل
شريط مائي ناقل متصل على سطح العوازل الملوثة؛ مما يؤدي إلى الحد من نشوء انهيار زاحف
مبكر على هذه العوازل؛ وبالتالي إلى رفع توتر انهيارها الزاحف ويبن الشكل (2 - 1) خاصية
رفض الماء على العوازل السيلوكنية
الشكل (2 - 1) يبين خاصية رفض الماء على العوازل السيليكونية
لكننا نلاحظ من جهة أخرى أن ذلك قد يحد ولكن لا يمنع؛ عند استخدام هذه
العوازل في شبكات التوتر العالي؛ من حدوث انفراغات وأقواس كهربائية
جزئية عند الأقطاب بملامسة سطح العازل المطاطي؛ وذلك بسبب تركز
الملوثات الكهربائية وحدوث تشوهات موضعية لشدة الحقل في تلك المواقع

نتيجة لعدم انتظام بنية أقطاب العازل؛ ووجود رؤوس مؤنفة عند حوافها
ويتوقع في هذه الحالة أن تكون البنية البوليميرية لسطوح هذه العوازل غير
السيراميكية أكثر عرضة لتغير والتقادم من العوازل السيراميكية غير
العضوية؛ وبالتالي إلى تعرضها للتآكل والتشقق؛ واحتمال حدوث تراجع واضح
في خواصها وبصورة أساسية خاصة رفض الماء مع الزمن
إن دراسة مشكلة التقادم في العوازل البوليميرية غيرالسيراميكية؛ وإمكانية
حدوث تغير في خاصة رفض الماء مع مرور الزمن؛ وبالتالي احتمال تغير
الأداء الكهربائي لهذه العوازل في ظروف التلوث؛ تعتبر ذات أهمية كبيرة
بالنسبة لمؤسسات الكهرباء عند رغبتها باستخدام عوازل غير سيراميكية على
هذه الخطوط: لانعكاس ذلك على موثوقية واقتصادية عمل خطوط شبكات
التوتر العالي
قبل الدخول في الاختبارات الي أجريت من خلال هذا البحثء واستعراض
ومناقشة النتائج التي تم التوصل إليهاء لابد من استعراض سريع لعدد من
المفاهيم النظرية الأساسية في هذا المجال وهذا يشمل التعرف على ماهية
المواد العازلة غير السيراميكية المستخدمة في عوازل شبكات التوتر العالي
وفي هذه الاختبارات؛ وعلى بنيتها الجزئية؛ ودور هذه البنية في نشوء خاصة
رفض الماء وكذلك تقديم تصور أولي عن التغيرات التي يمكن أن تتعرض لها
هذه الموادء وبنيتها الجزئية تحت تأثير الشرارات الزاحفة والأقواس الابتدائية
في ظروف التلوث عند تطبيق توترات عالية عليها

الفصل الثالث
ألمواد العازلة البوليمرية

3- المواد العازلة البولميرية:
إن كلمة بوليمير 001/0102 مشتقة من أصسل يوناني وتعني " متعدد الجزيثات "
ويتألف البوليمير بشكل عام من عدد كبير من الوحدات الأولية المتكررة
المسماة مونومير 10000006 ؛ والمرتبطة بعضها ببعض بروابط مشستركة؛ و
بأشكال مختلفة نتعطي نواتج مختلفة ذات خواص متباينة فجزيئات البوليمرات
هي جزيئات كبيرة ذات بنية خطية أو بنية متفرعة أو بنية متشابكة ( متصالبة)
أو شبكية [2 ]كما في الشكل (3 - 1):
الشكل (3 - 1) يوضح ارتباط جزيئات البولمير مع بعضها البعض
سلاسل طويلة جداً عالية الوزن الجزيشي وسلاسل أخرى قصيرة منخفضة
معتمدة على الطرائق المستخدمة في تعيين الوزن الجزيئي

أسهمت البوليميرات منذ فجر التاريخ في حياة الكائنات الحية وبناء الحضارة؛
فالبروتينات وجزيئات متعددة السسكريات ومواد طبيعية أخرى كالكتان والحرير
تأخذ مكان العوازل التقليدية السيراميكية نظراً لما تتمتع به من خواص كهربائية
وفيزيائية جيدة كخاصة صد الماء و الخفة والمرونة وعدم القابلية للكسر
مع تطور تقنيات تصنيع المواد البولميرية العضوية؛ فقد طراً تطور ملفت في
تصنيع مواد عازلة جديدة للاستخدامات الكهربائية وكبديل عن المواد العازلة
والورق والحرير والكتان الخ؛ ولقد كان العامل المساعد في توسيع
استخدام المواد العازلة البولميرية المصنعة وهو إمكانية الحصول (عن طريق
عمليات التصنيع أو التفاعلات ) على مركبات بولميرية ذات مواصفات
تلان المركبات ملاكنة اقرط معيخ لز تلزوك صل خاضنة:
إن التزايد الكبير في عدد وأنواع المواد العازلة العضوية كبيرة الجزيئثات
وتحسين مواصفاتها وخواصها الكهربائية بصسورة تتلاءم مع متطلبات
هندسة التوتر العالي وقد مكن دخول المواد العازلة العضوية كبيرة الجزيئنات
مجال هندسة التوتر العالي من إحداث تطور سريع في صناعة تجهيزات التوتر
العالي وخاصة في الاستخدامات الداخلية؛ وتصغير أبعاد وحجوم العديد من هذه
التجهيزات بالمقارنة مع التجهيزات التي تستخدم العزل الهوائي مثلاًء وذلك
نظراً للمتانة الكهربائية العالية لهذه المواددكما هو الحال في مادة البولي فينول
وكذلك مادة البولي ايتلين

من أهم تلك الاستخدامات العملية نجدها في استخدام مادة البولي فينيل
كلورايد(070) ومادة البولي اتيلين( عم ) والبولي اتيلين المشبك 10108 في
عزل كابلات التوتر المنخفض و المتوسط و العالي و علب الوصل و النهاية
العائدة لهاء و قد ساعد استخدام هذه المواد و تطوير مواصفاتها الكهربائية
وغير الكهربائية على تحسين أداء هذه التجهيزات و زيادة التوفير الاقتصادي
بسبب إنقاص سماكة العزل ويؤدي ذلك إلى إنقاص قطر الكابل ووزنه
تصنف المواد العازلة العضوية إلى [ 3 ]:
1- المواد العازلة العضوية صغيرة الجزيئات: وتشمل
الزيوت العازلة: حيث تصسنف المواد العازلة السائلة إلى أربع مجموعات
1- الفحوم الهيدروجينية وتشمل هذه الفحوم على:
2- الفحوم الهيدروجينية الكلورية التي تشمل على زيوت الكلوفين
3- الفحوم الهيدروجينية الفلورية
4- الزيوت السيليكونية

2- المواد العازلة العضوية كبيرة الجزيئات:
أ- المواد البلاستيكية: (اللدائن الاصطناعية): وتصنف حسب بنيتها الكيميائية
2- البولي سيترول
3- متكررات البوتادين
فينيل الكلوريد(0/م)
5) بلاستيك أوكسيد الفحم: والمركبات البلاستيكية العائدة لهذه المجموعة:
1- البلاستيك الفينولي
2- راتنجات الإيبوكسيد
3- البولي استر
©) بلاستيك أوكسيد السيليوم
وهي من مشتقات السيليسيوم +ويمكن أن تصنف المواد العازلةالسيليكونية إلى:
1 - الزيوت السيليكونية
2 - الشحوم والكتل المعجونية السيليكونية
3 - الراتنجات السيليكونية
4 - الكاوتشوك السيليكوني (السيليكونات المرنة)

و تعتبر مركبات البولي فينيل كلورا يد(©7م) والبولي إيتيلن(8م) من أهم المواد
العازلة العضوية المطروحة للاستخدام في مجال هندسة التوتر العالي [ 4 ]:
:) 01/0 ( ‏مركبات البولي فينيل كلورا يد‎ )8
وهي عبارة عن مواد عازلة واسعة الانتشار ؛ متينة مقاومة للتأكل سهلة المزج مع مواد مطرية أو
مواد حشو أو مواد ملونة تستحصل بالتكاثر بالتكرار لمادة الفينول كلوريد التي تنتج من توضع
حمض كلوز الماء على الاتستلين (011-011)
الشكل (3 - 2) يوضح فيه 1/0
لا تشتعل مركبات البولي فينتيل كلورا يد بسهولة؛ ومتانتها الكيميائية جيدة
وكذلك تجاه الأوزون وتتعلق خصائصها الميكانيكية بدرجة الحرارة فهي في
درجات حرارة أقل من 40 درجة صلبة وقليلة المرونة؛ وبتجاوز هذه الدرجة
من الحرارة تنخفض المتانة وتزيد المرونة مع الحرارة إلى أن تصبح
بلاستيكات حرارية في درجات حرارة 160 درجة فما فوق أما مركبات
البولي فينيل كلورا يد الممزوجة مع مادة ملينة فيمكن استخدامها بدرجات
حرارة تصل إلى80 درجة ومتانتها الكيميائية أقل من مركبات البولي فينيل
كلورا يد القاسية الممزوجة يعتبر البولي فينيل كلورا يد ومشتقاته من المواد
البلاستيكية الحرارية أي أنها تلين بالحرارة ثم تصبح عند درجات حرارة عالية
بلاستيكية تأخذ أي شكل مطلوب

ومن أهم صفات البولي فينيل كلورا يد ( 0010 ) هي:
الجدول (3 -1) يوضح صفات (01/0)
الخواص 06
الكثافة (9/6013) ‎١‏ 12-15
متانة المادة(0//0010) | 20-30
المقاومة الحجمية | 1012-1015
ثابت العازلية 5-9
عامل الفقد 496-56
تستخدم مركبات البولي فينيل كلورا يد اللينة بصورة رئيسية كعوازل للأسلاك
المركبات القاسية البولي فينيل كلورا يد وخلائطه فيتم تصنيعها في آلات الصب
بالحقن للحصول على هياكل أجهزة كهربائية وصناديق البطاريات
ويبين الشكل (3 - 3) نموذجاً لكابل يستخدم عند التوتر المنخفض بغلاف
مصنوع من البولي فينيل كلورا يد
1- الناقل مصنوع من النحاس
2- الناقل معزول بمادة 81/6
3- الغلاف الخارجي 61/0
الشكل (3 - 3) يبين كابل يستخدم عند التوتر المنخفض بغلاف 16م