Recyclage de silicone

Recyclage de silicone

1. Introduction

L’utilisation des silicones dans ces applications est liée aux terminaisons des câbles ou des connexions en caoutchouc de silicone effectués aux extrémités des câbles de haute-tension souterrains isolés avec polyéthylène ainsi que pour les isolateurs en silicone pour les lignes de puissance.

Les bénéfices clefs apportés par les silicones sont leur haute résistivité électrique , leur résistance aux dégradations environnantes et aux vieillissement électrique, ainsi que leur hydrophobie, qui aboutit à des coûts plus bas d’assemblage et d’entretien.

2. Les terminaisons des câbles en silicone

Les matériaux modernes permettent le pré-assemblage et évitent ainsi des problèmes associés avec l’utilisation du matériau du moulage en fusion ou des erreurs faits pendant l’assemblage manuel sur le site de construction 60. Aujourd’hui les accessoires des câbles sont complètement fabriqués par le fournisseur. Typiquement ils consistent de terminaisons de caoutchouc composés par des divers caoutchoucs de silicone isolants.

Les silicones permettent deux types de design :

– Une technique « Pousse en avant » ou l’anneau PE agit comme porte-espace jusqu’au placement et utilisant des caoutchoucs de silicone avec une dureté de 30 à 35 Shore A ;

– Une technique rétrécissable à froid utilisant des caoutchoucs de silicone plus mous avec une dureté de 25 à 35 Shore A. L’isolation est réalisée sans liaison chimique entre la terminaison et le câble et elle est basée sur les caractéristiques élastomères de la terminaison de silicone d’exclure tout air emprisonné , en particulier dans les surfaces d’un champ électrique élevé et autour des bords d’extrémités des câbles. La haute perméabilité des silicones au gaz permet à tout air emprisonné de diffuser et laisser les raccords exempts d’air.

De telles terminaisons des câbles en caoutchouc de silicone sont produites par moulage par injection utilisant un caoutchouc en silicone de haute consistance (HCR) ou par moulage par injection liquide utilisant un caoutchouc de silicone liquide en 2 parties ( LSR ). Les silicones assurent la totale isolation électrique en raison de leur haute résistance diélectrique. En plus de leur bonne résistance aux hautes températures, UV et ozone, ils sont hydrophobiques et de conséquence ils ne provoquent pas des défauts sur l’isolation des surfaces. Mais plus important, des silicones avec des formulations spéciales ont été développés pour lisser les champs électriques jusqu’à l’extrémité de connexion et assurer une performance à long terme. Ceci est réalisé dans les terminaisons des câbles composites, en utilisant soit des caoutchoucs en silicone électriquement conducteurs , soit, dans des accessoires plus modernes et petits, des déflecteurs faconnés fabriqués en caoutchouc de silicone avec une permittivité électrique moyenne.

Les silicones sont appréciés dans les terminaisons des câbles pour leur résistance à l’érosion causée par radiation. Comme les silicones n’absorbent pas la lumière du soleil UV-visible, ils ne sont pas sujets au poudrage et fissures. De tels phénomènes sont typiques avec les matériaux à base organique et ils peuvent conduire, associés avec la prise de saleté et humidité, à une réduction sensible des propriétés isolantes.

La résistance du silicone au soi-disant « dépistage » est aussi plus grande par rapport a celle des matériaux isolants à base organique. Le dépistage est la formation des trajectoires en surface conductrices d’électricité sous des pertes ou décharges électriques intensives. Dans les matériaux organiques, ceci conduit à la formation des produits de décomposition à base de carbone qui malheureusement démontrent une haute conductivité. Avec les silicones , même d’une mauvaise conception ou mal assemblés, la décomposition conduit au silicium non conducteur et les silicones vont rejoindre la plus haute classe de résistance à l’érosion électrique.

3. Isolateurs en silicone

Une autre propriété clef est la hydrophobie, en particulier pour les isolateurs électriques ou les dispositifs installés entre les lignes de haute-tension et les structures de support. L’eau, sur un isolant fabriqué en élastomère en silicone, reste en forme de gouttelettes et ne forme pas un film continu à cause de l’énergie faible de surface de l’élastomère en silicone. Ceci réduit les courants sur la surface de l’isolateur. L’hydrophobie de la surface est maintenue même après des décharges sur la surface ou après la déposition de la pollution portée par l’air à cause de la présence d’espèces de polydimethylsiloxane non réagi, de bas poids moléculaire , dans la composition des élastomères en silicones. Ces espèces peuvent migrer vers la surface externe et maintenir une énergie faible de la surface ou l’hydrophobie. Par conséquence les isolateurs faits en élastomères en silicone ont besoin de peu de nettoyage ou entretien et restent performants pour une longue durée.

Quand on choisit un fluide diélectrique , il y a un nombre de critères qui doivent dépendre de l’application. Un des avantages plus marquants que le fluide de silicone a par rapport à un autre fluide tel l’huile minérale est la plus grande stabilité thermique, les plus hauts points d’ignition et d’inflammabilité. Ce fait est critique pour les fluides utilisés en transformateurs qui sont placés à l’intérieur ou près d’une construction ou l’inflammabilité constitue un souci majeur. Une huile de silicone pour transformateurs peut être sujet à des températures très hautes , bien au- -dessus des températures normales d’opération du transformateur, sans créer une pression de vapeurs excessive, se décomposer ou créer des produits secondaires corrosifs.

Les silicones sont chimiquement inertes, ont une bonne résistance à l’oxydation et sont compatibles avec les matériaux d’isolement conventionnelles aux températures d’opération des transformateurs.
Il y a deux modes de dégradation pour le fluide en silicone : la décomposition thermique et l’oxydation. A ces températures les chaines plus longues du polymère vont commencer lentement à se dégrader pour former du matériau plus volatile de silicone cyclique. L’oxydation du fluide de silicone a lieu très lentement ( en présence d’oxygène ) à des températures supérieures à 175°C ( 342°F ). Pendant l’oxydation, le fluide de silicone polymérise, et sa viscosité augmente graduellement jusqu’à la gélation. En outre, les propriétés diélectriques de la molécule de silicone avec la chaine plus longue sont similaires aux propriétés diélectriques du fluide de silicone frais.

Les températures ou ont lieu la dégradation thermique et oxydative sont bien au-dessus de la température du point-chaud prévu dans les transformateurs de 65°C hausse. Dans l’atmosphère limitée en oxygène des transformateurs étanches, le fluide en silicone peut être utilisé à des hausses de température qui sont supérieures aux hausses standard des autres fluides de transformateur.

Le fluide de transformateur en silicone n’est pas prévu de se dégrader dans aucune manière significative au dessus de la normale opération d’un transformateur ayant une hausse de 65°C.

Les systèmes d’isolation utilisant le fluide en silicone combiné avec des matériaux d’isolation massifs ayant des capacités de haute température ont démontré des capacités thermiques améliorés et une vie plus longue d’isolation ( par exemple le système d’isolation constitué par le fluide en silicone combiné avec polyester amide / imide, papier Nomex et matériaux en verre ).

Les fluides en Pur Silicone sont 100% des fluides de Polydimethylsiloxane linéaire ( CAS#63148-62-9) avec des viscosités mesurés à 25°C. Ils ne contiennent pas des additifs comme par exemple abaisseur du point d’écoulement ou stabilisateur de chaleur. En plus, ils ne contiennent pas du chlore ou d’autres halogènes. Les fluides en Pur Silicone avec une viscosité > 5 cSt sont chimiquement inertes, non volatiles, stabiles thermiquement, ont une excellente résistance à l’oxydation et sont compatibles avec les matériaux d’isolation conventionnels. La compatibilité du matériau et la stabilité thermique sont liées étroitement. Un grand nombre des matériaux a été testé pour la compatibilité avec l’huile de silicone pour transformateur. Ci-dessous il y a une liste des matériaux testés et trouvés appropriés pour l’Huile de Silicone pour Transformateur STO-50.

Matériaux du Transformateur compatible avec l’Huile de Silicone pour Transformateur :

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*) Silicone in Medium to High Voltage Electrical Applications , E. Gerlach, Dow Corning GmbH, Wiesbaden (Germany),2002
**) www.clearcoproducts.com

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