Ein Schirm gegen den Überschlag - Wacker Chemie AG


Ein Schirm gegen den Überschlag

Damit Porzellanisolatoren einwandfrei funktionieren, müssen sie regelmäßig von anhaftenden Schmutz- und Salzpartikeln befreit werden. Mit Siliconcoatings von WACKER lassen sich ihre Oberflächen schützen. Besonders profitieren Standorte in extremen Klimazonen von einer solchen Beschichtung, weil die Isolatoren deutlich seltener gereinigt werden müssen.

Das Wasserkraftwerk am Voltasee hat sechs Turbinen und eine Gesamtleistung von 912 Megawatt. Umspannwerke sorgen dafür, dass der Strom ins Netz gelangt.

Mit einer Fläche von 8.502 km2 ist der Voltasee im westafrikanischen Ghana so groß wie Korsika – und damit der größte von Menschenhand geschaffene Stausee der Erde. Im südlichsten Teil drücken seine gewaltigen Wassermassen auf den Akosombo-Damm. Dank der dort erzeugten Energie kann Ghana den Großteil seines Stroms aus Wasserkraft gewinnen. Von hier verteilt sich die Energie ins Land – entlang von Hoch- und Mittelspannungsleitungen auf Hunderten von Kilometern. Doch viele der Leitungen sind nicht mehr auf dem neusten Stand der Technik. Stromverluste von etwa 27 Prozent sind die Folge, so schätzen die beiden großen Energieversorger Ghanas. Zum Vergleich: In Westeuropa sind es nur zwei bis drei Prozent.

„Die Coatings isolieren nicht nur hervorragend, sondern sind auch in hohem Maße hydrophob, also wasserabweisend.“

Dr. Georg Simson Technical Manager, WACKER SILICONES
Afrikas Energiesektor hat sich in den vergangenen Jahren erheblich entwickelt. Dennoch sind immer noch Millionen Menschen ohne Stromanschluss. Nach Sonnenuntergang versinken vor allem südlich der Sahara ganze Landstriche in Dunkelheit.

Hohe Stromverluste durch herkömmliche Isolatoren

Um die Stromverluste zu verringern, müssen die Leitungen optimal gewartet werden. „Einen großen Anteil macht dabei die Instandsetzung der vorhandenen Porzellanisolatoren aus“, erklärt Dr. Georg Simson, Technical Manager bei WACKER SILICONES in Burghausen, der das Coating-Projekt in Ghana betreut. Denn überall an den Übertragungs- und Verteilungsleitungen des Stromnetzes stecken Bauteile, die den Energietransport regeln – beispielsweise sogenannte Durchführungen: Diese Bauteile verbinden Freileitungen mit elektrotechnischen Anlagen wie Transformatoren, überbrücken verschiedene Spannungsebenen und wandeln Spannungen um. Oder sie gewährleisten, dass Elektrogeräte mit der richtigen Betriebsspannung versorgt werden.

Um Stromnetze sicher betreiben zu können, müssen die elektrischen Durchführungen isoliert werden. Häufig bestehen die Isolatoren noch aus Glas oder Porzellan. Doch dieses klassische Material bringt Nachteile mit sich: Wenn die Oberfläche feucht wird, bildet sich durch Schmutzpartikel und darin enthaltene Salze ein leitfähiger Film. „Irgendwann führt das zu Teilentladungen, die nicht nur die elektrischen Bauteile zerstören, sondern auch die Leistung der Energienetze beeinträchtigen können“, erklärt Simson. Um einem solchen Szenario vorzubeugen, müssen die Oberflächen von Porzellan- und Glasisolatoren regelmäßig gereinigt werden – eine aufwändige und kostspielige Angelegenheit. Moderner und technisch leistungsfähiger als Glas- oder Porzellanisolatoren sind entsprechende Elemente aus Siliconkautschuk, doch dafür müssen gleich die kompletten Bauteile ausgebaut und getauscht werden.

„Seit Energo Izotech sich Anfang 2012 entschied, die Isolatoren mit POWERSIL®-Coatings auszustatten, waren keine Reinigungsarbeiten mehr notwendig.“

Alexey Amirkhanov Sales Manager bei WACKER in Kiew

Das Produkt

POWERSIL®-Siliconcoatings sind Siliconbeschichtungen für den Einsatz in der Mittel- und Hochspannungstechnik. Herkömmliche Porzellan- und Glasisolatoren erhalten aufgrund der wasserabweisenden Wirkung der Siliconbeschichtung vorteilhafte elektrische Eigenschaften und werden äußerst schmutzabweisend.

Siliconcoating erhöht die Lebensdauer deutlich

Eine Alternative zum kompletten Austausch sind Siliconcoatings, also spezielle Beschichtungslösungen für Isolatoren. Sie werden als Emulsionen auf den Keramikkörper aufgesprüht und bilden dann einen schützenden Siliconfilm. „Die Coatings isolieren nicht nur hervorragend, sondern sie sind auch in hohem Maße hydrophob, also wasserabweisend“, so WACKER-Experte Dr. Georg Simson. Gleichzeitig bewirkt das Material, dass anhaftende Schmutzteilchen elektrostatisch aufgeladen werden und sich gegenseitig abstoßen. Sobald Regen auf die Siliconoberfläche trifft, bilden sich kleine, separate Tropfen – eine leitfähige Schicht kann sich gar nicht erst aufbauen. Das typische Überschlagsszenario aufgrund einer feuchten Fremdschicht kann auf diese Weise verhindert werden. Die Siliconcoatings verfügen zudem über eine hohe Kriechstrom- und Lichtbogenbeständigkeit.

Die Talente der WACKER-Coatings haben sich bis nach Westafrika herumgesprochen: Dort reisen Emmanuel Gärtner von EGART Ventures und sein zehnköpfiges Team seit einem Jahr durchs Land und machen die Leitungen fit für die Zukunft. „Das POWERSIL®-Coating von WACKER ist für uns das Mittel der Wahl“, sagt Gärtner. Denn viele Porzellanisolatoren in Ghana sind von schlechter Qualität und müssen in dem feucht-warmen Äquatorklima alle zwei Jahre ausgewechselt werden. „Mit POWERSIL® erhöht sich die Lebensdauer der Bauteile auf bis zu zehn Jahre“, berichtet Emmanuel Gärtner. Und dies trage erheblich dazu bei, Kosten zu senken.

Isolatoren müssen vielen Umwelteinflüssen standhalten. Verschmutzungen, stark schwankende Temperaturen oder salzhaltige Meeresluft setzen ihnen zu. POWERSIL®-Coatings schützen die empfindliche Technik langfristig und äußerst zuverlässig.

Kaum noch Reinigung nötig

Nach den ersten Erfolgen reist Gärtner jetzt auch in die Nachbarstaaten wie Elfenbeinküste, Togo und Nigeria. Denn gerade an den küstennahen Standorten leiden die Isolatoren sehr stark: Die Salze aus der Meeresluft greifen im schlimmsten Fall sogar das Porzellan an und tragen zur Korrosion bei. Den mit POWERSIL® behandelten Isolatoren kann der Schmutz dagegen deutlich weniger anhaben.

Auch etwa 6.000 Kilometer nordöstlich – im ukrainischen Donetsk mit seinen trocken- heißen Sommern und kalten Wintern – überzeugen die Siliconcoatings. Dort kümmert sich das Unternehmen Energo Izotech um die Wartung und Instandhaltung der Energienetze. „Bislang konzentrierten sich die Serviceleistungen der Firma vor allem auf die Reinigung der Isolatoren“, erklärt Alexey Amirkhanov, Sales Manager von WACKER in Kiew. Denn in Donetsk sind viele Kohleminen ansässig und auch metallverarbeitende Industrie – entsprechend hoch ist die Luftverschmutzung. „Zweimal im Jahr mussten Reinigungsarbeiten vorgenommen werden, um Energieverluste zu vermeiden – ein großer Kostenfaktor für die Netzbetreiber“, sagt Amirkhanov. „Seit Energo Izotech sich Anfang 2012 entschied, die Isolatoren mit POWERSIL®-Coatings auszustatten, waren keine Reinigungsarbeiten mehr notwendig“, erklärt der WACKER-Experte.

Isolatoren im Salznebeltest

Mit POWERSIL® 570 PLUS beschichtete Isolatoren im Salznebeltest. Das neue lösemittelfreie Siliconcoating von WACKER ist dauerhaft erosionsbeständig und damit für den Freilufteinsatz im Mittel- und Hochspannungsbereich geeignet. POWERSIL® 570 PLUS ist die erste Isolatorenbeschichtung, die auf einer patentierten Silicon-in-Wasser-Emulsionstechnologie beruht. Das Produkt lässt sich in einem einzigen Arbeitsgang in der erforderlichen Endschichtdicke auftragen.

Silicon widersteht Hitze und Salzen

In Australien sind wiederum die hohen Temperaturen – mehr als 40 Grad sind in Zentralaustralien tagsüber nicht unüblich – dafür verantwortlich, dass WACKER in Down Under ein wasserbasiertes Siliconcoating für Isolatoren anbietet: POWERSIL® 570 PLUS. „Lösungsmittelhaltige Produkte können bei der Hitze problematisch sein, weil sie brennbar sind“, erklärt Martin Bruetsch, Sales Manager bei WACKER in Sydney. „Beim Transport der wasserbasierten POWERSIL®-Variante müssen dagegen keine zusätzlichen Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden.“

Isolatoren im Salznebeltest

Für Siliconcoatings spricht außerdem die Tatsache, dass die australischen Stromnetze vor allem in Küstennähe verlaufen, wo ein Großteil der Bevölkerung lebt. Dort ist aber auch die Belastung durch Salzwasser besonders hoch. In Tests mit Salznebel hat sich gezeigt, dass mit Silicon beschichtete Porzellanisolatoren dieser Belastung deutlich besser standhalten als unbeschichtete Isolatoren.