Новые изменения в изоляционных материалах для трансформаторов: экологически безопасная утилизация и переработка эпоксидных смол

2025-11-15

В процессе энергетического перехода страны стремятся повысить долю возобновляемых источников энергии в энергобалансе и сократить выбросы углерода для достижения амбициозных целей Парижского соглашения 2030 года. Электроэнергетическая отрасль, как ключевая сфера реализации целей «двойной углеродной нейтральности», напрямую влияет на достижение пика выбросов углерода и углеродной нейтральности всего общества своим путем и эффективностью декарбонизации. Трансформаторы, являясь «сердцем» систем электроснабжения и распределения, представляют собой важное оборудование для передачи и преобразования электроэнергии от производства к потреблению. Их широкое применение и разнообразие типов делают их ключевой областью для повышения глобальной энергоэффективности.

Трансформатор — это электрическое устройство, работающее на принципе электромагнитной индукции, основная функция которого заключается в изменении величины напряжения в цепях переменного тока. Надежность и срок службы трансформатора в значительной степени зависят от используемых в нем изоляционных материалов.

Изоляционные материалы, также называемые диэлектриками, представляют собой вещества с высоким удельным сопротивлением и низкой электропроводностью. Они используются для изоляции токоведущих или находящихся под разными потенциалами проводников, обеспечивая направленное течение тока, а также выполняют функции теплоотвода, охлаждения, опоры, крепления, гашения дуги, выравнивания градиента потенциала, защиты от влаги, плесени и механической защиты проводников. Среди них эпоксидные смолы широко применяются в качестве изоляционного материала благодаря своим отличным электроизоляционным и механическим свойствам, особенно в сухих трансформаторах и другом электрооборудовании. В то же время, в связи со старением и заменой оборудования, ожидается волна вывода из эксплуатации электротехнического оборудования на основе эпоксидных смол. Традиционно для утилизации такого оборудования используются механическая переработка и высокотемпературный пиролиз, однако обычные эпоксидные смолы трудно поддаются мягкому разложению и высокоценной переработке.

Метод механической переработки заключается в физическом измельчении композитных материалов с последующим смешиванием с другими смолами или порошками и прессованием в листовые материалы. При этом углеродные или стеклянные волокна разрушаются, а полученная продукция имеет низкую добавленную стоимость. Кроме того, этот метод не решает фундаментально проблему переработки термореактивных эпоксидных смол.

Высокотемпературный пиролиз предполагает помещение композитных материалов в среду с температурой выше 450°C для термического разложения. После пиролиза волокна из композита могут быть переработаны и повторно использованы, сохраняя до 85% исходной прочности. Смола разлагается на низкомолекулярные пиролизные газы, масла и другие органические топлива, которые используются для подвода тепла в системе. Однако этот метод энергоемок и сопровождается выбросами низкомолекулярных загрязняющих веществ, создавая вторичные экологические проблемы.

Низкоуглеродное развитие уже стало всеобъемлющим руководящим принципом для экономики, энергетики, промышленности, городского хозяйства, жизни населения и всего общества Китая в сфере производства и образа жизни. Новая эффективная технология разложения эпоксидных смол на основе аминных растворов, способная к деградации, реализует множественные подходы: высокий уровень утилизации ресурсов трансформаторов, безвредность для экосистемы, сокращение отходов в процессе переработки. Это способствует трансформационным требованиям зеленого, низкоуглеродного и циклического развития трансформаторной отрасли, представляя важный шаг в развитии циркулярной и биоэкономики.