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復合絕緣子的憎水、憎水遷移性

2021-08-04 09:53:26

復合絕緣子


復合絕緣子的憎水、憎水遷移性

復合絕緣體主要的特點是憎水性和憎水遷移性,這使得硅膠表面能很低,并且含有大量小分子非極性羥基(例如甲基)和游離有機硅寡聚物。

羥基排列在主鏈外表面。由于聚硅氧烷整體分子是非極性的,水在表面會形成分散的水珠或水滴狀,因而具有良好的憎水性,因為自由低聚物具有向表面擴散的特性,使得吸附在絕緣子表面的污垢層也具有憎水性,因此它還具有憎水性。

正因為復合絕緣子的憎水、憎水遷移性,尤其是憎水遷移性,使得污層在聚硅氧烷作用下被覆蓋,污層中的鹽含量較低,使絕緣子表面的鹽度降低,表現出優異的耐污性能。

造成憎水和憎水喪失的原因。

組合絕緣子在工作中的電氣和環境應力分析

干帶電弧在電、環境應力的共同作用下,會引起表面材料腐蝕、起痕、水份、電蝕、環境因素化學污染等因素對硅橡膠材料的電氣破壞有一定的影響。復合絕緣子在工作中的憎水損失主要是由于電氣老化及制造缺陷。

(1)復合絕緣子串風形成旋渦,重的塵埃和其它污物隨絕緣體表面飄落,受到紫外線和機械力的共同作用,導致表面粗糙度增加,形成細小龜裂,表面附有污垢。

(2)越來越多的低分子聚合物移動到傘套表面并植入污穢層,使得污垢表面被薄的硅氧分子聚合體所覆蓋,從而保持其在表面的憎水性。

(3)霧氣、露水、高濕度天氣、小雨等惡劣天氣會在絕緣子表面形成小水滴,但在嚴重侵蝕的地方,小水珠與塵埃的濕沉降結合形成污水滴,穿過薄硅氧分子聚合物層形成導電層,促使泄漏電流由電容性演變為電阻性。

(4)由于污垢層的不均勻和濕潤,在絕緣子表面形成了局部的多點高壓點,從而引起點狀放電。

(5)放電使小水滴周圍形成一層能破壞硅橡膠的憎水性的聚合物。

(6)表面憎水破壞造成水珠形成水膜。形成導電層后,漏電流進一步增加。

(7)漏流產生的熱形成表面局部干燥區,表面是高阻性導電面和含水表面,電壓分布均勻。

(8)不同干燥區域的電壓分布不均勻,從而產生電弧放電,進一步使表面失去憎水性,干燥區將進一步擴大,放電和局部電弧使絕緣子表面嚴重蝕損,導致傘裙表面老化。

(9)在長時間無放電的干燥期間,硅橡膠會恢復其憎水性,自恢復時間通常為6-8小時。

(10)絕緣子表面如果繼續放電,會加速硅橡膠老化,從而產生局部高溫,嚴重時,發熱溫度在260-400℃之間,硅橡膠耐受的高溫度只有300-400℃,所以經常放電的絕緣層表面會出現白色粉末狀物質,這是高溫下的新化學反應,周而復始放電導致絕緣子表面出現白色粉末狀物質。

由于復合絕緣子制造的原因,老化加速,造成憎水損失。

在復合絕緣子的制造中,防污閃的控制主要有憎水和耐污痕。厭惡水和憎水自恢復性是防污閃的第1關,良好的憎水會使污層電阻大,泄漏電流小,污閃電壓上升。憎水性喪失及暫時性喪失后,傘裙外套應能承受干帶電弧不起痕、不蝕損,是防污閃的第2關。傘裙形和設計尺寸對吸水性能和漏流流量有重要影響,科學合理的外形尺寸是防污閃的第3關。

制造業企業質量控制和改進的關鍵。

(1)聚硅氧烷生膠的重量比,即基礎聚合物重量比低于整個混練膠重量的50%,甚至低于40%,復合絕緣子使用壽命短,耐水喪失后很難自行恢復。

(2)ATH填充物(氫氧化鋁微粉)含量應控制在40%-50%,ATH既可用于阻燃劑,又可用于防止起痕劑腐蝕,不宜過大。

(3)填充的補強劑應使用分子式SiO2,也稱為無水二氧化硅,其高溫不分解,電絕緣性能高,有吸濕性,不燃燒,對其它化學品穩定,白碳黑的碳黑粒徑細表面積大,是常用的補強劑。與沉淀法白碳黑相比,硅膠的機械強度略低,受潮后介電性能較差,其優點是耐老化性能較好,保證其耐熱老化性能主要選用氣相法白碳黑作為補強劑。

(4)其它輔助材料應保證原材料的技術性能指標,生產者應自覺杜絕采購廉價材料區降低生產成本,給生產復合絕緣子留下潛在的質量隱患。

(5)優化傘裙結構和硅橡膠外護套的電氣設計,電力工業標準DL/T864-2004《1000V交流架空線路標稱電壓高于1000V交流架空線路用復合絕緣子使用導則》對傘裙做了明確推薦:傘間小距離(C),對于大小傘裙,C值應小于70mm。對于b、c、(b.F)等污穢等級(C.F),建議的(C.F)不得大于3.2;對于d、e、Ⅳ級污穢等級,推薦的(C.F)不大于3.5。

(6)改善復合絕緣體的設計。

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