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復合絕緣子重要的特點是疏水和疏水遷移

2021-09-03 09:24:50

復合絕緣子


復合絕緣子重要的特點是疏水和疏水遷移。聚硅氧烷在硅膠中分子極性弱,表面能量低。含有大量表面能量低的小分子非極性羥基團(如甲基)和自由硅聚合物。

羥基排列在硅氧主鏈基。使整個硅氧烷分子非極性。由于硅橡膠表面能量低,水會在表面形成相互分離的水滴狀態,疏水性好;由于游離聚合物具有向表面擴散的特點,吸附在復合絕緣子表面的污垢層也具有疏水性,因此也具有疏水遷移性。

復合絕緣子的疏水性和疏水性,尤其是疏水性的移動性,污染層被硅氧烷覆蓋,污染層中的少量鹽溶解,絕緣子表面的鹽密度降低,表現出優異的抗污染性。

在電氣和環境應力的共同作用下,表面的干帶電弧會導致材料的腐蝕、痕跡、水分、腐蝕和環境因素的化學污染,從而導致硅橡膠材料的電氣損壞。復合絕緣子在運行中的疏水性喪失主要是由于電老化和制造缺陷造成的。具體分析如下:

風吹過復合絕緣子串,形成渦流,灰塵等污垢落在絕緣子表面。在紫外線和機械力的結合下,表面腐蝕,表面粗糙度增加,形成無形的小裂紋,污垢層附著在表面。

(2)持續擴散的低分子聚合物移動傘套表面,植入污垢層,使污垢表面覆蓋非常薄的硅氧分子聚合物,保持表面疏水。

(3)霧、露、高濕、小雨等惡劣天氣。絕緣子表面可以形成小水滴,但在表面腐蝕嚴重的地方,小水滴與灰塵的濕沉降結合形成污水滴,通過薄硅氧分子聚合物層形成導電層,使泄漏電流由電容變為電阻。

(4)由于污垢層分布不均勻潮濕,復合絕緣子表面產生局部多點高壓部分,產生點放電。

(5)放電消耗水滴周圍的聚合物薄層,破壞硅橡膠的疏水性。

(6)表面疏水損壞,導致水滴連接成水膜。形成連續導電層,進一步增加泄漏電流。

(7)泄漏電流產生的熱形成表面的局部干燥區域,表面為高電阻導電面和水滴疏水面,電壓分布均勻。

(8)不同干燥區域形成不均勻的電壓分布,導致電弧放電,表面失去疏水性,干燥區域進一步擴大,放電和局部電弧嚴重腐蝕絕緣子表面,傘裙表面老化。

(9)硅橡膠在絕緣子無放電干燥過程中會恢復其疏水性能,恢復時間一般為6-8小時。

(10)進一步放電絕緣子表面,加速硅橡膠老化,產生局部高溫。嚴重時,加熱溫度在260-400℃之間,硅橡膠材料的高耐受溫度只有300-400℃。所以經常放電的絕緣子表面產生白粉,是高溫下的新化學反應。反復放電導致絕緣子表面劣化,疏水性喪失,復合絕緣子失去優異的耐污染性。

復合絕緣子的制造過程中,控制閃光燈主要是疏水性和耐腐蝕性。疏水性和疏水性是防污閃光燈,疏水性好,污水層電阻高,泄漏電流小,污水閃光電壓上升。在疏水性喪失和暫時性喪失之后,傘外套可以承受干帶電弧的無痕跡和不腐蝕,是防污閃光燈。傘裙的形狀和設計尺寸會影響疏水性能和泄漏電流,科學合理的外形尺寸設計是防污閃光燈。

(1)聚硅氧烷生膠的重量,即基礎聚合物的重量不到整個混合膠的50%,甚至不到40%。這種復合絕緣體使用壽命短,疏水性喪失后難以自行恢復。

(2)填充的ATH(氫氧化鋁微粉)含量應控制在40%-50%之間。ATH作為阻燃劑和耐腐蝕損傷的添加劑,不應過度增加。

填充的補強劑應采用氣相法白碳黑,分子式SiO2,又稱無水二氧化硅,高溫不分解,電絕緣性能高,吸濕性好,不燃燒,對其它化學物質穩定。由于氣相法白碳黑粒徑細,表面積大,效果好,是硅橡膠常用的增強劑。此外,沉淀法白碳黑成本低,加固硅橡膠機械強度略低,受潮后介電性能差。優點是耐熱老化性好。為保證疏水性,應選用氣相法白碳黑作為加固劑。

(4)填充其他輔助材料時,應確保原材料的技術性能指標。

(5)優化硅橡膠外護套傘裙的結構和電氣設計

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