退役硅橡胶复合绝缘子的表面污秽及老化特性分析

以东南沿海的退役硅橡胶复合绝缘子为对象,采用扫描电子显微镜(SEM)/能量色散谱(EDS)、激光共聚焦显微拉曼、傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)及差示扫描量热仪(DSC)分析其伞裙硅橡胶的表面污秽及其老化特征,并与未服役的硅橡胶复合绝缘子进行对比。研究结果表明,相较未服役绝缘子(新绝缘子),退役硅橡胶复合绝缘子表面具有大量的污秽,并呈现大量裂纹及孔洞;同时废旧绝缘子中的O、Al、S元素的比例增加,而C、Si、Zn元素的比例相应减少,硅橡胶复合绝缘子在服役过程中出现了炭化现象;此外,退役硅橡胶复合绝缘子的热稳定性明显低于未服役绝缘子,且聚二甲基硅氧烷含量较低。

高速列车车顶抗偏折硅橡胶复合绝缘子伞裙参数的优化研究

高速列车运行期间的气流会导致车顶硅橡胶复合绝缘子伞裙发生偏折,反复偏折会造成绝缘子伞裙机械强度下降,严重时伞裙表面会出现凹坑或裂缝,水分通过凹坑或裂缝侵入芯棒界面可引发绝缘子绝缘性能降低甚至闪络等故障,影响高速列车的安全稳定运行。为了研究车顶绝缘子在高速气流环境下的伞裙形变特性,基于流固耦合方法,仿真分析了伞裙形变产生原因及伞裙根部厚度、伞裙直径、伞裙倾角等参数的变化对车顶绝缘子伞裙形变量的影响规律,开展正交试验获取抗偏折性最优的伞裙参数组合。在满足车顶绝缘子爬电距离要求的前提下,设计制造一种芯棒加装伞骨的真型抗偏折硅橡胶复合绝缘子,最后通过仿真试验相结合的方式获取了优化模型的形变量。仿真及试验结果表明:车顶绝缘子伞裙形变量随伞裙直径的增大而增大,随伞裙根部厚度的增大而减小,适当改变伞裙上倾角等结构参数均可改变绝缘子伞裙形变量。新型抗偏折硅橡胶复合绝缘子在90m/s仿真风速下伞裙最大形变量不超过0.18mm;在0~110m/s试验风速下伞裙最大形变量不超过0.5mm,试验结束后绝缘子伞裙均未出现撕裂等现象。文中优化设计的抗偏折硅橡胶复合绝缘子可为极端环境中车顶绝缘子的伞裙结构设计与优化提供参考。

硅橡胶复合绝缘子老化状态核磁共振与红外光谱对比分析研究

硅橡胶复合绝缘子在电力系统中使用广泛,但随着运行时间增长容易老化,威胁电力系统的安全运行。为此,采用核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)技术来分析识别硅橡胶复合绝缘子的老化状态。运用NMR分析方法从低场NMR信号中提取出表征硅橡胶绝缘子老化状态的特征量,解释绝缘子的老化机理,并与红外光谱分析技术进行对比分析。结果表明:复合绝缘子NMR测量结果与红外光谱外层吸收峰吻合,2种结果在一定程度上都能反映复合绝缘子的老化程度;绝缘子的老化程度越高,NMR方法的横向弛豫时间值越小,红外光谱的吸收值越低。

硅橡胶复合绝缘子的老化特性

选取油田企业不同服役条件下的硅橡胶复合绝缘子,利用FTIR,XPS,SEM等方法对试样的老化程度进行了表征,分析了绝缘子老化的影响因素和绝缘子的表面性能。实验结果表明,可将FTIR谱图中Si—CH_(3)键的吸收峰与Si—O—Si键吸收峰高度之比定义为老化因子(AF)。AF可以定量表示硅橡胶的老化过程,检测方法简单、易实施。AF越小,绝缘子老化越显著。绝缘子老化与服役时间、服役环境和电压等级等因素有关。表面粗糙度严重影响长期服役的硅橡胶绝缘子水接触角测试结果,造成老化试样憎水性提高的“假象”,因此需综合分析材料结构和组成,才能全面判定硅橡胶复合绝缘子的老化程度。

硅橡胶复合绝缘子护套伞裙表面存在竖直合模缝时的结构性能差异分析

在注射成型的复合绝缘子护套伞裙表面所出现的竖直合模缝处 ,由于制造工艺造成填充料密度远高于其它部位 ,以致降低了合模缝处的机械性能、电气性能、抗自然环境老化性能和憎水迁移性能。作者分析了导致合模缝处绝缘子性能降低的原因 。

运行里程对高速动车组车顶硅橡胶复合绝缘子工频闪络电压的影响

为研究运行里程对高速动车组车顶硅橡胶复合绝缘子工频闪络电压的影响,以不同运行里程的CRH-2型动车组车顶硅橡胶复合绝缘子为研究对象,通过试验测得各绝缘子干闪电压、湿闪电压及污闪电压的变化规律;分析各绝缘子的憎水性变化趋势,对不同运行里程下其工频闪络电压的变化机理进行解释。结果表明:随着运行里程的增加,绝缘子的干闪电压值无明显变化;长时间运行时,受老化及风沙侵蚀等作用,各绝缘子的憎水性逐渐降低,使其湿闪电压及污闪电压均随运行里程的增加而下降;运行里程小于360万km的绝缘子污闪电压值均高于40 kV,满足动车组车顶硅橡胶复合绝缘子入网考核指标要求。研究结果可为动车组车顶硅橡胶复合绝缘子污闪事故的风险预防提供依据。

改性废旧硅橡胶复合绝缘子胶粉与三元乙丙橡胶(EPDM)共混物的性能研究

采用硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)和六亚甲基四胺/氯化铁/氯化亚铁混合物(混合改性剂)分别改性废旧硅橡胶复合绝缘子胶粉,利用衰减全反射傅立叶变换红外光谱(ATR FT-IR)和热失重分析(TGA)表征了KH570改性废胶粉的效果,并将其掺入到三元乙丙橡胶(EPDM)中制备共混物。研究了KH570和混合改性剂改性废胶粉对共混物硫化特性和力学性能的影响,通过扫描电子显微镜对共混物的断面形貌进行了分析,结果表明:经过KH570改性,成功在胶粉表面引入活性反应官能团;KH570和混合改性剂都是废旧硅橡胶复合绝缘子胶粉的有效改性剂,其中填充KH570改性胶粉的共混物在硫化性能和力学性能上均有显著提高,界面相容性也更好;随着废胶粉填充量的增大,共混物的力学性能下降。综合考虑共混物成本与性能关系,KH570改性胶粉的用量为10份时(以总橡胶质量为100份计),共混物的综合力学性能最好。

硅橡胶复合绝缘子的外绝缘污闪特性研究

硅橡胶复合绝缘子因其独特的憎水性而具备优异的电气和绝缘性能,在电力线路中被广泛使用。而绝缘子污闪事故的发生,严重时将威胁到电力系统的正常运行。绝缘子表面水滴形变是其发生污闪的一个主要阶段,为了更好地理解和分析闪络机理,本文设计了实验方法,对湿润污秽环境下硅橡胶复合绝缘子表面单个水珠的形变规律进行了研究。该实验结论对高压输电线路上硅橡胶复合绝缘子的改进和应用有一定的参考价值。

退役硅橡胶复合绝缘子热降解行为的研究

采用在线热裂解-气质联用(Py-GC-MS)技术对废旧硅橡胶复合绝缘子在不同温度下(300℃,400℃,500℃,600℃)的热降解行为进行了研究,并通过质谱中裂解产物的碎片离子信息对其裂解机理进行探究。结果表明:硅橡胶裂解产物为一系列二甲基硅氧烷环体及少量的链状硅氧烷,主要环体为六甲基环三硅氧烷(D3)、八甲基环四硅氧烷(D4)及环五硅氧烷直至环九硅氧烷;较高的裂解温度下,大环基本裂解完全,仅剩小环裂解产物。因此用热裂解处理废旧硅橡胶时,温度需要达到500℃及以上才会有较好的效果。

退役硅橡胶复合绝缘子胶粉填充改性室温硫化硅橡胶的性能研究

退役硅橡胶复合绝缘子的合理处置是电力行业需要解决的重要问题。利用硅烷偶联剂表面处理退役硅橡胶绝缘子胶粉,再将其填充室温硫化硅橡胶。利用红外光谱和热失重(TGA)分析表面处理效果,利用万能材料试验机、TGA、动态力学热分析和扫描电镜对硫化胶性能和结构进行分析。结果表明,硅烷偶联剂可有效地对退役硅橡胶复合绝缘子胶粉进行表面改性,其中乙烯基三乙氧基硅烷是较佳的偶联剂;在5～35份改性胶粉用量范围内,所得硫化胶拉伸强度提高7%～23%;填充处理胶粉不影响硫化胶的玻璃化转变温度(-27～-23℃),提高了硫化胶最大热分解速率温度(最高达到532℃)和模量(30℃模量提高7%～85%),且在基体内分散均匀。因此,退役硅橡胶复合绝缘子胶粉作为室温硫化硅橡胶的填充材料是实现其回收再利用的有效途径。

高海拔地区紫外辐射对硅橡胶复合绝缘子老化的影响

随着我国西部大开发以及全国范围内特高压工程的开展，硅橡胶复合绝缘子在高海拔地区得到了越来越广泛的应用，针对高海拔地区紫外辐射环境下复合绝缘子老化问题的研究也日益迫切。针对高海拔地区目照中的紫外辐射特征，本文分别采用UV-A、UV-B和UV-C三种紫外光源模拟各种典型的大气紫外辐射环境，对硅橡胶复合绝缘子进行5000h的紫外辐射，总辐射量可达36～54kJ／Cm^2，相当于高原地区5年左右的紫外辐射量，然后采用静态接触角法测量紫外辐射对硅橡胶绝缘子表面憎水性的影响，探讨了高海拔地区复合绝缘子的紫外老化过程与特征。研究结果表明：经过UV-A、UV-B、UV-C紫外辐射后，硅橡胶绝缘子均发生了一定程度的褪色现象，但并未影响材料的绝缘性能。UV-C紫外线对硅橡胶绝缘子长时间辐射后，试样硬度变大，柔顺性降低，表面静态接触角下降，憎水性部分丧失；UV-A和UV-B紫外线对绝缘子表面的硬度和憎水性影响不大．

动车组车顶硅橡胶复合绝缘子干湿闪特性分析

动车组车顶高压系统是动车组运行过程中从接触网可靠获取动力的主要部件,长期暴露在大气中的车顶绝缘子一旦发生闪络故障,将会造成动车组供电中断或趴窝故障。文中以一种新型动车组车顶硅橡胶复合绝缘子为对象,采用持续升压法对8只绝缘子开展干湿闪络试验。试验结果表明,绝缘子干闪电压均大于140 kV,标准差小于3%;湿闪电压值大于120 kV,标准差小于3%;干湿闪电压值均满足动车组车顶绝缘子入网考核值100 kV、85 kV;湿润绝缘子表面用水电导率越高,放电电弧出现的时间越早,用相机拍摄到的电弧越明显;当低压侧金具被完全包覆时,多次闪络可造成包覆低压金具的护层边缘出现明显的烧蚀,烧蚀后的护层可能会在高速气流作用下被撕裂,建议后续的绝缘子结构优化设计中不完全用绝缘护层包覆低压金具。为解释干湿闪电压及放电过程差异,构建包含水滴或积水的三维模型,分析伞裙表面离散水滴或积水对伞裙表面附近空气域电场分布的影响。仿真结果表明:水滴或积水的存在畸变了其附近的电场强度,畸变后的电场值可达表面干燥时电场值的百倍。研究结果可为后续动车组车顶硅橡胶复合绝缘子结构优化设计提供参考。

硅橡胶复合绝缘子中的界面：—确认复合材料优良性能的测量

硅橡胶复合绝缘子由于经济和运行的原因，在电力工程上的使用已超过了30年。为了能够鉴定绝缘子的可靠性能和其寿命。首先我们应对它的各种界面加以特别的重视。实际运用和实验室的试验均已表明，硅橡胶复合绝缘子已达到了良好的绝缘性能，并且它的寿命也不会因复合技术而缩短。

硅橡胶复合绝缘子的耐低温性能

大连电瓷集团股份有限公司的任贵清等人研究了硅橡胶及其输电线路用硅橡胶复合绝缘子在低温下的机械强度及电气性能。结果表明：硅橡胶在-60℃下经过96h后，其机械扯断强度、扯断伸长率、撕裂强度、体积电阻率、电气强度、耐漏电起痕及电蚀损性能和憎水性均未发生明显变化；硅橡胶复合绝缘子在施加50％额定机械负荷、-600℃下经过96h后，其机械破坏强度没有发生明显变化，能够满足我国西北高海拔地区对复合绝缘子低温性能的要求。

瓷芯支柱硅橡胶复合绝缘子

西安电瓷研究所有限公司的孙西昌等人以摩尔质量为36×10^4～653×10^4g／mol的甲基乙烯基硅橡胶生胶为主要原料，添加气相法白炭黑、结构化控制剂、氢氧化铝等等，制成了±800kV瓷芯支柱复合绝缘子用硅橡胶。为了保证硅橡胶在注射成形过程中与瓷芯棒粘接牢固，且不产生气隙，在硅橡胶中添加了含环氧基的硅烷偶联剂和含不饱和基的硅烷偶联剂；

硅橡胶复合绝缘子护套伞裙表面存在竖直合模缝时的结构性能差异分析

1 前言 复合绝缘子因其特有的防污性能和显而易见的优越性，而具有广阔的应用前景。其复合绝缘部分是以硅橡胶为基材，填充多种填充剂，通过混炼后经硫化后成型的。目前，普遍采用的芯棒连续挤压护套和外套粘伞裙的外绝缘组装工艺，经权威研究机构近十几年分析、研究和运行的验证，已是较为成熟的生产工艺。但近几年来国外玻璃绝缘子生产厂家和瓷绝缘子的生产和研制机构用塑料注射方法成型，对复合绝缘子外绝缘亦采用此注射成型方法，

硅橡胶复合绝缘子的应用

硅橡胶复合绝缘子是现代高压输电设备上不可或缺的重要配件,对于高压电器来说,是1种大型的特种像胶制品。 20世纪初,当工业国家普遍采用高压输电线路以来,实际上瓷绝缘子在高压绝缘上的应用已有100多年了。硅橡胶复合绝缘子近年来在电力输变送系统中的应用。

高电压有机外绝缘发展综述与展望

我国电力工业的高速发展,为高电压有机外绝缘技术提供了巨大发展动力和空前发展机遇。其中,硅橡胶复合绝缘子是该领域的典型代表,其发展进步过程值得分析。经过三大关键机遇和4个重要阶段,硅橡胶复合绝缘子在电力系统的大规模应用,使我国成为全球首个在特高压输电系统中以有机外绝缘为主的国家。为服务新型电力系统的构建,研制新一代长服役寿命复合绝缘子已成为亟待突破的重大技术难点之一。因此,该文主要以复合绝缘子的技术演进为主线,系统回顾和总结了国内外复合绝缘子技术的发展历程,对比分析了国内外不同阶段的发展特点与关注焦点;梳理了我国在复合绝缘子领域取得的关键技术突破,并对国内外技术的演进、当前焦点问题和长服役寿命复合绝缘子的产业链联合攻关进行了讨论及展望。

复合绝缘子用硅橡胶的研究进展

综述了近年来国内外有关复合绝缘子用硅橡胶材料的研究进展,介绍了甲基乙烯基硅橡胶,氢氧化铝和白炭黑等填料以及着色剂、硫化剂、小分子硅氧烷聚合物、硅烷偶联剂等助剂对复合绝缘子用硅橡胶材料的影响,并对其前景进行了展望。

电力外绝缘用硅橡胶清洗修复剂制备及性能研究

硅橡胶广泛应用于电力行业的复合绝缘子和防污闪涂料,然而长时间工况运行后,容易发生老化粉化、污秽沉积,降低表面憎水性。目前电网中有上亿支硅橡胶绝缘子服役多年,研究能够清除表面污秽,修复硅橡胶老化层的新型清洗剂迫在眉睫。文中探究不同非离子表面活性剂含量和修复剂含量对清洗效率和憎水性的影响。实验表明非离子表面活性剂含量在3%时,洗净率最高达到95%。而修复剂含量为11%时,憎水性最好,其憎水迁移性最佳可以达到HC1级。通过扫描电镜分析,发现清洗后硅橡胶表面微孔和裂缝消失,表面平整,表明该清洗剂具有去除粉化层和污秽,修复老化绝缘子的效果。这为继续研发硅橡胶清洗修复剂,延长绝缘子服役期限提供一定的理论和实践基础。