RTV硅橡胶涂层耐污闪性能及憎水迁移特性

在绝缘子表面涂覆一层RTV硅橡胶薄膜能显著提高绝缘子的耐污闪能力,其原因主要在于硅橡胶材料的表面憎水性及其憎水迁移特性。现介绍在洁净干燥、凝露、湿污等状态下试验,比较了有、无涂层绝缘子的闪络电压,研究了温度、灰密、盐密、涂层厚度、附灰频度、老化时间等因素对憎水迁移特性的影响。

四川部分变电站涂覆RTV绝缘子的自然积污成分及其对闪络特性的影响

RTV(室温硫化硅橡胶)涂料等有机绝缘材料表面积污往往较瓷和玻璃绝缘表面更为严重,在以四川盆地为代表的潮湿地区,其表面甚至会有生物生长,增大了绝缘子的闪络风险。为此通过调研和取样,研究了四川地区各变电站内涂覆RTV绝缘子表面的自然污秽及其分布状况,利用原子吸收光谱法和阴离子色谱法得到了污秽中可溶性盐的主要成分;并通过显微组织观察、培养和表面性能测试,得到了污层中藻类的种属和生长特性,及其对RTV表面憎水性和电导率的影响;最后通过人工污秽和自然污秽试验,获得了不同污秽成分对RTV绝缘子闪络特性的影响。结果表明,四川电网RTV绝缘子表面自然污层可溶性盐以Ca SO4为主,藻类在RTV表面的分布与污秽分布正相关,并使被覆盖区域的憎水性大大降低,电导率升高;藻类的存在、Na Cl作为可溶性盐都可使闪络电压降低,而污秽的不均匀分布、Ca SO4作为可溶性盐分的RTV绝缘子闪络电压较高。

基胶与填料对RTV硅橡胶防污闪涂层憎水迁移性的影响

采用模拟雾霾环境污染处理实验样品,研究了以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(107硅橡胶)为基胶的硅橡胶防污闪涂层的表干时间和憎水迁移性变化规律。研究发现,同时以高、低摩尔质量的107硅橡胶混合物为基胶的防污闪涂层的表干时间比单纯以其中一种107硅橡胶为基胶的防污闪涂层的表干时间短。调整高、低摩尔质量107硅橡胶的混合比例得到的防污闪涂层的憎水迁移性效果较好,相对于单一基胶配制的防污闪涂层更优。当摩尔质量为50 000 g/mol及4 000 g/mol的107硅橡胶的质量比为4∶1时,防污闪涂层的憎水迁移性最好。添加氧化铝可以增加防污闪涂层的憎水性和憎水迁移性,当氧化铝用量为10%时效果最好;白炭黑过多添加会影响防污闪涂层的憎水性和憎水迁移性,但在一定的范围内影响不大。白炭黑的用量为5%时防污闪涂层的憎水性以及憎水迁移性最好。

RTV涂层表面憎水分布对其防污闪性能的影响

通过在玻璃绝缘子上配置不同的RTV涂层方式,模拟涂覆了RTV涂层的绝缘子表面各种憎水性分布情况,进行短时污秽耐受试验和人工污秽闪络试验,研究RTV涂层表面憎水性分布不均对其防污闪性能的影响。研究结果表明:当涂覆有RTV涂料的绝缘子表面憎水性分布不均时,其污闪电压严重下降。绝缘子下表面涂层的憎水性对绝缘子防污闪能力影响尤为显著。

内蒙古地区RTV防污涂料选型分析

针对内蒙古地区风沙大、干旱少雨的气候特点,为了给其线路外绝缘RTV防污闪涂料选型提供可靠的参考依据,本文应用红外光谱测试、憎水角测试等手段,测试分析了相同组分含量的RTV涂料在不同运行环境下污闪特性;并对比分析了SRTV涂料和PRTV涂料的憎水性、憎水迁移性及污闪特性。试验结果表明:相同组分含量的RTV涂料在运行时间相同的情况下,涂层表面发生污闪的概率会随着积污的增多而升高;无论在交流还是直流电压下,PRTV涂料较SRTV涂料的憎水迁移性更强,抗污闪能力更好,因而PRTV涂料更适合内蒙古地区的气候特点。

广东地区室温硫化硅橡胶防污闪涂料的运行特性

广东地区所处的亚热带气候环境对室温硫化硅橡胶（RTV）防污闪涂料的运行具有重要影响。为此，对广东地区不同环境下运行了4～7a的RTV防污闪涂料进行了试验，从涂料绝缘子表面状态、憎水性、憎水迁移性等方面分析了高温高湿、紫外线辐射及多雨水环境对RTV防污闪涂料运行性能的影响，并采用Fourier变换红外光谱分析了RTV涂料中有机硅含量的变化。结果表明，在高温高湿、强紫外线辐射、强降雨量的作用下，RTV防污闪涂料表面状态劣化较为严重。运行时间越长，RTV涂料的憎水性及憎水迁移性越差，市区附近运行了7a的RTV涂料已丧失憎水迁移性。不同污染源对于RTV涂料的性能变化也有一定影响；相同运行时间下，运行于市区附近的RTV涂料性能要好于运行于水泥厂附近的RTV涂料。

憎水性对线路绝缘子耐污闪特性影响的试验分析

室温硫化硅橡胶(RTV)防污闪涂料因具有良好的防污闪作用,在我国电力系统得到了大量应用。然而,受长期积污、材料老化、短时快速积污、外力破坏等因素的影响,绝缘子表面涂层的憎水性状态会发生显著变化,这对于线路绝缘子耐污闪能力可能存在较大影响。为此,基于现场获得的运行多年的RTV涂层绝缘子,对不同表面憎水性状态下的绝缘子耐污闪能力进行了试验分析,同时根据现场RTV涂层的极端憎水性分布状态,人工模拟了具有不同表面憎水性状态的组合界面绝缘子,通过试品绝缘子在长时间污耐受试验中的泄漏电流变化,分析了绝缘子表面不同部位憎水性的作用。试验结果表明,线路RTV涂层绝缘子伞裙下表面憎水性对绝缘子耐污闪能力起主要作用,此外,具有整体憎水性的污层,以及上、下表面憎水性污层在污秽试验中所反表现的不同步受潮过程,也是保持RTV涂层绝缘子在长时间过饱和受潮状态下具有较高耐污闪电压的重要因素。根据试验结果和受潮过程分析,建议对运行绝缘子的憎水性进行检测时,采用为以伞裙下表面为主、上表面为辅的判别方法。

高压绝缘防污闪涂层的研究进展

室温硫化(RTV)硅橡胶以其独特的憎水性和憎水迁移性而被用作新型高压绝缘防污闪材料,但仍存在附着力差,强度弱,阻燃性差等缺陷。为提高RTV硅胶的防污闪作用,进一步开展相关的研究工作,综述了污闪产生的机制,RTV硅胶的组成及特点、研究与应用。在概述了国内外RTV硅胶研究近况和RTV硅胶的小分子憎水迁移机理后阐明了纳米技术有效提高RTV硅胶的机械性能和耐老化性能,阻燃剂(如氢氧化铝)改善RTV硅胶的耐漏电起痕性、阻燃性能等的效果。最后指出,进一步提高RTV硅胶的机械性能、电气性能、抗老化性能是今后研究工作的热点。

瓷绝缘子用自洁性防污闪硬质涂料

为了解决室温硫化硅橡胶(RTV)防污闪涂料长期使用中表面积累大量污秽的问题,提出了一种具有自洁性的新型防污闪硬质涂料SCHC(self-cleaning hard coating)。实测和分析了长期使用的RTV涂层表面的污秽密度后,用小玻璃球法比较了SCHC涂层和RTV涂层的自洁性能差异,用静态接触角法和喷水分级法研究了SCHC涂层的憎水性、憎水性丧失与恢复特性、憎水迁移性能。结果显示,和RTV涂层相比,SCHC涂层对于微小污秽颗粒具有显著的降低吸附的功能,其憎水性优于RTV涂层,憎水性迁移性能和RTV同等,且憎水性受长期高湿环境的影响很小。因此,SCHC涂层能够在长期使用中显著的降低绝缘子表面污秽的积累,能够有效地防范污闪的发生。

防污闪硬质涂层的研究

室温硫化硅橡胶涂层在运行过程中常出现严重积污,削弱了其原有的绝缘性能,在一些地区并未推广,因此研究具有高自洁性的防污闪硬质涂层具有重要实际应用价值。以有机硅树脂为基体,利用化学嵌段,引入具有一定分子量的线型聚硅氧烷,研制出防污闪硬质涂层。通过基于倾斜表面小玻璃球滚落特性的自洁性测试、多次涂污后的憎水迁移性测试、以涂层为试品进行的斜面法试验和闪络试验表明,防污闪硬质涂层硬度为邵氏D30,比室温硫化硅橡胶涂层更有利于微小颗粒物的滚落,憎水迁移性能稳定,耐漏电起痕性能可以通过TMA2.5级并高于室温硫化硅橡胶涂层,污闪电压值与室温硫化硅橡胶涂层相当。因此,防污闪硬质涂层比室温硫化硅橡胶涂层能够显著减少绝缘子表面污秽的积累,耐电弧烧蚀,有效防止污闪的发生。

绝缘子沿串憎水性不均匀分布对污闪特性的影响研究

RTV涂料具有良好的防污闪性能,在电力系统得到大规模应用。但作为一种有机材料,受高温、高湿和强紫外线照射等恶劣条件的影响,绝缘子表面RTV涂料会逐渐老化,绝缘子沿串憎水性出现不同程度的下降,影响RTV涂料的防污闪效果。为了研究绝缘子串污闪电压与其沿串憎水性分布的关系,文中对人工染污的绝缘子串进行污闪试验,试验研究了仅在绝缘子上表面或下表面涂有RTV和仅在绝缘子串高电场区或低电场区覆涂RTV涂料时,沿串憎水性分布不均匀的绝缘子串的污闪电压。研究发现:同种污秽度下,下表面涂有RTV的绝缘子串的污闪电压的绝缘子串的污闪电压远高于仅涂上表面的绝缘子污闪电压;而低场强区涂RTV的绝缘子串污闪电压和高场强区涂RTV的绝缘子串污闪电压并没有明显的差异。试验结果为老化RTV涂料的评估提供参考。

长效憎水迁移剂的研制及应用

以WD-70和七甲基三硅氧烷为主要原料,通过硅氢加成反应合成长效憎水迁移剂,将其与小分子量硅油复配制备长效RTV防污闪涂料,并对其进行了憎水性、憎水迁移性、力学性能和电性能等测试。结果表明,含长效憎水转移剂的RTV防污闪涂料的外观及硫化后的力学性能、电性能、憎水性能等均可以满足现行RTV防污闪涂料标准以及实际使用的需求,并可以延长RTV防污闪涂料的使用寿命。

液体硅橡胶防污闪涂料的研制

以端乙烯基硅油为基料,添加气相法白炭黑、白炭黑表面处理剂、表面处理助剂等制得液体硅橡胶(LSR)防污闪涂料,探讨了白炭黑表面处理剂种类和用量、表面处理助剂用量、气相法白炭黑、二甲基硅油用量对LSR防污闪涂料性能的影响。结果表明,制备LSR防污闪涂料的较佳条件为:比表面积为300 m~2/g的气相法白炭黑占端乙烯基硅油质量分数28%、白炭黑表面处理剂选择六甲基二硅氮烷且用量7份、表面处理助剂四甲基二乙烯基二硅氮烷用量1份、二甲基硅油用量20份;该条件下制得的LSR防污闪涂料的黏度为2 631 mPa·s、邵尔A硬度为33度、拉伸强度为3.7 MPa、拉断伸长率为331%、撕裂强度为12.3 kN/m、憎水迁移性能为HC2级,其浸涂的绝缘子均能够通过陡波试验,涂层厚度约0.4 mm,且涂料硫化过程中无小分子释放。

不同类型RTV憎水性及闪络特性分析

室温硫化硅橡胶（room temperature vulcanized silicone rubber，RTV）具有很好的防污性能，在电力系统中已广泛应用，但不同类型的RTV涂料防污性能不同。测定了不同RTV涂料的静态接触角，并对RTV涂料污闪后的憎水性恢复特性以及交直流下的闪络特性进行了试验分析。试验结果表明，长效型RTV涂料（P-RTV）的憎水性大于高自洁型RTV涂料（S-RTV）；在同一污秽度下P-RTV污闪电压比S-RTV高，说明更强的憎水性意味着更高的防污性能。此外，沿面闪络会导致P-RTV涂料憎水性暂时性的部分丧失，污闪电压幅值下降11.1%~21.1%，此部分丧失一段时间后可恢复，而S-RTV涂料憎水性的丧失部分却是不可恢复的；RTV涂料表面均有不同程度灼烧痕迹且放电痕迹分布在与高压端相连的绝缘子下表面，这是导致表面防污性能下降的因素之一。直流电压下RTV涂料表面灼烧痕迹明显，抗漏电起痕性能较弱。P-RTV综合性能优于S-RTV，因此实际使用应优先考虑P-RTV。研究结果对RTV涂料的研制和使用具有一定的指导意义。

江苏地区不同年限绝缘子RTV涂层运行性能分析

RTV绝缘子凭借其优良的憎水性能和防污闪特性,广泛应用于我国电力系统输电线路中。选取江苏地区输电线路RTV绝缘子进行试验,从外观检查、厚度测试、附着力、憎水性、憎水迁移性、傅里叶红外光谱等方面分析了不同年限RTV绝缘子涂层的运行性能。结果表明:运行绝缘子RTV涂层喷涂不良率较高,喷涂工艺有待提高;运行4年以内的RTV涂层总体情况良好;运行8~10年的RTV涂层憎水性出现明显下降;运行10年以上的RTV涂层老化程度明显。