含硅橡胶复合结构的声学覆盖层吸声特性研究

设计一种在声波入射端与出射端均为半无限大水域工况下使用的,内含空腔硅橡胶单元与金属板的复合结构声学覆盖层。利用仿真软件建立有限元模型,对比硅橡胶单元与域边界距离不同情况下的声学性能,验证嵌入金属板能够有效地提升覆盖层的声学性能,同时研究金属材料不同情况下对覆盖层声学性能的影响,并通过覆盖层位移云图对其吸声机理进行分析。研究表明,该结构可以实现在3300~8000 Hz频段内保持稳定在0.9以上的吸声系数。

复合绝缘子用硅橡胶材料运行性能研究

为掌握目前复合绝缘子用硅橡胶材料的运行状况,梳理了近年来国网公司送检的运行复合绝缘子伞套材料的各项性能试验数据,包括电气性能、机械性能和其他特殊性能等,研究了硅橡胶材料在输电线路运行过程中的性能变化。重点从运行电压等级、运行环境和运行年限3个维度进行对比,结合傅里叶变换红外光谱和热失重分析,分别阐述它们对复合绝缘子伞套材料老化的影响程度与规律。结果显示:在影响伞套材料使用寿命的因素中,运行环境居首,电压等级无显著影响,运行年限增长导致各类老化因素逐步积累。

基于改进多因素老化法的极寒地区复合绝缘子伞裙性能退化研究

为探明极寒地区复合绝缘子老化机理,本文采用改进多因素老化方法,研究老化时间对复合绝缘子伞裙理化性能、力学性能以及电气性能的影响规律。结果表明:随着老化时间的增加,硅橡胶材料表面出现裂纹、孔洞和颗粒物堆积等现象,憎水性明显降低,材料整体硬度增加,断裂伸长率迅速降低,力学性能明显下降。同时,硅橡胶材料的介电常数明显增大,介质损耗不断增加,深陷阱能级密度变低,浅陷阱能级密度升高,表面电导率大幅增加,闪络电压急剧下降。

溶液插层法制备BOPP/阻燃硅橡胶复合膜及其性能

使用甲胺溶液对双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜表面进行活化改性,再采用溶液插层法将阻燃硅橡胶与BOPP薄膜复合制备了BOPP/阻燃硅橡胶复合膜,并研究了复合膜的力学性能、热性能及光学性能。结果表明:BOPP薄膜与阻燃硅橡胶结合紧密,层状结构明显且无层间空隙,无明显分子链团聚现象,复合膜形貌符合实验预期要求;复合膜的弹性模量远高于BOPP薄膜,且与膜层厚度正相关。与阻燃硅橡胶复合,增强了BOPP薄膜的耐热老化性能、热收缩性能,赋予了BOPP薄膜对一般光源进行光散射的性能优势。

硅橡胶隔热复合材料的制备及性能

采用空心玻璃微珠(HGB)和膨胀蛭石(EVMT)作为隔热填料,分别与高温硫化硅橡胶(HTV)共混制备HGB/HTV和EVMT/HTV隔热复合材料,并考察了隔热填料的种类和用量对隔热复合材料的隔热性能和力学性能的影响。结果表明,随着HGB和EVMT用量的增加,隔热复合材料的导热性能明显下降。相比于HTV试样,当HGB与HTV的质量比为20/100,EVMT与HTV的质量比为10/100时,隔热复合材料的导热系数分别下降了20.44%和12.34%。HGB和EVMT均能提高HTV隔热复合材料的100%定伸应力和邵尔A硬度,降低其拉伸强度与扯断伸长率。当HGB与HTV的质量比为20/100,EVMT与HTV的质量比为10/100时,隔热复合材料的拉伸强度分别为10.51 MPa和11.59 MPa,邵尔A硬度分别为71.6和59.1。

改性氧化石墨烯硅橡胶的制备及其热性能研究

通过离子液体对氧化石墨烯进行改性,并进一步研究了改性氧化石墨烯作为硅橡胶填料的增强效果。结果表明,改性氧化石墨烯的加入明显改善了硅橡胶的硫化特性,特别是焦化时间;改性氧化石墨烯填充硅橡胶纳米复合材料的热稳定性较原始硅橡胶有所提高;纳米填料的加入显著提高了复合材料的力学性能,当改性氧化石墨烯的质量分数为2.0%时,复合材料的拉伸应力和弹性模量分别提高了67%和93%。因此,改性氧化石墨烯作为增强填料用于制备具有较高热性能和力学性能的聚合物具有很大的潜力。

复合绝缘子HTV硅橡胶材料老化特性的研究

针对在役复合绝缘子的老化问题,笔者分别对实验室电晕老化和现场自然老化的HTV硅橡胶材料的憎水性、泄漏电流、表面微观形貌以及化学成分等特性进行了对比研究。结果表明,电晕老化与现场老化造成材料特性变化的规律呈现一致性:电晕老化造成材料憎水性下降,且提高电晕老化强度(电压和时间)则导致憎水性恢复变慢,甚至不能完全恢复;现场老化材料的憎水性随年限不断下降,由HC1级(2年)降至HC5级(15年)。老化还造成样品的表面电阻率下降,引起表面泄漏电流增加;老化造成硅橡胶材料降解,表面缺陷增加,孔洞增加并加深,甚至产生裂纹,同时生成强极性基团等,从而引起硅橡胶机械及绝缘性能不断下降。

复合绝缘子的5000h多因素试验及长期性能评价

随着特高压复合绝缘子的大规模应用和超高压复合绝缘子运行年限的不断增长,复合绝缘子的现场老化问题与长期性能评价方法成为亟待研究的问题。为此,根据对现场运行条件下硅橡胶复合绝缘子积污和憎水性变化过程的研究,在IEC多因素试验方法的基础上,加入了硅藻土污秽成分并调整了老化因素的时间安排,提出了复合绝缘子的"清华5 000h多因素试验方法"。在该试验方法下进行了5轮次的5 000h多因素老化试验后,成功模拟了复合绝缘子表面污秽积累过程和表面憎水性的丧失与恢复过程,重现了不同复合绝缘子憎水性下降、起痕与电蚀损、过流跳闸等现场老化失效模式。不同配方和配置的复合绝缘子的老化结果表明,硅橡胶复合绝缘子需要同时达到耐起痕和蚀损性能强、憎水性良好、爬电比距足够的要求,才能保证其在正常运行条件下的长期可靠性。

硅橡胶复合套管用FB-PRTV修复后性能分析

硅橡胶复合材料因具有重量轻、优异的耐污性能和防暴性能,硅橡胶复合材料被广泛应用在互感器、断路器及套管等电气设备中。但硅橡胶在表面放电、电晕放电等因素影响下易老化。部分硅橡胶复合套管在运行一定年限后由于环境、电应力和机械应力作用,会出现表面憎水性减弱,伞套脆化、粉化、开裂等劣化现象,最终导致电气绝缘性能下降,易导致高压设备事故和电网事故。硅橡胶复合套管出现老化后,处理办法是返厂重新更换硅橡胶复合套管,但这种方法费时又费力,费用较高。现佛山供电局探索性的使用防爆破飞溅涂料(FB-PRTV)在现场对硅橡胶复合套管进行修复,恢复其外绝缘性能,使高压设备能正常运行。笔者旨在对用FB-PTRV修复后的硅橡胶复合套管的性能进行分析。分析表明,修复后的硅橡胶复合套管各项性能得到较大恢复。

水滑石/硅橡胶复合材料的制备及性能

水滑石经过对苯二甲酸(TPA)插层后与硅橡胶复合制成复合材料。采用XRD、TG以及其它分析手段对样品进行了表征和研究。结果表明,对苯二甲酸的插层率达到79%以上,而硅橡胶大分子的"插层率"为38%;水滑石/硅橡胶样品的力学性能、邵尔A硬度、热稳定性和阻燃性能均有所改善,水滑石添加量以6%为宜;水滑石的分散程度对硅橡胶复合材料的性能有决定性影响。

高岭石/硅橡胶复合材料的制备及性能研究

高岭石经过DMSO插层后与硅橡胶复合制成复合材料,研究了材料的力学性能、邵尔A硬度和阻燃性能。结果表明,DMSO插层率达到96%以上;高岭石加入硅橡胶中,样品的力学性能、邵尔A硬度和阻燃性能均有所提高,高岭石添加量以6%～8%为宜;高岭石在硅橡胶中的分散程度对其性能起着决定的影响。

复合绝缘子用硅橡胶老化状态评估方法

复合绝缘子硅橡胶伞裙护套在长期的户外运行条件下会出现老化现象,给绝缘子运行带来隐患,运维单位需定期进行抽检分析来评估硅橡胶的老化状态,但目前尚无有效的评估方法。本文从电网系统对硅橡胶性能要求的重要指标入手,将憎水性以及耐漏电起痕和电蚀损性能两项指标分级,作为评估硅橡胶老化状态的根本凭据,然后测量材料其他的宏观微观参数,将硬度、明度、密度、热失重转折点和终点的剩余比例以及典型官能团红外光谱吸收峰等作为评估硅橡胶老化状态的备选特征量。最后利用统计分析的数学方法研究性能指标及老化状态与特征量之间的关系。结果表明,利用硬度 Hshore、HC 分级以及密度ρ能判别硅橡胶的老化状态,方法简单可行,便于运维人员对硅橡胶状态的可靠的评估,保障了输电线路的安全运行。

油浸式硅橡胶复合套管的高温电腐蚀老化分析

硅橡胶复合绝缘产品在运行过程中会长期承受紫外光、污秽、高场强、高温等多重应力的作用,其老化问题相对于传统的瓷制绝缘产品更为突出。考虑套管在运行中的高温及电场联合应力情况,以改进的硅橡胶材料为伞裙基材,设计了35 kV油浸式硅橡胶复合套管模型,搭建了高温电腐蚀老化试验平台,开展了老化试验及性能评估。结果表明,老化35天后,复合绝缘套管伞裙基本未发生扭曲变形,未出现龟裂、粉化、爬电痕迹等,上部、中部、下部的相邻两个大伞裙间距均为70 mm,伞裙间距未发生变化,与设计值保持一致;伞裙的憎水性由HC1级降低为HC2级,整体憎水性仍较好。随着老化程度的加深,绝缘电阻值均较大,达到GΩ级,电容量变化不明显,介质损耗值稍有增加,从0.28%增加到0.38%,均小于0.5%。通过拟合指纹数据库与灰色关联理论分析,老化35天后,主绝缘的聚合度(DP)值为950,主绝缘未出现明显老化,仍然保持较好的绝缘性能。

导热阻尼硅橡胶复合材料的制备及性能

以甲基乙烯基苯基硅油为基体材料,添加一定量的硅烷偶联剂处理的六方氮化硼(hBN),与含氢硅油反应固化,制备得到硅橡胶复合材料,并研究了其力学性能、导热性能、阻尼性能与偶联剂、填料之间的关系。结果表明,用N313硅烷偶联剂进行表面处理后的填料在其填充体积分数为9%,时综合性能较好,导热系数达到0.47 W/(m·K),阻尼损耗因子(tanδ)达到0.76,体积电阻率为3×10^(13)Ω·cm。

有机复合绝缘产品用粘接剂的研制

对硅橡胶与玻璃纤维、环氧树脂、金属等粘接中所使用的粘接剂的配方设计原则及粘接机理进行了探讨。该粘接剂制作工艺简单、重现性好。

SiO_(2)用量对复合橡胶硫化特性及物性的影响

以天然橡胶(NR)、顺丁橡胶(BR)和丁苯橡胶(SBR)为基体,通过模压硫化制备复合橡胶鞋底材料.研究SiO_(2)添加量对NR/BR/SBR复合橡胶材料硫化性能和物性的影响.结果表明:SiO_(2)的加入延迟了NR/BR/SBR复合橡胶材料的硫化时间、降低了焦烧时间、提升了交联密度,当添加量为50份时,ΔM最大(交联密度最大);SiO_(2)的加入对NR/BR/SBR复合橡胶材料的撕裂强度、拉伸强度、DIN磨耗、止滑均有影响,其中撕裂强度、拉伸强度和湿止滑性能随着SiO_(2)添加量的增加,先增加后减小;DIN磨耗先减小后增加;干止滑性能呈现减小趋势.

复合绝缘子用硅橡胶材料设计性能和检测方法分析

硅橡胶作为复合绝缘子外绝缘材料,直接影响着绝缘子的运行性能。全面梳理国内主流企业送检的复合绝缘子用硅橡胶材料憎水性能、电气性能和机械性能等试验结果。结合各项性能参数分布情况,分析国内制造现状和现行检测方法,为硅橡胶材料设计和检测提供参考,结果表明:国内硅橡胶材料设计性能满足高压输电需求,但不同厂家的性能参数分散性较大,建议在标准中增加组份分析项以保证胶体含量,并设计多因素试验项目来综合考核材料性能。

PMMA多孔微球改性制备隔声材料研究

以甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁腈、聚乙二醇、明胶以及钠化、有机化处理后的蒙脱土为原料,制备了聚甲基丙烯酸甲酯/蒙脱土(PMMA/MMT)多孔微球,并将其作为填料其加入液体硅橡胶泡沫材料中,制备出一种隔声材料。通过扫描电子显微镜、BET测试、激光粒度测试、阻抗管法等分析方法,研究了PMMA/MMT多孔微球的结构与性能,以及其掺入对所制备隔声材料对不同频段噪声的隔声性能的影响。结果表明:包覆MMT后的PMMA多孔微球的比表面积、孔容和孔径都得到提高,粒径均一性较好,将其掺入液体硅橡胶泡沫后,材料的中低频隔声性能显著提升,微球掺量为10%的复合材料对500~2000Hz中频段噪声的隔声量(TL)比未掺微球时提高了44%。