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复合绝缘子的憎水、憎水迁移性

2021-08-04 09:53:26

复合绝缘子


复合绝缘子的憎水、憎水迁移性

复合绝缘体主要的特点是憎水性和憎水迁移性,这使得硅胶表面能很低,并且含有大量小分子非极性羟基(例如甲基)和游离有机硅寡聚物。

羟基排列在主链外表面。由于聚硅氧烷整体分子是非极性的,水在表面会形成分散的水珠或水滴状,因而具有良好的憎水性,因为自由低聚物具有向表面扩散的特性,使得吸附在绝缘子表面的污垢层也具有憎水性,因此它还具有憎水性。

正因为复合绝缘子的憎水、憎水迁移性,尤其是憎水迁移性,使得污层在聚硅氧烷作用下被覆盖,污层中的盐含量较低,使绝缘子表面的盐度降低,表现出优异的耐污性能。

造成憎水和憎水丧失的原因。

组合绝缘子在工作中的电气和环境应力分析

干带电弧在电、环境应力的共同作用下,会引起表面材料腐蚀、起痕、水份、电蚀、环境因素化学污染等因素对硅橡胶材料的电气破坏有一定的影响。复合绝缘子在工作中的憎水损失主要是由于电气老化及制造缺陷。

(1)复合绝缘子串风形成旋涡,重的尘埃和其它污物随绝缘体表面飘落,受到紫外线和机械力的共同作用,导致表面粗糙度增加,形成细小龟裂,表面附有污垢。

(2)越来越多的低分子聚合物移动到伞套表面并植入污秽层,使得污垢表面被薄的硅氧分子聚合体所覆盖,从而保持其在表面的憎水性。

(3)雾气、露水、高湿度天气、小雨等恶劣天气会在绝缘子表面形成小水滴,但在严重侵蚀的地方,小水珠与尘埃的湿沉降结合形成污水滴,穿过薄硅氧分子聚合物层形成导电层,促使泄漏电流由电容性演变为电阻性。

(4)由于污垢层的不均匀和湿润,在绝缘子表面形成了局部的多点高压点,从而引起点状放电。

(5)放电使小水滴周围形成一层能破坏硅橡胶的憎水性的聚合物。

(6)表面憎水破坏造成水珠形成水膜。形成导电层后,漏电流进一步增加。

(7)漏流产生的热形成表面局部干燥区,表面是高阻性导电面和含水表面,电压分布均匀。

(8)不同干燥区域的电压分布不均匀,从而产生电弧放电,进一步使表面失去憎水性,干燥区将进一步扩大,放电和局部电弧使绝缘子表面严重蚀损,导致伞裙表面老化。

(9)在长时间无放电的干燥期间,硅橡胶会恢复其憎水性,自恢复时间通常为6-8小时。

(10)绝缘子表面如果继续放电,会加速硅橡胶老化,从而产生局部高温,严重时,发热温度在260-400℃之间,硅橡胶耐受的高温度只有300-400℃,所以经常放电的绝缘层表面会出现白色粉末状物质,这是高温下的新化学反应,周而复始放电导致绝缘子表面出现白色粉末状物质。

由于复合绝缘子制造的原因,老化加速,造成憎水损失。

在复合绝缘子的制造中,防污闪的控制主要有憎水和耐污痕。厌恶水和憎水自恢复性是防污闪的第1关,良好的憎水会使污层电阻大,泄漏电流小,污闪电压上升。憎水性丧失及暂时性丧失后,伞裙外套应能承受干带电弧不起痕、不蚀损,是防污闪的第2关。伞裙形和设计尺寸对吸水性能和漏流流量有重要影响,科学合理的外形尺寸是防污闪的第3关。

制造业企业质量控制和改进的关键。

(1)聚硅氧烷生胶的重量比,即基础聚合物重量比低于整个混练胶重量的50%,甚至低于40%,复合绝缘子使用寿命短,耐水丧失后很难自行恢复。

(2)ATH填充物(氢氧化铝微粉)含量应控制在40%-50%,ATH既可用于阻燃剂,又可用于防止起痕剂腐蚀,不宜过大。

(3)填充的补强剂应使用分子式SiO2,也称为无水二氧化硅,其高温不分解,电绝缘性能高,有吸湿性,不燃烧,对其它化学品稳定,白碳黑的碳黑粒径细表面积大,是常用的补强剂。与沉淀法白碳黑相比,硅胶的机械强度略低,受潮后介电性能较差,其优点是耐老化性能较好,保证其耐热老化性能主要选用气相法白碳黑作为补强剂。

(4)其它辅助材料应保证原材料的技术性能指标,生产者应自觉杜绝采购廉价材料区降低生产成本,给生产复合绝缘子留下潜在的质量隐患。

(5)优化伞裙结构和硅橡胶外护套的电气设计,电力工业标准DL/T864-2004《1000V交流架空线路标称电压高于1000V交流架空线路用复合绝缘子使用导则》对伞裙做了明确推荐:伞间小距离(C),对于大小伞裙,C值应小于70mm。对于b、c、(b.F)等污秽等级(C.F),建议的(C.F)不得大于3.2;对于d、e、Ⅳ级污秽等级,推荐的(C.F)不大于3.5。

(6)改善复合绝缘体的设计。

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