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复合绝缘子重要的特点是疏水和疏水迁移

2021-09-03 09:24:50

复合绝缘子


复合绝缘子重要的特点是疏水和疏水迁移。聚硅氧烷在硅胶中分子极性弱,表面能量低。含有大量表面能量低的小分子非极性羟基团(如甲基)和自由硅聚合物。

羟基排列在硅氧主链基。使整个硅氧烷分子非极性。由于硅橡胶表面能量低,水会在表面形成相互分离的水滴状态,疏水性好;由于游离聚合物具有向表面扩散的特点,吸附在复合绝缘子表面的污垢层也具有疏水性,因此也具有疏水迁移性。

复合绝缘子的疏水性和疏水性,尤其是疏水性的移动性,污染层被硅氧烷覆盖,污染层中的少量盐溶解,绝缘子表面的盐密度降低,表现出优异的抗污染性。

在电气和环境应力的共同作用下,表面的干带电弧会导致材料的腐蚀、痕迹、水分、腐蚀和环境因素的化学污染,从而导致硅橡胶材料的电气损坏。复合绝缘子在运行中的疏水性丧失主要是由于电老化和制造缺陷造成的。具体分析如下:

风吹过复合绝缘子串,形成涡流,灰尘等污垢落在绝缘子表面。在紫外线和机械力的结合下,表面腐蚀,表面粗糙度增加,形成无形的小裂纹,污垢层附着在表面。

(2)持续扩散的低分子聚合物移动伞套表面,植入污垢层,使污垢表面覆盖非常薄的硅氧分子聚合物,保持表面疏水。

(3)雾、露、高湿、小雨等恶劣天气。绝缘子表面可以形成小水滴,但在表面腐蚀严重的地方,小水滴与灰尘的湿沉降结合形成污水滴,通过薄硅氧分子聚合物层形成导电层,使泄漏电流由电容变为电阻。

(4)由于污垢层分布不均匀潮湿,复合绝缘子表面产生局部多点高压部分,产生点放电。

(5)放电消耗水滴周围的聚合物薄层,破坏硅橡胶的疏水性。

(6)表面疏水损坏,导致水滴连接成水膜。形成连续导电层,进一步增加泄漏电流。

(7)泄漏电流产生的热形成表面的局部干燥区域,表面为高电阻导电面和水滴疏水面,电压分布均匀。

(8)不同干燥区域形成不均匀的电压分布,导致电弧放电,表面失去疏水性,干燥区域进一步扩大,放电和局部电弧严重腐蚀绝缘子表面,伞裙表面老化。

(9)硅橡胶在绝缘子无放电干燥过程中会恢复其疏水性能,恢复时间一般为6-8小时。

(10)进一步放电绝缘子表面,加速硅橡胶老化,产生局部高温。严重时,加热温度在260-400℃之间,硅橡胶材料的高耐受温度只有300-400℃。所以经常放电的绝缘子表面产生白粉,是高温下的新化学反应。反复放电导致绝缘子表面劣化,疏水性丧失,复合绝缘子失去优异的耐污染性。

复合绝缘子的制造过程中,控制闪光灯主要是疏水性和耐腐蚀性。疏水性和疏水性是防污闪光灯,疏水性好,污水层电阻高,泄漏电流小,污水闪光电压上升。在疏水性丧失和暂时性丧失之后,伞外套可以承受干带电弧的无痕迹和不腐蚀,是防污闪光灯。伞裙的形状和设计尺寸会影响疏水性能和泄漏电流,科学合理的外形尺寸设计是防污闪光灯。

(1)聚硅氧烷生胶的重量,即基础聚合物的重量不到整个混合胶的50%,甚至不到40%。这种复合绝缘体使用寿命短,疏水性丧失后难以自行恢复。

(2)填充的ATH(氢氧化铝微粉)含量应控制在40%-50%之间。ATH作为阻燃剂和耐腐蚀损伤的添加剂,不应过度增加。

填充的补强剂应采用气相法白碳黑,分子式SiO2,又称无水二氧化硅,高温不分解,电绝缘性能高,吸湿性好,不燃烧,对其它化学物质稳定。由于气相法白碳黑粒径细,表面积大,效果好,是硅橡胶常用的增强剂。此外,沉淀法白碳黑成本低,加固硅橡胶机械强度略低,受潮后介电性能差。优点是耐热老化性好。为保证疏水性,应选用气相法白碳黑作为加固剂。

(4)填充其他辅助材料时,应确保原材料的技术性能指标。

(5)优化硅橡胶外护套伞裙的结构和电气设计

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