復(fù)合絕緣子重要的特點是疏水和疏水遷移。聚硅氧烷在硅膠中分子極性弱,表面能量低。含有大量表面能量低的小分子非極性羥基團(如甲基)和自由硅聚合物。
羥基排列在硅氧主鏈基。使整個硅氧烷分子非極性。由于硅橡膠表面能量低,水會在表面形成相互分離的水滴狀態(tài),疏水性好;由于游離聚合物具有向表面擴散的特點,吸附在復(fù)合絕緣子表面的污垢層也具有疏水性,因此也具有疏水遷移性。
復(fù)合絕緣子的疏水性和疏水性,尤其是疏水性的移動性,污染層被硅氧烷覆蓋,污染層中的少量鹽溶解,絕緣子表面的鹽密度降低,表現(xiàn)出優(yōu)異的抗污染性。
在電氣和環(huán)境應(yīng)力的共同作用下,表面的干帶電弧會導(dǎo)致材料的腐蝕、痕跡、水分、腐蝕和環(huán)境因素的化學(xué)污染,從而導(dǎo)致硅橡膠材料的電氣損壞。復(fù)合絕緣子在運行中的疏水性喪失主要是由于電老化和制造缺陷造成的。具體分析如下:
風(fēng)吹過復(fù)合絕緣子串,形成渦流,灰塵等污垢落在絕緣子表面。在紫外線和機械力的結(jié)合下,表面腐蝕,表面粗糙度增加,形成無形的小裂紋,污垢層附著在表面。
(2)持續(xù)擴散的低分子聚合物移動傘套表面,植入污垢層,使污垢表面覆蓋非常薄的硅氧分子聚合物,保持表面疏水。
(3)霧、露、高濕、小雨等惡劣天氣。絕緣子表面可以形成小水滴,但在表面腐蝕嚴(yán)重的地方,小水滴與灰塵的濕沉降結(jié)合形成污水滴,通過薄硅氧分子聚合物層形成導(dǎo)電層,使泄漏電流由電容變?yōu)殡娮琛?/span>
(4)由于污垢層分布不均勻潮濕,復(fù)合絕緣子表面產(chǎn)生局部多點高壓部分,產(chǎn)生點放電。
(5)放電消耗水滴周圍的聚合物薄層,破壞硅橡膠的疏水性。
(6)表面疏水損壞,導(dǎo)致水滴連接成水膜。形成連續(xù)導(dǎo)電層,進一步增加泄漏電流。
(7)泄漏電流產(chǎn)生的熱形成表面的局部干燥區(qū)域,表面為高電阻導(dǎo)電面和水滴疏水面,電壓分布均勻。
(8)不同干燥區(qū)域形成不均勻的電壓分布,導(dǎo)致電弧放電,表面失去疏水性,干燥區(qū)域進一步擴大,放電和局部電弧嚴(yán)重腐蝕絕緣子表面,傘裙表面老化。
(9)硅橡膠在絕緣子無放電干燥過程中會恢復(fù)其疏水性能,恢復(fù)時間一般為6-8小時。
(10)進一步放電絕緣子表面,加速硅橡膠老化,產(chǎn)生局部高溫。嚴(yán)重時,加熱溫度在260-400℃之間,硅橡膠材料的高耐受溫度只有300-400℃。所以經(jīng)常放電的絕緣子表面產(chǎn)生白粉,是高溫下的新化學(xué)反應(yīng)。反復(fù)放電導(dǎo)致絕緣子表面劣化,疏水性喪失,復(fù)合絕緣子失去優(yōu)異的耐污染性。
在復(fù)合絕緣子的制造過程中,控制閃光燈主要是疏水性和耐腐蝕性。疏水性和疏水性是防污閃光燈,疏水性好,污水層電阻高,泄漏電流小,污水閃光電壓上升。在疏水性喪失和暫時性喪失之后,傘外套可以承受干帶電弧的無痕跡和不腐蝕,是防污閃光燈。傘裙的形狀和設(shè)計尺寸會影響疏水性能和泄漏電流,科學(xué)合理的外形尺寸設(shè)計是防污閃光燈。
(1)聚硅氧烷生膠的重量,即基礎(chǔ)聚合物的重量不到整個混合膠的50%,甚至不到40%。這種復(fù)合絕緣體使用壽命短,疏水性喪失后難以自行恢復(fù)。
(2)填充的ATH(氫氧化鋁微粉)含量應(yīng)控制在40%-50%之間。ATH作為阻燃劑和耐腐蝕損傷的添加劑,不應(yīng)過度增加。
填充的補強劑應(yīng)采用氣相法白碳黑,分子式SiO2,又稱無水二氧化硅,高溫不分解,電絕緣性能高,吸濕性好,不燃燒,對其它化學(xué)物質(zhì)穩(wěn)定。由于氣相法白碳黑粒徑細(xì),表面積大,效果好,是硅橡膠常用的增強劑。此外,沉淀法白碳黑成本低,加固硅橡膠機械強度略低,受潮后介電性能差。優(yōu)點是耐熱老化性好。為保證疏水性,應(yīng)選用氣相法白碳黑作為加固劑。
(4)填充其他輔助材料時,應(yīng)確保原材料的技術(shù)性能指標(biāo)。
(5)優(yōu)化硅橡膠外護套傘裙的結(jié)構(gòu)和電氣設(shè)計
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