硅橡膠在高壓絕緣上的應(yīng)用

1、一、一、概述概述 1、在外絕緣上應(yīng)用的有機(jī)材料分類及初步評(píng)價(jià)、在外絕緣上應(yīng)用的有機(jī)材料分類及初步評(píng)價(jià) 1.1三元乙丙橡膠三元乙丙橡膠 三元乙丙橡膠是以乙烯、丙烯及少量非共軛雙烯為單體三元乙丙橡膠是以乙烯、丙烯及少量非共軛雙烯為單體共聚而制得。因其常溫流動(dòng)性好，具備很好的耐天候、耐臭共聚而制得。因其常溫流動(dòng)性好，具備很好的耐天候、耐臭氧、耐熱、耐酸堿和電性能，在高壓絕緣領(lǐng)域有一定的應(yīng)用。氧、耐熱、耐酸堿和電性能，在高壓絕緣領(lǐng)域有一定的應(yīng)用。 三元乙丙橡膠分子結(jié)構(gòu)上沒有極性基團(tuán)，宏觀表現(xiàn)缺乏三元乙丙橡膠分子結(jié)構(gòu)上沒有極性基團(tuán)，宏觀表現(xiàn)缺乏極性，對(duì)各種極性化學(xué)品有較好的抗耐性，但也導(dǎo)致其內(nèi)聚極性，對(duì)

2、各種極性化學(xué)品有較好的抗耐性，但也導(dǎo)致其內(nèi)聚能低，自粘性和互粘性很差，使得傘套與芯棒界面特性較差，能低，自粘性和互粘性很差，使得傘套與芯棒界面特性較差，易發(fā)生蝕損、老化龜裂，使用壽命短。易發(fā)生蝕損、老化龜裂，使用壽命短。 三元乙丙橡膠具備較好的憎水性，但表面積污后憎水性三元乙丙橡膠具備較好的憎水性，但表面積污后憎水性不能遷移至污層表面，而且在相同的接觸壓力下，耐電強(qiáng)度不能遷移至污層表面，而且在相同的接觸壓力下，耐電強(qiáng)度要比硅橡膠差。要比硅橡膠差。 1.2環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂 環(huán)氧樹脂是泛指分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)環(huán)氧樹脂是泛指分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)高分子化合物的有機(jī)高分子化

3、合物 。 環(huán)氧樹脂為熱固性絕緣材料，在加入固化劑高溫固化環(huán)氧樹脂為熱固性絕緣材料，在加入固化劑高溫固化成型后，有很好的化學(xué)穩(wěn)定性成型后，有很好的化學(xué)穩(wěn)定性 ，具有優(yōu)良的耐堿性、耐酸，具有優(yōu)良的耐堿性、耐酸性和耐溶劑性，而且是具有高介電性能、耐表面漏電、耐性和耐溶劑性，而且是具有高介電性能、耐表面漏電、耐電弧的優(yōu)良絕緣材料。電弧的優(yōu)良絕緣材料。 在環(huán)氧樹脂的主鏈上引入脂環(huán)或苯在環(huán)氧樹脂的主鏈上引入脂環(huán)或苯環(huán)支鏈，采用特殊的固化劑，可用于戶外絕緣。環(huán)支鏈，采用特殊的固化劑，可用于戶外絕緣。 但因引入活性基團(tuán)，環(huán)氧樹脂表面易積污，積污后憎但因引入活性基團(tuán)，環(huán)氧樹脂表面易積污，積污后憎水性不能遷移至污

4、層表面，使其耐污閃得能力降低。環(huán)氧水性不能遷移至污層表面，使其耐污閃得能力降低。環(huán)氧樹脂非常堅(jiān)硬，長期運(yùn)行后老化容易脆斷；且環(huán)氧樹脂易樹脂非常堅(jiān)硬，長期運(yùn)行后老化容易脆斷；且環(huán)氧樹脂易吸潮，潮氣與樹脂中的酸性物質(zhì)結(jié)合，形成酸性溶液，腐吸潮，潮氣與樹脂中的酸性物質(zhì)結(jié)合，形成酸性溶液，腐蝕環(huán)氧樹脂，不能保證內(nèi)外絕緣的電氣性能。蝕環(huán)氧樹脂，不能保證內(nèi)外絕緣的電氣性能。1.3硅橡膠硅橡膠 硅橡膠主要是由高摩爾質(zhì)量的線型聚硅氧烷組成。由硅橡膠主要是由高摩爾質(zhì)量的線型聚硅氧烷組成。由于于-Si-O-Si-鍵是其構(gòu)成的基本鍵型，硅原子主要連接甲基，鍵是其構(gòu)成的基本鍵型，硅原子主要連接甲基，側(cè)鏈上引入極少量的

5、不飽和基團(tuán)，分子間作用力小，分子側(cè)鏈上引入極少量的不飽和基團(tuán)，分子間作用力小，分子呈螺旋狀結(jié)構(gòu)，甲基朝外排列并可自由旋轉(zhuǎn)，因此硅橡膠呈螺旋狀結(jié)構(gòu)，甲基朝外排列并可自由旋轉(zhuǎn)，因此硅橡膠硫化后具有優(yōu)異的耐高、低溫，耐候、憎水、憎水遷移、硫化后具有優(yōu)異的耐高、低溫，耐候、憎水、憎水遷移、電氣絕緣性、生理惰性等特點(diǎn)。電氣絕緣性、生理惰性等特點(diǎn)。 1.3.1耐候性耐候性 如前所述，有機(jī)硅產(chǎn)品的主鏈為如前所述，有機(jī)硅產(chǎn)品的主鏈為-Si-O-Si-，無雙鍵存在，無雙鍵存在，且鍵能比紫外線輻照能量高，因此不易被紫外光和臭氧所且鍵能比紫外線輻照能量高，因此不易被紫外光和臭氧所分解。有機(jī)硅具有比其他高分子材料更好

6、的熱穩(wěn)定性以及分解。有機(jī)硅具有比其他高分子材料更好的熱穩(wěn)定性以及耐輻照和耐候能力，在自然環(huán)境下的使用壽命可達(dá)幾十年。耐輻照和耐候能力，在自然環(huán)境下的使用壽命可達(dá)幾十年。1.3.2耐溫特性及化學(xué)穩(wěn)定性耐溫特性及化學(xué)穩(wěn)定性 硅橡膠（硅橡膠（Silicone Rubber）是一種分子鍵兼具無機(jī)）是一種分子鍵兼具無機(jī)和有機(jī)性質(zhì)的高分子彈性材料，它的分子主鍵由硅原子和有機(jī)性質(zhì)的高分子彈性材料，它的分子主鍵由硅原子和氧原子交替組成（和氧原子交替組成（-Si-O-Si-）。硅氧鍵的鍵能達(dá)）。硅氧鍵的鍵能達(dá)370kJ/mol，比紫外線輻照能量高，比一般的橡膠的，比紫外線輻照能量高，比一般的橡膠的C-C結(jié)合鍵能

7、結(jié)合鍵能240kJ/mol要大得多，在高溫（或輻射照射）要大得多，在高溫（或輻射照射）下分子的化學(xué)鍵不斷裂、不分解?？稍谙路肿拥幕瘜W(xué)鍵不斷裂、不分解?？稍?0+300溫溫度范圍內(nèi)長期使用，仍不失原有的強(qiáng)度和彈性。度范圍內(nèi)長期使用，仍不失原有的強(qiáng)度和彈性。 硅橡膠硫化成型后，主鏈和側(cè)鏈上均沒有活性基團(tuán)，硅橡膠硫化成型后，主鏈和側(cè)鏈上均沒有活性基團(tuán)，因此硅橡膠具備極佳的化學(xué)穩(wěn)定性，酸和堿都不會(huì)對(duì)其因此硅橡膠具備極佳的化學(xué)穩(wěn)定性，酸和堿都不會(huì)對(duì)其分子結(jié)構(gòu)造成影響。分子結(jié)構(gòu)造成影響。 而且，無論是化學(xué)性能還是物理機(jī)械性能，隨溫度而且，無論是化學(xué)性能還是物理機(jī)械性能，隨溫度的變化都很小。的變化都很小。1

8、.3.3電氣絕緣性能電氣絕緣性能 硅橡膠具有良好的電絕緣性能，其介電損耗、耐電壓、硅橡膠具有良好的電絕緣性能，其介電損耗、耐電壓、耐電弧、耐電暈、體積電阻系數(shù)和表面電阻系數(shù)等均在絕緣耐電弧、耐電暈、體積電阻系數(shù)和表面電阻系數(shù)等均在絕緣材料中名列前茅，而且它們的電氣性能受溫度和頻率的影響材料中名列前茅，而且它們的電氣性能受溫度和頻率的影響很小。其常規(guī)性能參數(shù)如下：很小。其常規(guī)性能參數(shù)如下： 介電常數(shù)介電常數(shù)（50Hz50Hz）2.8介質(zhì)損耗角正切介質(zhì)損耗角正切（50Hz50Hz）4 41010-3-3體積電阻率體積電阻率10101515 cm cm擊穿場強(qiáng)擊穿場強(qiáng)(1mm(1mm厚厚試片試片)

9、)25 kV/mm25 kV/mm表面電阻率表面電阻率10101212 cm cm耐漏電起痕耐漏電起痕1A4.5kV1.3.4優(yōu)異的憎水性和憎水遷移性優(yōu)異的憎水性和憎水遷移性 有機(jī)硅的主鏈?zhǔn)秩犴?，其分子間的作用力比碳?xì)浠袡C(jī)硅的主鏈?zhǔn)秩犴槪浞肿娱g的作用力比碳?xì)浠衔镆醯枚?，因此，比同分子量的碳?xì)浠衔镎扯鹊?，合物要弱得多，因此，比同分子量的碳?xì)浠衔镎扯鹊?，表面張力弱，表面能小，成膜能力?qiáng)。這種低表面張力和表面張力弱，表面能小，成膜能力強(qiáng)。這種低表面張力和低表面能使其具備優(yōu)良的憎水性，使得雨水在硅橡膠表面低表面能使其具備優(yōu)良的憎水性，使得雨水在硅橡膠表面呈水珠狀，隨時(shí)滾落，不會(huì)形成導(dǎo)電

10、水膜或連成線狀的水呈水珠狀，隨時(shí)滾落，不會(huì)形成導(dǎo)電水膜或連成線狀的水流，這是電氣設(shè)備在濕態(tài)條件下使用具有高可靠性的保障。流，這是電氣設(shè)備在濕態(tài)條件下使用具有高可靠性的保障。而且，硅橡膠材料具備特殊的憎水遷移性，硅橡膠良好的而且，硅橡膠材料具備特殊的憎水遷移性，硅橡膠良好的憎水性能在憎水性能在2448小時(shí)內(nèi)遷移至其表面的污穢上，使污穢小時(shí)內(nèi)遷移至其表面的污穢上，使污穢表面也具備憎水性。所以硅橡膠具有極高的耐污閃、耐雨表面也具備憎水性。所以硅橡膠具有極高的耐污閃、耐雨閃能力。閃能力。 因此，硅橡膠已逐漸取代了其它復(fù)合絕緣材料在高壓因此，硅橡膠已逐漸取代了其它復(fù)合絕緣材料在高壓線路和變電站中廣泛應(yīng)用

11、。線路和變電站中廣泛應(yīng)用。2、硅橡膠的種類和基本特點(diǎn)硅橡膠的種類和基本特點(diǎn) 硅橡膠產(chǎn)品能在電力系統(tǒng)中大量運(yùn)行，主要得益于其硅橡膠產(chǎn)品能在電力系統(tǒng)中大量運(yùn)行，主要得益于其優(yōu)異的憎水性、憎水遷移性和耐污閃能力?，F(xiàn)行市場上的優(yōu)異的憎水性、憎水遷移性和耐污閃能力?，F(xiàn)行市場上的產(chǎn)品，主要有以下三類：產(chǎn)品，主要有以下三類： 品品 種種 基本特點(diǎn)基本特點(diǎn) 室溫硫化硅室溫硫化硅橡膠橡膠 （RTV）具有優(yōu)良的憎水性能和耐污穢性能，硬度低；具有優(yōu)良的憎水性能和耐污穢性能，硬度低；但因室溫硫化，各方面機(jī)械性能及耐電蝕損但因室溫硫化，各方面機(jī)械性能及耐電蝕損性能較差，老化性能也較差。性能較差，老化性能也較差。高溫硫化

12、硅高溫硫化硅橡膠橡膠 （HTV）具有耐老化、耐漏電起痕及電蝕損、憎水性、具有耐老化、耐漏電起痕及電蝕損、憎水性、防污性、阻燃性、耐臭氧性、耐紫外光性、防污性、阻燃性、耐臭氧性、耐紫外光性、耐潮濕、耐高低溫和抗撕強(qiáng)度等方面特點(diǎn)耐潮濕、耐高低溫和抗撕強(qiáng)度等方面特點(diǎn)液體硅橡膠液體硅橡膠（LSR） 具備高溫硫化硅橡膠的所有優(yōu)點(diǎn)具備高溫硫化硅橡膠的所有優(yōu)點(diǎn),在工藝性能、在工藝性能、耐漏電起痕、耐高低溫性能和憎水性能方面耐漏電起痕、耐高低溫性能和憎水性能方面表現(xiàn)更加優(yōu)異表現(xiàn)更加優(yōu)異3、三類硅橡膠的基本性能比較、三類硅橡膠的基本性能比較 ，見下表：，見下表：品品 種種 工藝性能工藝性能物理性能物理性能 應(yīng)用

13、應(yīng)用 室溫硫化室溫硫化硅橡膠硅橡膠 （RTV）室溫硫化，流動(dòng)性很好，室溫硫化，流動(dòng)性很好，成型工藝簡單，可在現(xiàn)成型工藝簡單，可在現(xiàn)場進(jìn)行操作場進(jìn)行操作分子量級(jí)低，抗撕強(qiáng)分子量級(jí)低，抗撕強(qiáng)度、耐紫外光性及耐度、耐紫外光性及耐電蝕損等性能較差電蝕損等性能較差可做涂料噴可做涂料噴涂，也可做涂，也可做簡單的注塑簡單的注塑成型成型高溫硫化高溫硫化硅橡膠硅橡膠 （HTV）140180高溫硫化，高溫硫化，流動(dòng)性差，特殊形狀或流動(dòng)性差，特殊形狀或大型設(shè)備成型工藝復(fù)雜；大型設(shè)備成型工藝復(fù)雜；氧化劑易產(chǎn)氣并留存于氧化劑易產(chǎn)氣并留存于產(chǎn)品中，且對(duì)模具有腐產(chǎn)品中，且對(duì)模具有腐蝕蝕硬度高，耐老化、耐硬度高，耐老化、耐漏

14、電起痕、憎水性、漏電起痕、憎水性、防污性、耐紫外光性、防污性、耐紫外光性、耐高低溫和抗撕強(qiáng)度耐高低溫和抗撕強(qiáng)度等等用于中小型用于中小型絕緣子、套絕緣子、套管等的外絕管等的外絕緣緣液體硅橡液體硅橡膠膠（LSR） 90140硫化，流動(dòng)硫化，流動(dòng)性好，鉑金催化劑直接性好，鉑金催化劑直接加在硅橡膠組分中，雙加在硅橡膠組分中，雙組分混合交聯(lián)，成型工組分混合交聯(lián)，成型工藝簡單。特別適合做大藝簡單。特別適合做大型設(shè)備外絕緣，且對(duì)模型設(shè)備外絕緣，且對(duì)模具無損傷具無損傷分子量級(jí)介于分子量級(jí)介于RTV和和HTV之間，硬度低，之間，硬度低，機(jī)械性能較機(jī)械性能較RTV高出高出很多，而電氣性能又很多，而電氣性能又較較H

15、TV高，憎水性比高，憎水性比另兩種硅橡膠穩(wěn)定另兩種硅橡膠穩(wěn)定用于各種絕用于各種絕緣子、套管緣子、套管等的外絕緣，等的外絕緣，尤其是大型尤其是大型設(shè)備的外絕設(shè)備的外絕緣緣復(fù)合絕緣子的組成復(fù)合絕緣子的組成 傘群、護(hù)套：有機(jī)合成材料制成。傘群、護(hù)套：有機(jī)合成材料制成。 如：乙丙橡膠、硅橡膠等如：乙丙橡膠、硅橡膠等 玻璃鋼芯棒：以玻璃纖維做增強(qiáng)材料、玻璃鋼芯棒：以玻璃纖維做增強(qiáng)材料、 環(huán)氧樹脂做基體的玻璃鋼復(fù)合材料環(huán)氧樹脂做基體的玻璃鋼復(fù)合材料 端部金具：表面鍍有熱鍍鋅層的碳素鑄端部金具：表面鍍有熱鍍鋅層的碳素鑄 鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼以及高強(qiáng)度合金鋁鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼以及高強(qiáng)度合金鋁均壓環(huán)：降低端部電場畸變均壓

16、環(huán)：降低端部電場畸變 二、復(fù)合絕緣子在輸配電線路的應(yīng)用二、復(fù)合絕緣子在輸配電線路的應(yīng)用復(fù)合絕緣子的優(yōu)點(diǎn)復(fù)合絕緣子的優(yōu)點(diǎn) 復(fù)合絕緣子的這種結(jié)構(gòu)，將機(jī)械性能和電氣性能分開，復(fù)合絕緣子的這種結(jié)構(gòu)，將機(jī)械性能和電氣性能分開，綜合了傘群護(hù)套材料耐大氣老化性能優(yōu)越及芯棒材料拉伸綜合了傘群護(hù)套材料耐大氣老化性能優(yōu)越及芯棒材料拉伸性能好的優(yōu)點(diǎn)。性能好的優(yōu)點(diǎn)。 與傳統(tǒng)的瓷絕緣子相比，復(fù)合絕緣子優(yōu)越的性能主要與傳統(tǒng)的瓷絕緣子相比，復(fù)合絕緣子優(yōu)越的性能主要體現(xiàn)在：體現(xiàn)在： 重量輕、運(yùn)輸安裝方便；重量輕、運(yùn)輸安裝方便； 結(jié)構(gòu)距離短，節(jié)省塔頭空間，降低設(shè)計(jì)難度；結(jié)構(gòu)距離短，節(jié)省塔頭空間，降低設(shè)計(jì)難度； 強(qiáng)度高、不易破碎

17、；抗震性能佳強(qiáng)度高、不易破碎；抗震性能佳 耐污、濕閃性能優(yōu)異，免清洗；耐污、濕閃性能優(yōu)異，免清洗； 免零值檢測，減少輸電線路的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用免零值檢測，減少輸電線路的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用 220k V以上電壓等級(jí)的價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯以上電壓等級(jí)的價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯 1、復(fù)合絕緣子應(yīng)用于外絕緣面臨的主要問題及對(duì)策分析、復(fù)合絕緣子應(yīng)用于外絕緣面臨的主要問題及對(duì)策分析 目前在我國，復(fù)合絕緣子以其優(yōu)異的耐污閃能力在系統(tǒng)目前在我國，復(fù)合絕緣子以其優(yōu)異的耐污閃能力在系統(tǒng)中大量應(yīng)用，而且多應(yīng)用于重污穢地區(qū)，在保障電力系統(tǒng)安中大量應(yīng)用，而且多應(yīng)用于重污穢地區(qū)，在保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行上發(fā)揮了顯著作用。然而，在戶外運(yùn)行的復(fù)合絕緣子全運(yùn)

18、行上發(fā)揮了顯著作用。然而，在戶外運(yùn)行的復(fù)合絕緣子因運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，也時(shí)常出現(xiàn)問題，較常見就是損壞和老化。因運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，也時(shí)常出現(xiàn)問題，較常見就是損壞和老化。 損壞：損壞：主要表現(xiàn)為絕緣子不能繼續(xù)承擔(dān)正常的機(jī)械或電主要表現(xiàn)為絕緣子不能繼續(xù)承擔(dān)正常的機(jī)械或電氣負(fù)荷，往往造成導(dǎo)線落地、電力中斷等惡性事故。氣負(fù)荷，往往造成導(dǎo)線落地、電力中斷等惡性事故。 老化：老化：主要表現(xiàn)為外絕緣材質(zhì)的劣化和因蠕變特性導(dǎo)致主要表現(xiàn)為外絕緣材質(zhì)的劣化和因蠕變特性導(dǎo)致的芯棒機(jī)械強(qiáng)度降低，一般并不導(dǎo)致所承擔(dān)機(jī)械或電氣負(fù)荷的芯棒機(jī)械強(qiáng)度降低，一般并不導(dǎo)致所承擔(dān)機(jī)械或電氣負(fù)荷功能的喪失，但卻不利于產(chǎn)品的長期使用。功能的喪失，但

19、卻不利于產(chǎn)品的長期使用。 其它特殊的問題：其它特殊的問題： 鳥類或鼠類咬傷傘裙護(hù)套；鳥類或鼠類咬傷傘裙護(hù)套； 絕緣子表面有微生物或霉菌生長等。絕緣子表面有微生物或霉菌生長等。1.1復(fù)合絕緣子的損壞事故復(fù)合絕緣子的損壞事故 CIGRE2000年調(diào)查中的復(fù)合絕緣子故障統(tǒng)計(jì)年調(diào)查中的復(fù)合絕緣子故障統(tǒng)計(jì) 故障類型故障類型電壓等級(jí)電壓等級(jí)電氣故障電氣故障機(jī)械故障機(jī)械故障總計(jì)總計(jì)沿面沿面閃絡(luò)閃絡(luò)界面界面擊穿擊穿金具金具損壞損壞金具金具滑移滑移與脫落與脫落芯棒芯棒斷裂斷裂U200kV25512423106200U300kV81002828300 U500kV0600101107U500kV020013總計(jì)總

20、計(jì)336926133243故障率（）故障率（）0.0150.020.035 復(fù)合絕緣子損壞的主要原因包括：芯棒斷裂；界面擊復(fù)合絕緣子損壞的主要原因包括：芯棒斷裂；界面擊穿；金具與芯棒連接區(qū)滑移甚至拉脫；外絕緣材質(zhì)嚴(yán)重劣穿；金具與芯棒連接區(qū)滑移甚至拉脫；外絕緣材質(zhì)嚴(yán)重劣化化(如：端部密封失效、護(hù)套開裂、漏電起痕或電蝕損等如：端部密封失效、護(hù)套開裂、漏電起痕或電蝕損等)。 絕緣子損壞事故的事故率并不高，但其一旦發(fā)生，往絕緣子損壞事故的事故率并不高，但其一旦發(fā)生，往往會(huì)發(fā)生掉線事故，需較長的后續(xù)維修、更換時(shí)間，所造往會(huì)發(fā)生掉線事故，需較長的后續(xù)維修、更換時(shí)間，所造成的影響和損失較大。成的影響和損失較

21、大。 在機(jī)械故障中主要是在機(jī)械故障中主要是芯棒斷裂芯棒斷裂 問題，金具原因的較問題，金具原因的較少。隨著采用耐酸性芯棒、端部密封的改進(jìn)以及合理設(shè)置少。隨著采用耐酸性芯棒、端部密封的改進(jìn)以及合理設(shè)置均壓措施防止電暈老化，此問題有望逐步解決。均壓措施防止電暈老化，此問題有望逐步解決。 電氣事故多為電氣事故多為界面閃絡(luò)界面閃絡(luò) 引起，隨著目前擠包套傘工引起，隨著目前擠包套傘工藝和整體注射工藝的逐步發(fā)展和完善，此類問題有望降低。藝和整體注射工藝的逐步發(fā)展和完善，此類問題有望降低。1.2復(fù)合絕緣子的老化復(fù)合絕緣子的老化 復(fù)合絕緣子的老化不完全等同于一般意義上材料的老化。復(fù)合絕緣子的老化不完全等同于一般意

22、義上材料的老化。 有機(jī)硅橡膠材料的耐老化特性雖然不如無機(jī)材料（陶瓷有機(jī)硅橡膠材料的耐老化特性雖然不如無機(jī)材料（陶瓷或玻璃），但國外有或玻璃），但國外有20年以上的穩(wěn)定運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。年以上的穩(wěn)定運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。 在運(yùn)行過程中，復(fù)合絕緣子的老化主要表現(xiàn)在：在運(yùn)行過程中，復(fù)合絕緣子的老化主要表現(xiàn)在： 表面憎水性下降；表面憎水性下降； 漏電起痕或電蝕損變差；漏電起痕或電蝕損變差； 表面龜裂、開裂、擊穿、粉化、褪色、變脆變硬；表面龜裂、開裂、擊穿、粉化、褪色、變脆變硬； 芯棒中有機(jī)材料機(jī)械疲勞及斷裂等。芯棒中有機(jī)材料機(jī)械疲勞及斷裂等。 下面我們將從芯棒材料的老化和外絕緣的老化兩方面來下面我們將從芯棒材料的老化和外

23、絕緣的老化兩方面來詳細(xì)闡述這些問題。詳細(xì)闡述這些問題。 芯棒材料的老化芯棒材料的老化 在長期的運(yùn)行中，由于大氣環(huán)境、電場、機(jī)械力等的在長期的運(yùn)行中，由于大氣環(huán)境、電場、機(jī)械力等的聯(lián)合作用，芯棒中的玻璃纖維會(huì)產(chǎn)生聯(lián)合作用，芯棒中的玻璃纖維會(huì)產(chǎn)生機(jī)械疲勞機(jī)械疲勞；環(huán)氧樹脂；環(huán)氧樹脂材料老化材料老化；同時(shí)亦會(huì)出現(xiàn)端部金具和芯棒；同時(shí)亦會(huì)出現(xiàn)端部金具和芯棒連接配合處松動(dòng)連接配合處松動(dòng)，可能出現(xiàn)微量的滑移，使可能出現(xiàn)微量的滑移，使密封膠開縫，密封膠開縫，或?qū)е峦饨^緣與金或?qū)е峦饨^緣與金具和芯棒脫開，使芯棒材料受潮，形成酸性溶液腐蝕芯棒具和芯棒脫開，使芯棒材料受潮，形成酸性溶液腐蝕芯棒等。在金具端部強(qiáng)電場

24、的作用下，導(dǎo)致加速老化。等。在金具端部強(qiáng)電場的作用下，導(dǎo)致加速老化。 上述芯棒的斷裂等問題多發(fā)生于高壓端上述芯棒的斷裂等問題多發(fā)生于高壓端金具與芯金具與芯棒的結(jié)合位置。絕緣子高壓側(cè)的長度承受了其棒的結(jié)合位置。絕緣子高壓側(cè)的長度承受了其的電壓，電場畸變嚴(yán)重。所以在此場強(qiáng)最為集中處，極的電壓，電場畸變嚴(yán)重。所以在此場強(qiáng)最為集中處，極易產(chǎn)生電暈放電和小電弧放電。長時(shí)間作用更會(huì)加劇老化易產(chǎn)生電暈放電和小電弧放電。長時(shí)間作用更會(huì)加劇老化的程度。的程度。外絕緣的老化外絕緣的老化 在各種老化因素中，電暈放電、沿面放電較紫外線、酸在各種老化因素中，電暈放電、沿面放電較紫外線、酸雨等環(huán)境因素對(duì)復(fù)合絕緣子老化的影

25、響更為顯著。雨等環(huán)境因素對(duì)復(fù)合絕緣子老化的影響更為顯著。 電場、機(jī)械負(fù)荷與環(huán)境因素的共同作用則會(huì)進(jìn)一步加劇電場、機(jī)械負(fù)荷與環(huán)境因素的共同作用則會(huì)進(jìn)一步加劇復(fù)合絕緣子老化、劣化的進(jìn)程。復(fù)合絕緣子老化、劣化的進(jìn)程。 傘裙護(hù)套材料有些變化如褪色、變硬、傘群形狀略微形傘裙護(hù)套材料有些變化如褪色、變硬、傘群形狀略微形變等，一般并不妨礙復(fù)合絕緣子的繼續(xù)使用，但需要加強(qiáng)對(duì)變等，一般并不妨礙復(fù)合絕緣子的繼續(xù)使用，但需要加強(qiáng)對(duì)該批次產(chǎn)品的復(fù)檢。該批次產(chǎn)品的復(fù)檢。 復(fù)合絕緣子的老化的合理定義應(yīng)該基于復(fù)合絕緣子所承復(fù)合絕緣子的老化的合理定義應(yīng)該基于復(fù)合絕緣子所承擔(dān)的功能的不可逆變化，并考慮老化從量變到質(zhì)變的逐漸積擔(dān)

26、的功能的不可逆變化，并考慮老化從量變到質(zhì)變的逐漸積累過程。如果上述外絕緣材料的劣化導(dǎo)致傘裙護(hù)套對(duì)芯棒的累過程。如果上述外絕緣材料的劣化導(dǎo)致傘裙護(hù)套對(duì)芯棒的保護(hù)作用喪失、導(dǎo)致電氣機(jī)械性能的嚴(yán)重下降，該絕緣子就保護(hù)作用喪失、導(dǎo)致電氣機(jī)械性能的嚴(yán)重下降，該絕緣子就必須更換。必須更換。2、復(fù)合絕緣子在線運(yùn)行所發(fā)生的事故分析、復(fù)合絕緣子在線運(yùn)行所發(fā)生的事故分析 線路上運(yùn)行的絕緣子受到雷擊、污穢、鳥害、冰雪、高線路上運(yùn)行的絕緣子受到雷擊、污穢、鳥害、冰雪、高濕、溫差等環(huán)境因素的影響，在電氣上要承受強(qiáng)電場、雷電濕、溫差等環(huán)境因素的影響，在電氣上要承受強(qiáng)電場、雷電沖擊電流、工頻電弧電流的作用，在機(jī)械上要長期工

27、作載荷、沖擊電流、工頻電弧電流的作用，在機(jī)械上要長期工作載荷、綜合載荷、導(dǎo)線舞動(dòng)等機(jī)械力的作用。因此，復(fù)合絕緣子的綜合載荷、導(dǎo)線舞動(dòng)等機(jī)械力的作用。因此，復(fù)合絕緣子的事故統(tǒng)計(jì)也由上述因素而被分為不同的事故類型。事故統(tǒng)計(jì)也由上述因素而被分為不同的事故類型。 我國復(fù)合絕緣子事故統(tǒng)計(jì)（截至我國復(fù)合絕緣子事故統(tǒng)計(jì)（截至1998年年9月）月）事故類型事故類型電電 氣氣機(jī)機(jī) 械械雷雷擊擊不明閃絡(luò)不明閃絡(luò)鳥鳥糞糞污污閃閃內(nèi)絕內(nèi)絕緣擊緣擊穿穿機(jī)機(jī)械械故故障障脆脆斷斷晴晴天天陰陰天天多多云云污穢污穢氣象氣象比例（比例（ %） 47.2 12.96.14.916.65.52.52.51.8雷擊閃絡(luò)雷擊閃絡(luò) 對(duì)瓷、

28、玻璃絕緣子的故障統(tǒng)計(jì)中：對(duì)瓷、玻璃絕緣子的故障統(tǒng)計(jì)中： 雷擊故障約占故障總數(shù)的雷擊故障約占故障總數(shù)的50左右；左右； 對(duì)復(fù)合絕緣子的故障統(tǒng)計(jì)中：對(duì)復(fù)合絕緣子的故障統(tǒng)計(jì)中： 雷擊故障約占故障總數(shù)的雷擊故障約占故障總數(shù)的47.2左右；左右； 問題：試驗(yàn)研究的結(jié)論是，復(fù)合絕緣子自身的耐雷電問題：試驗(yàn)研究的結(jié)論是，復(fù)合絕緣子自身的耐雷電沖擊水品與玻璃或瓷絕緣子串的耐雷電沖擊水平相當(dāng)，甚沖擊水品與玻璃或瓷絕緣子串的耐雷電沖擊水平相當(dāng)，甚至高于玻璃或瓷絕緣子串。但在實(shí)際運(yùn)行情況卻表明換復(fù)至高于玻璃或瓷絕緣子串。但在實(shí)際運(yùn)行情況卻表明換復(fù)合絕緣子后，線路雷擊閃絡(luò)次數(shù)增加。合絕緣子后，線路雷擊閃絡(luò)次數(shù)增加。原

29、因分析：原因分析： 復(fù)合絕緣子結(jié)構(gòu)長度短，電極間距離被縮短。為改復(fù)合絕緣子結(jié)構(gòu)長度短，電極間距離被縮短。為改善復(fù)合絕緣子端部電場而加裝的均壓環(huán)使電極間距離。善復(fù)合絕緣子端部電場而加裝的均壓環(huán)使電極間距離。同時(shí)，部分生產(chǎn)廠家為了降低生產(chǎn)成本，盲目修改配方，同時(shí)，部分生產(chǎn)廠家為了降低生產(chǎn)成本，盲目修改配方，大量添加價(jià)格低廉的無機(jī)添加劑；或者選擇劣質(zhì)的材料，大量添加價(jià)格低廉的無機(jī)添加劑；或者選擇劣質(zhì)的材料，導(dǎo)致絕緣子本體性能和使用壽命下降。導(dǎo)致絕緣子本體性能和使用壽命下降。提高絕緣子耐雷水平的措施：提高絕緣子耐雷水平的措施： 適當(dāng)增加絕緣子長度適當(dāng)增加絕緣子長度 改善復(fù)合絕緣子的電場分布，使其更趨均

30、勻，改善復(fù)合絕緣子的電場分布，使其更趨均勻，從而減緩局部高場強(qiáng)引發(fā)的局部放電，提高相同放電距從而減緩局部高場強(qiáng)引發(fā)的局部放電，提高相同放電距離下的放電電壓。離下的放電電壓。 采用合格的原材料來生產(chǎn)復(fù)合絕緣子采用合格的原材料來生產(chǎn)復(fù)合絕緣子 內(nèi)絕緣擊穿內(nèi)絕緣擊穿 1990199020012001年京津唐電網(wǎng)復(fù)合絕緣子內(nèi)部擊穿事故統(tǒng)計(jì)年京津唐電網(wǎng)復(fù)合絕緣子內(nèi)部擊穿事故統(tǒng)計(jì)發(fā)生時(shí)間發(fā)生時(shí)間電壓等級(jí)電壓等級(jí)現(xiàn)象現(xiàn)象作用電壓作用電壓重合情況重合情況1994年年110kV賈后線賈后線護(hù)套剝離，芯棒炸裂護(hù)套剝離，芯棒炸裂合閘過電壓合閘過電壓不祥不祥1996年年500kV大房線大房線灌封膠結(jié)構(gòu)，護(hù)套剝離灌封膠

31、結(jié)構(gòu)，護(hù)套剝離雷電過電壓雷電過電壓重合成功重合成功1998年年35kV站青線站青線炸裂，芯棒炭化炸裂，芯棒炭化雷電過電壓雷電過電壓重合不成重合不成1998年年35kV姚唐支線姚唐支線炸裂，芯棒炭化炸裂，芯棒炭化雷電過電壓雷電過電壓重合不成重合不成1998年年220kV韓寧線韓寧線擠包護(hù)套結(jié)構(gòu)，芯棒表面形擠包護(hù)套結(jié)構(gòu)，芯棒表面形成細(xì)長炭化通道，護(hù)套剝離成細(xì)長炭化通道，護(hù)套剝離運(yùn)行電壓運(yùn)行電壓重合不成重合不成2001年年500kV沙昌沙昌1線線擠包護(hù)套結(jié)構(gòu)，芯棒炸裂，擠包護(hù)套結(jié)構(gòu)，芯棒炸裂，護(hù)套粘接良好護(hù)套粘接良好單項(xiàng)復(fù)合過單項(xiàng)復(fù)合過電壓電壓手動(dòng)發(fā)出手動(dòng)發(fā)出造成擊穿的可能原因：芯棒質(zhì)量不佳造成擊穿

32、的可能原因：芯棒質(zhì)量不佳 芯棒護(hù)套界面存在問題芯棒護(hù)套界面存在問題 護(hù)套密封破壞，外部水分侵蝕護(hù)套密封破壞，外部水分侵蝕鳥害問題鳥害問題 在絕緣子正上方的橫擔(dān)及金具上棲立的飛鳥排泄糞便，在絕緣子正上方的橫擔(dān)及金具上棲立的飛鳥排泄糞便，鳥糞在滑落的過程中導(dǎo)致傘裙邊緣位置空間電場畸變，引發(fā)鳥糞在滑落的過程中導(dǎo)致傘裙邊緣位置空間電場畸變，引發(fā)空氣擊穿，從而導(dǎo)致的閃絡(luò)稱為鳥糞閃絡(luò)?？諝鈸舸?，從而導(dǎo)致的閃絡(luò)稱為鳥糞閃絡(luò)。鳥糞下落的兩種方式：鳥糞下落的兩種方式： 鳥糞落在絕緣子表面，然后沿絕緣子傘裙鳥糞落在絕緣子表面，然后沿絕緣子傘裙邊沿下滑至高壓傘裙。邊沿下滑至高壓傘裙。 鳥糞在離絕緣子邊沿一段距離的地

33、方下落。鳥糞在離絕緣子邊沿一段距離的地方下落。 模擬試驗(yàn)表明，后一種方式更易引發(fā)閃模擬試驗(yàn)表明，后一種方式更易引發(fā)閃絡(luò)。且當(dāng)絡(luò)。且當(dāng)D合適，電導(dǎo)率合適，電導(dǎo)率4000s/cm（低于（低于實(shí)測鳥糞電導(dǎo)率）實(shí)測鳥糞電導(dǎo)率）時(shí)，引發(fā)閃絡(luò)的幾率達(dá)到時(shí)，引發(fā)閃絡(luò)的幾率達(dá)到100 均壓環(huán)雖有助于改善絕緣子表面電場，均壓環(huán)雖有助于改善絕緣子表面電場，但卻易引發(fā)鳥糞閃絡(luò)的發(fā)生。但卻易引發(fā)鳥糞閃絡(luò)的發(fā)生。 污閃污閃 從污閃事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，復(fù)合絕緣子的污閃故障次數(shù)遠(yuǎn)從污閃事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，復(fù)合絕緣子的污閃故障次數(shù)遠(yuǎn)低于發(fā)生在瓷和玻璃絕緣子的污閃故障次數(shù)。在相同條件下，低于發(fā)生在瓷和玻璃絕緣子的污閃故障次數(shù)。在相

34、同條件下，復(fù)合絕緣子防污能力明顯高于瓷和玻璃絕緣子，前者約為后二復(fù)合絕緣子防污能力明顯高于瓷和玻璃絕緣子，前者約為后二者的者的2倍以上。倍以上。 表面憎水性下降后，復(fù)合絕緣子污閃電壓仍高于瓷和玻璃表面憎水性下降后，復(fù)合絕緣子污閃電壓仍高于瓷和玻璃絕緣子。絕緣子。防污閃特性優(yōu)點(diǎn)分析：防污閃特性優(yōu)點(diǎn)分析： 硅橡膠傘裙的憎水遷移性可使污穢層也具有憎水性。污層硅橡膠傘裙的憎水遷移性可使污穢層也具有憎水性。污層表面難以形成連續(xù)的水膜，不易形成集中的放電通道。表面難以形成連續(xù)的水膜，不易形成集中的放電通道。 同等污穢條件下表面電阻比瓷和玻璃絕緣子要大。同等污穢條件下表面電阻比瓷和玻璃絕緣子要大。 絕緣子的

35、傘裙無槽，且其自振特性有利于降低其積污量。絕緣子的傘裙無槽，且其自振特性有利于降低其積污量。 不明閃絡(luò)不明閃絡(luò) 所謂不明閃絡(luò)，主要是指閃絡(luò)狀況、類型、原因等難以所謂不明閃絡(luò)，主要是指閃絡(luò)狀況、類型、原因等難以準(zhǔn)確分析和判明。與準(zhǔn)確分析和判明。與瓷和玻璃絕緣子相比，復(fù)合絕緣子不明瓷和玻璃絕緣子相比，復(fù)合絕緣子不明閃絡(luò)比例較高。閃絡(luò)比例較高。分析主要有以下原因：分析主要有以下原因： 電場的不均勻分布與其它直接原因的配合；電場的不均勻分布與其它直接原因的配合； 外界因素：異物（包括風(fēng)箏線、錫箔紙、塑料繩、塑外界因素：異物（包括風(fēng)箏線、錫箔紙、塑料繩、塑料薄膜、鐵絲等）掛在導(dǎo)線和絕緣子上飄至導(dǎo)線和絕緣

36、子附料薄膜、鐵絲等）掛在導(dǎo)線和絕緣子上飄至導(dǎo)線和絕緣子附近引發(fā)閃絡(luò)。近引發(fā)閃絡(luò)。 低溫高濕環(huán)境：多發(fā)生在清晨低溫高濕環(huán)境：多發(fā)生在清晨46點(diǎn)。點(diǎn)。 突發(fā)的環(huán)境變化：大風(fēng)使復(fù)合絕緣子表面短時(shí)內(nèi)落上突發(fā)的環(huán)境變化：大風(fēng)使復(fù)合絕緣子表面短時(shí)內(nèi)落上一層略厚的塵土，在憎水性遷移至塵土前，遇較潮濕天氣導(dǎo)一層略厚的塵土，在憎水性遷移至塵土前，遇較潮濕天氣導(dǎo)致閃絡(luò)。致閃絡(luò)。三、硅橡膠材料的運(yùn)行特性三、硅橡膠材料的運(yùn)行特性 在前面在前面,我們簡單介紹了硅橡膠材料以及復(fù)合絕緣子的一些我們簡單介紹了硅橡膠材料以及復(fù)合絕緣子的一些運(yùn)行特性，硅橡膠材料能在系統(tǒng)中大量運(yùn)行，主要得益于其運(yùn)行特性，硅橡膠材料能在系統(tǒng)中大量運(yùn)

37、行，主要得益于其以下特性：以下特性： 耐高、低溫、耐酸堿性和抗污穢性?？稍诓煌墓ぷ鳝h(huán)耐高、低溫、耐酸堿性和抗污穢性?？稍诓煌墓ぷ鳝h(huán)境中應(yīng)用，尤其是重污穢地區(qū)，可有效的避免污閃事故的發(fā)境中應(yīng)用，尤其是重污穢地區(qū)，可有效的避免污閃事故的發(fā)生。生。 良好的耐電蝕性，絕緣性能好，使用壽命長。良好的耐電蝕性，絕緣性能好，使用壽命長。 具有低的表面能，即良好的憎水性能，水滴在硅橡膠表具有低的表面能，即良好的憎水性能，水滴在硅橡膠表面能隨時(shí)滾落，不形成導(dǎo)電水膜，從而避免表面閃絡(luò)的發(fā)生。面能隨時(shí)滾落，不形成導(dǎo)電水膜，從而避免表面閃絡(luò)的發(fā)生。 特有的特有的憎水憎水遷移性。在長期運(yùn)行時(shí)，硅橡膠表面會(huì)有很遷移性

38、。在長期運(yùn)行時(shí)，硅橡膠表面會(huì)有很多污穢，硅橡膠優(yōu)異的多污穢，硅橡膠優(yōu)異的憎水憎水性能能遷移到污穢表面。所以在性能能遷移到污穢表面。所以在運(yùn)行時(shí)可免維護(hù)。運(yùn)行時(shí)可免維護(hù)。 雖然硅橡膠具有上述的優(yōu)良特性，但是隨著硅橡膠復(fù)合雖然硅橡膠具有上述的優(yōu)良特性，但是隨著硅橡膠復(fù)合絕緣子使用量逐年增加，我國有關(guān)復(fù)合硅橡膠劣化及損壞的絕緣子使用量逐年增加，我國有關(guān)復(fù)合硅橡膠劣化及損壞的信息也日趨增多。主要表現(xiàn)在硅橡膠材料憎水性下降，出現(xiàn)信息也日趨增多。主要表現(xiàn)在硅橡膠材料憎水性下降，出現(xiàn)一些劣化現(xiàn)象，由此造成的閃絡(luò)事故或設(shè)備損壞事故時(shí)有發(fā)一些劣化現(xiàn)象，由此造成的閃絡(luò)事故或設(shè)備損壞事故時(shí)有發(fā)生。這些現(xiàn)象表明，掌握

39、復(fù)合硅橡膠材料的性能特點(diǎn)和運(yùn)行生。這些現(xiàn)象表明，掌握復(fù)合硅橡膠材料的性能特點(diǎn)和運(yùn)行特性至關(guān)重要。特性至關(guān)重要。 在第一章中我們已經(jīng)介紹了硅橡膠分為室溫硫化硅橡膠在第一章中我們已經(jīng)介紹了硅橡膠分為室溫硫化硅橡膠（ Room Temperature vulcanization ，簡稱簡稱RTV ）、高溫硫）、高溫硫化硅橡膠（化硅橡膠（ High Temperature vulcanization ，簡稱，簡稱HTV ）和液體硅橡膠（和液體硅橡膠（ Liquid Silicone Rubber，簡稱，簡稱LSR ）三種。）三種。國內(nèi)目前有很多研究機(jī)構(gòu)都在進(jìn)行有關(guān)硅橡膠的研究，對(duì)于國內(nèi)目前有很多研究機(jī)

40、構(gòu)都在進(jìn)行有關(guān)硅橡膠的研究，對(duì)于RTV和和HTV都有很多相關(guān)的試驗(yàn)結(jié)論，但對(duì)都有很多相關(guān)的試驗(yàn)結(jié)論，但對(duì)LSR研究甚少。研究甚少。本章我們將結(jié)合國內(nèi)和國外相關(guān)硅橡膠的試驗(yàn)結(jié)論，來分析本章我們將結(jié)合國內(nèi)和國外相關(guān)硅橡膠的試驗(yàn)結(jié)論，來分析三類硅橡膠的運(yùn)行特性。三類硅橡膠的運(yùn)行特性。1、室溫硫化硅橡膠（、室溫硫化硅橡膠（RTV）1.1 RTV的分類及特點(diǎn)的分類及特點(diǎn) RTV根據(jù)其材料組成和反應(yīng)機(jī)理大致可分為三類：單組根據(jù)其材料組成和反應(yīng)機(jī)理大致可分為三類：單組分分RTV ，雙組分縮合型雙組分縮合型RTV和雙組分加成型和雙組分加成型 RTV。1.1.1單組分單組分RTV 單組分單組分RTV的硫化反應(yīng)是

41、靠與空氣中的水分發(fā)生作用而的硫化反應(yīng)是靠與空氣中的水分發(fā)生作用而硫化成彈性體。其硫化時(shí)間取決于硫化體系、溫度、濕度和硫化成彈性體。其硫化時(shí)間取決于硫化體系、溫度、濕度和硅橡膠層的厚度。但由于它的硫化是依懶大氣中的水分，使硅橡膠層的厚度。但由于它的硫化是依懶大氣中的水分，使硫化膠的厚度受到限制，只能用于需要硫化膠的厚度受到限制，只能用于需要6毫米以下厚度的場毫米以下厚度的場合。因此常用于粘合劑和密封劑合。因此常用于粘合劑和密封劑 。 1.1.2雙組分縮合型雙組分縮合型RTV 雙組分縮合型雙組分縮合型RTV硫化反應(yīng)不是靠空氣中的水分硫化反應(yīng)不是靠空氣中的水分,而是而是靠催化劑來進(jìn)行引發(fā)。單體硅橡膠

42、中的羥基（靠催化劑來進(jìn)行引發(fā)。單體硅橡膠中的羥基（ -OH ）縮合）縮合生成水，同時(shí)形成生成水，同時(shí)形成-Si-O-Si-鍵。該型鍵。該型RTV能耐臭氧、耐氣候能耐臭氧、耐氣候老化，加之用法簡單，工藝適用性強(qiáng)，因此，特別適宜于做老化，加之用法簡單，工藝適用性強(qiáng)，因此，特別適宜于做深層灌封材料。深層灌封材料。1.1.3雙組分加成型雙組分加成型RTV 雙組分加成型雙組分加成型RTV硫化的硫化機(jī)理是基于有機(jī)硅生膠端硫化的硫化機(jī)理是基于有機(jī)硅生膠端基上的乙烯基（或丙烯基）和交鏈劑分子上的硅氫基發(fā)生加基上的乙烯基（或丙烯基）和交鏈劑分子上的硅氫基發(fā)生加成反應(yīng)（氫硅化反應(yīng)）來完成的。在該反應(yīng)中，不放出副產(chǎn)

43、成反應(yīng)（氫硅化反應(yīng)）來完成的。在該反應(yīng)中，不放出副產(chǎn)物。由于在交鏈過程中不放出低分子物，因此加成型物。由于在交鏈過程中不放出低分子物，因此加成型RTV在在硫化過程中不產(chǎn)生收縮。硫化過程中不產(chǎn)生收縮。 這一類硫化膠無毒、機(jī)械強(qiáng)度高、具有卓越的抗水解穩(wěn)這一類硫化膠無毒、機(jī)械強(qiáng)度高、具有卓越的抗水解穩(wěn)定性（即使在高壓蒸汽下）、良好的低壓縮形變、低燃燒性、定性（即使在高壓蒸汽下）、良好的低壓縮形變、低燃燒性、可深度硫化、以及硫化速度可以用溫度來控制等優(yōu)點(diǎn)；具有可深度硫化、以及硫化速度可以用溫度來控制等優(yōu)點(diǎn)；具有耐水、耐臭氧、耐電弧、耐電暈和耐氣候老化等優(yōu)點(diǎn)。耐水、耐臭氧、耐電弧、耐電暈和耐氣候老化等優(yōu)

44、點(diǎn)。 它它可可 -60200溫度范圍內(nèi)使用。是目前高壓絕緣領(lǐng)域常用的溫度范圍內(nèi)使用。是目前高壓絕緣領(lǐng)域常用的型號(hào)。同時(shí)，也廣泛用作電子電器元件的灌注和密封材料，型號(hào)。同時(shí)，也廣泛用作電子電器元件的灌注和密封材料，儀器儀表的防潮、防震、耐高低溫灌注和密封材料以及民用儀器儀表的防潮、防震、耐高低溫灌注和密封材料以及民用材料的防水涂層等領(lǐng)域。材料的防水涂層等領(lǐng)域。 1.2 RTV的運(yùn)行特性的運(yùn)行特性 近幾年武漢高壓研究所對(duì)河北、甘肅等地運(yùn)行的近幾年武漢高壓研究所對(duì)河北、甘肅等地運(yùn)行的RTV防防污閃涂料的性能進(jìn)行了研究。污閃涂料的性能進(jìn)行了研究。 試驗(yàn)結(jié)果表明試驗(yàn)結(jié)果表明: RTV涂料經(jīng)長時(shí)間運(yùn)行后仍

45、能保持較好的涂料經(jīng)長時(shí)間運(yùn)行后仍能保持較好的性能，其檢測結(jié)果與新性能，其檢測結(jié)果與新RTV涂料性能基本一致。且運(yùn)行后涂料性能基本一致。且運(yùn)行后RTV涂料的憎水性較復(fù)合絕緣子優(yōu)良，所測憎水性均為涂料的憎水性較復(fù)合絕緣子優(yōu)良，所測憎水性均為HC1級(jí)。級(jí)。 目前目前RTV存在的問題存在的問題: 易起皮、開裂易起皮、開裂 壽命約壽命約58年。年。 各項(xiàng)性能與另兩類硅橡膠相比有較大差距各項(xiàng)性能與另兩類硅橡膠相比有較大差距 我們從我們從RTV材料在各種環(huán)境下的運(yùn)行數(shù)據(jù)入手來做分析材料在各種環(huán)境下的運(yùn)行數(shù)據(jù)入手來做分析其運(yùn)行狀況：其運(yùn)行狀況：涂料對(duì)多種污穢憎水遷移性涂料對(duì)多種污穢憎水遷移性 RTV涂料對(duì)幾種

46、特殊污穢的憎水性如下表所示。從污層涂料對(duì)幾種特殊污穢的憎水性如下表所示。從污層獲取憎水性的速度來看，獲取憎水性的速度來看，RTV涂料對(duì)這幾種污穢物質(zhì)均具有涂料對(duì)這幾種污穢物質(zhì)均具有較好的憎水遷移性，且污層獲取憎水性后的最終憎水角明顯較好的憎水遷移性，且污層獲取憎水性后的最終憎水角明顯高于高于RTV涂層本身的憎水角。涂層本身的憎水角。RTV涂層憎水涂層憎水性性4.5小時(shí)后憎水小時(shí)后憎水角角48小時(shí)后憎水小時(shí)后憎水角角鋁粉鋁粉99.3108.7127.2石墨粉石墨粉99.3126.3123.9鐵粉鐵粉99.3119.8127.1鎂粉鎂粉99.399.9116.2水泥水泥99.3109.0119.9

47、酸、堿、鹽等對(duì)酸、堿、鹽等對(duì)RTV涂料穩(wěn)定性及憎水性的影響涂料穩(wěn)定性及憎水性的影響 在所配在所配0.5ms/cm100ms/cm濃度狀況下浸泡后（濃度狀況下浸泡后（600h） 被被H2SO4、NaCl、NaOH溶液浸泡后：溶液浸泡后： 憎水角變化不大憎水角變化不大 質(zhì)量變化率不大（質(zhì)量變化率不大（0.7） 并非濃度越高，對(duì)膜的憎水性破壞越大并非濃度越高，對(duì)膜的憎水性破壞越大 低氣壓對(duì)低氣壓對(duì)RTV涂料絕緣子污閃電壓的影響涂料絕緣子污閃電壓的影響 為研究為研究RTV涂料絕緣子在高海拔低氣壓條件下的防污效果，涂料絕緣子在高海拔低氣壓條件下的防污效果，取取35kV支柱絕緣子為試品，對(duì)比有、無支柱絕緣

48、子為試品，對(duì)比有、無RTV涂料時(shí)的污閃電壓。涂料時(shí)的污閃電壓。對(duì)比試驗(yàn)表明結(jié)果如圖所示（表面鹽密為對(duì)比試驗(yàn)表明結(jié)果如圖所示（表面鹽密為0.2mg/cm2）。）。從圖中可以看出：從圖中可以看出： 在高海拔、低氣在高海拔、低氣壓條件下，壓條件下，RTV涂料涂料仍能顯著提高絕緣子仍能顯著提高絕緣子的耐污閃能力。在不的耐污閃能力。在不同低氣壓下，有涂料同低氣壓下，有涂料絕緣子污閃電壓仍為絕緣子污閃電壓仍為無涂料絕緣子污閃電無涂料絕緣子污閃電壓的壓的2倍。倍。 RTV材料在線應(yīng)用后的老化分析材料在線應(yīng)用后的老化分析不同年限試樣下表面及不同年限試樣下表面及RTV涂層紅外曲線涂層紅外曲線不同年限試樣上表面及

49、不同年限試樣上表面及RTV涂層紅外曲線涂層紅外曲線對(duì)比兩圖的曲線，可以得出以下結(jié)論：對(duì)比兩圖的曲線，可以得出以下結(jié)論： RTV材料運(yùn)行年限越長，其相關(guān)官能團(tuán)在紅外分析圖材料運(yùn)行年限越長，其相關(guān)官能團(tuán)在紅外分析圖譜上對(duì)應(yīng)曲線位置的峰值越低，即其憎水性下降越明顯。譜上對(duì)應(yīng)曲線位置的峰值越低，即其憎水性下降越明顯。 由于上下表面所受到的紫外照射強(qiáng)度、溫度等自然環(huán)由于上下表面所受到的紫外照射強(qiáng)度、溫度等自然環(huán)境不同，以及表面積污程度的不同，從而對(duì)境不同，以及表面積污程度的不同，從而對(duì)RTV材料表面的材料表面的憎水性產(chǎn)生影響。憎水性產(chǎn)生影響。 通過上述分析，通過上述分析，RTV在其有效期內(nèi)，在耐候性、耐

50、酸在其有效期內(nèi)，在耐候性、耐酸堿、憎水性及憎水遷移性方面，還是有很好的穩(wěn)定性。堿、憎水性及憎水遷移性方面，還是有很好的穩(wěn)定性。 但但RTV分子質(zhì)量只有約分子質(zhì)量只有約5萬摩爾，不到萬摩爾，不到HTV和和LSR的的10%，其自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定其機(jī)械強(qiáng)度、電氣強(qiáng)度、使用，其自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定其機(jī)械強(qiáng)度、電氣強(qiáng)度、使用壽命均較其它兩類硅橡膠低壽命均較其它兩類硅橡膠低: 機(jī)械強(qiáng)度，其抗撕裂不到機(jī)械強(qiáng)度，其抗撕裂不到10N/mm ，斷裂伸長率不到，斷裂伸長率不到200%，永久拉伸形變超過，永久拉伸形變超過20%，這就導(dǎo)致其容易發(fā)生永久，這就導(dǎo)致其容易發(fā)生永久形變或撕裂，即傘裙容易破裂或變形，從而引發(fā)沿面閃絡(luò)

51、；形變或撕裂，即傘裙容易破裂或變形，從而引發(fā)沿面閃絡(luò)；絡(luò)。絡(luò)。 電氣強(qiáng)度，其擊穿強(qiáng)度、體積電阻率和表面電阻率均電氣強(qiáng)度，其擊穿強(qiáng)度、體積電阻率和表面電阻率均較其他兩類硅橡膠低，尤其是耐電蝕性能較差，常規(guī)只有較其他兩類硅橡膠低，尤其是耐電蝕性能較差，常規(guī)只有1A2.5kV ；長期運(yùn)行尤其是在重污穢地區(qū)運(yùn)行，表面很快；長期運(yùn)行尤其是在重污穢地區(qū)運(yùn)行，表面很快就會(huì)因電蝕影響而龜裂、脆化或粉化。就會(huì)因電蝕影響而龜裂、脆化或粉化。 壽命短，只有壽命短，只有58年。因其分子質(zhì)量低，如運(yùn)行在高年。因其分子質(zhì)量低，如運(yùn)行在高溫、高輻照區(qū)域，在紫外輻照和電蝕及環(huán)境因素的多重作溫、高輻照區(qū)域，在紫外輻照和電蝕及環(huán)

52、境因素的多重作用，使用壽命還會(huì)進(jìn)一步降低。用，使用壽命還會(huì)進(jìn)一步降低。 2 2、高溫硫化硅橡膠（、高溫硫化硅橡膠（ HTV ）2.12.1 HTV結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和用途結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和用途 HTV是有機(jī)硅產(chǎn)品中最重要的一類，甲基乙烯基硅是有機(jī)硅產(chǎn)品中最重要的一類，甲基乙烯基硅橡膠（橡膠（VMQ）是）是HTV中最主要的品種。中最主要的品種。 甲基乙烯基硅橡膠（生膠）是無色、無臭、無毒、甲基乙烯基硅橡膠（生膠）是無色、無臭、無毒、無機(jī)械雜質(zhì)的膠狀物，生膠按需要加入適當(dāng)?shù)难a(bǔ)強(qiáng)劑、無機(jī)械雜質(zhì)的膠狀物，生膠按需要加入適當(dāng)?shù)难a(bǔ)強(qiáng)劑、結(jié)構(gòu)控制劑、硫化劑等助劑一起混煉，然后升溫至結(jié)構(gòu)控制劑、硫化劑等助劑一起混煉，然后升溫至

53、140180高溫模壓成型或擠出成型，再經(jīng)二段硫化做成各種高溫模壓成型或擠出成型，再經(jīng)二段硫化做成各種制品。制品。 其制品具有優(yōu)良的電絕緣性，抗電弧、電暈、電火其制品具有優(yōu)良的電絕緣性，抗電弧、電暈、電火花能力強(qiáng)，防水、防潮、抗沖擊力、抗震性好，具有生花能力強(qiáng)，防水、防潮、抗沖擊力、抗震性好，具有生理惰性，透氣性等性能。理惰性，透氣性等性能。 2.2 HTV的運(yùn)行特性的運(yùn)行特性 高溫硫化硅橡膠主要用于棒形懸式復(fù)合絕緣子、支柱復(fù)合高溫硫化硅橡膠主要用于棒形懸式復(fù)合絕緣子、支柱復(fù)合絕緣子、電站和換流站設(shè)備用空心復(fù)合絕緣子。由于用量大，絕緣子、電站和換流站設(shè)備用空心復(fù)合絕緣子。由于用量大，運(yùn)行中反映出

54、的問題也較多。大致如下運(yùn)行中反映出的問題也較多。大致如下： 積污明顯，憎水性能減弱積污明顯，憎水性能減弱 脆化、硬化、粉化、開裂、破損等老化或受損現(xiàn)象脆化、硬化、粉化、開裂、破損等老化或受損現(xiàn)象 傘裙變形嚴(yán)重，局部出現(xiàn)放電痕跡、樹枝狀通道或蝕損傘裙變形嚴(yán)重，局部出現(xiàn)放電痕跡、樹枝狀通道或蝕損 在硅橡膠的運(yùn)行特性中，憎水性是最重要的一項(xiàng)參數(shù)，武在硅橡膠的運(yùn)行特性中，憎水性是最重要的一項(xiàng)參數(shù)，武高所為了研究運(yùn)行復(fù)合硅橡膠的憎水性能，對(duì)運(yùn)行中的復(fù)合硅高所為了研究運(yùn)行復(fù)合硅橡膠的憎水性能，對(duì)運(yùn)行中的復(fù)合硅橡膠進(jìn)行以下試驗(yàn)：橡膠進(jìn)行以下試驗(yàn)： 憎水性試驗(yàn)憎水性試驗(yàn) 低溫模擬試驗(yàn)低溫模擬試驗(yàn) 灰密對(duì)憎水性

55、的影響灰密對(duì)憎水性的影響 耐漏電起痕及電蝕損試驗(yàn)?zāi)吐╇娖鸷奂半娢g損試驗(yàn) 我們就通過對(duì)這些試驗(yàn)結(jié)果的分析，來討論我們就通過對(duì)這些試驗(yàn)結(jié)果的分析，來討論HTV的運(yùn)行特性。的運(yùn)行特性。運(yùn)行條件、制造企業(yè)、配方對(duì)憎水性影響較大運(yùn)行條件、制造企業(yè)、配方對(duì)憎水性影響較大 （1）運(yùn)行條件、制造企業(yè)不同而差別較大）運(yùn)行條件、制造企業(yè)不同而差別較大 如葛如葛-南直流華東段運(yùn)行南直流華東段運(yùn)行1年的復(fù)合絕緣子表面憎水性在年的復(fù)合絕緣子表面憎水性在HC1HC2級(jí)之間，而湖北段運(yùn)行部分復(fù)合絕緣子表面憎水級(jí)之間，而湖北段運(yùn)行部分復(fù)合絕緣子表面憎水性卻降低至性卻降低至HC5HC6級(jí)水平。級(jí)水平。（2）運(yùn)行復(fù)合絕緣子硅橡膠

56、傘套憎水性能較差）運(yùn)行復(fù)合絕緣子硅橡膠傘套憎水性能較差 不論是不論是110kV線路，還是線路，還是500kV線路，除少數(shù)硅橡膠材線路，除少數(shù)硅橡膠材 料的憎水性的遷移特性還能恢復(fù)至料的憎水性的遷移特性還能恢復(fù)至HC2HC4級(jí)外，大部分級(jí)外，大部分 運(yùn)行復(fù)合絕緣子硅橡膠傘套材料的憎水性均出現(xiàn)減弱，甚運(yùn)行復(fù)合絕緣子硅橡膠傘套材料的憎水性均出現(xiàn)減弱，甚 至喪失。表明運(yùn)行的復(fù)合絕緣子硅橡膠傘套的憎水性能較至喪失。表明運(yùn)行的復(fù)合絕緣子硅橡膠傘套的憎水性能較 差。差。 （3）配方對(duì)憎水性影響較大）配方對(duì)憎水性影響較大 不合理配方的硅橡膠在不同運(yùn)行條件下會(huì)造成憎水不合理配方的硅橡膠在不同運(yùn)行條件下會(huì)造成憎水

57、性下降。添加適量的氫氧化鋁，可明顯提高性下降。添加適量的氫氧化鋁，可明顯提高HTV的耐漏的耐漏電起痕性能，同時(shí)卻會(huì)降低電起痕性能，同時(shí)卻會(huì)降低HTV的憎水性和憎水遷移性，的憎水性和憎水遷移性，國內(nèi)各試驗(yàn)機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)表明，氫氧化鋁的添加比例要高國內(nèi)各試驗(yàn)機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)表明，氫氧化鋁的添加比例要高于于80%，硅橡膠的阻燃性能才能達(dá)到，硅橡膠的阻燃性能才能達(dá)到FV-0級(jí)，才有可能級(jí)，才有可能通過通過1A4.5kV，但其各項(xiàng)機(jī)械性能和電氣性能都有明顯，但其各項(xiàng)機(jī)械性能和電氣性能都有明顯下降。下降。 目前，目前，DL/T864-2004或其他現(xiàn)行相關(guān)或其他現(xiàn)行相關(guān)GB、DL標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)皆未對(duì)憎水性減弱特性、恢復(fù)特

58、性及遷移特性作出規(guī)定皆未對(duì)憎水性減弱特性、恢復(fù)特性及遷移特性作出規(guī)定以判定運(yùn)行復(fù)合絕緣子是否退出運(yùn)行。評(píng)價(jià)復(fù)合絕緣子以判定運(yùn)行復(fù)合絕緣子是否退出運(yùn)行。評(píng)價(jià)復(fù)合絕緣子硅橡膠傘套的憎水性除全面考核外還應(yīng)突出重點(diǎn)，憎水硅橡膠傘套的憎水性除全面考核外還應(yīng)突出重點(diǎn)，憎水性的遷移特性應(yīng)是評(píng)價(jià)復(fù)合硅橡膠憎水性能的重要指標(biāo)性的遷移特性應(yīng)是評(píng)價(jià)復(fù)合硅橡膠憎水性能的重要指標(biāo)之一。之一。 低溫對(duì)憎水性的影響低溫對(duì)憎水性的影響 將將HTV放入所設(shè)定的低溫（放入所設(shè)定的低溫（55）條件下）條件下2h8h，在溫度充分達(dá)到平衡后取出檢測其憎水性。在溫度充分達(dá)到平衡后取出檢測其憎水性。 試驗(yàn)結(jié)果表明：試驗(yàn)結(jié)果表明： 低溫下低

59、溫下HTV憎水性有所下降，不同配方絕緣子下降程度不憎水性有所下降，不同配方絕緣子下降程度不同同; 由低溫造成的憎水性喪失其恢復(fù)時(shí)間較快由低溫造成的憎水性喪失其恢復(fù)時(shí)間較快; HTV傘套表面在傘套表面在-5下易結(jié)冰下易結(jié)冰; 運(yùn)行時(shí)間也影響低溫臨界點(diǎn)運(yùn)行時(shí)間也影響低溫臨界點(diǎn); DL/T864-2004對(duì)憎水性的規(guī)定僅針對(duì)試驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件對(duì)憎水性的規(guī)定僅針對(duì)試驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件（2025），實(shí)際上我國地域遼闊，有相當(dāng)一部分復(fù)合絕），實(shí)際上我國地域遼闊，有相當(dāng)一部分復(fù)合絕緣子硅橡膠傘套是在高寒低溫下運(yùn)行，對(duì)這些地區(qū)的復(fù)合絕緣子硅橡膠傘套是在高寒低溫下運(yùn)行，對(duì)這些地區(qū)的復(fù)合絕緣子硅橡膠傘套的憎水性評(píng)價(jià)

60、套用緣子硅橡膠傘套的憎水性評(píng)價(jià)套用DL/T864-2004是不合適的，是不合適的，應(yīng)針對(duì)性地開發(fā)應(yīng)用于低溫區(qū)的復(fù)合絕緣子硅橡膠傘套材料應(yīng)針對(duì)性地開發(fā)應(yīng)用于低溫區(qū)的復(fù)合絕緣子硅橡膠傘套材料和制訂新的判定準(zhǔn)則。和制訂新的判定準(zhǔn)則?；颐軐?duì)憎水性影響灰密對(duì)憎水性影響 新絕緣子的憎水性恢復(fù)時(shí)間很短，恢復(fù)到新絕緣子的憎水性恢復(fù)時(shí)間很短，恢復(fù)到HC1級(jí)僅需級(jí)僅需8h。憎水性優(yōu)良的絕緣子在不同灰密下憎水遷移性也較優(yōu)良。憎水性優(yōu)良的絕緣子在不同灰密下憎水遷移性也較優(yōu)良。運(yùn)行幾年后，憎水性下降，其在不同灰密下憎水遷移時(shí)運(yùn)行幾年后，憎水性下降，其在不同灰密下憎水遷移時(shí)間也變長很多。不同制造企業(yè)、不同配方的硅橡膠絕緣