硅橡胶材料的运行特性
在前面,我们简单介绍了硅橡胶材料以及复合绝缘子的一些运行特性,硅橡胶材料能在系统中大量运行,主要得益于其以下特性:
·耐高、低温、耐酸碱性和抗污秽性。可在不同的工作环境中应用,尤其是重污秽地区,可有效的避免污闪事故的发生。
·良好的耐电蚀性,绝缘性能好,使用寿命长。
·具有低的表面能,即良好的憎水性能,水滴在硅橡胶表面能随时滚落,不形成导电水膜,从而避免表面闪络的发生。
·特有的憎水迁移性。在长期运行时,硅橡胶表面会有很多污秽,硅橡胶优异的憎水性能能迁移到污秽表面。所以在运行时可免维护。
优异的憎水性和憎水迁移性有机硅的主链十分柔顺,其分子间的作用力比碳氢化合物要弱得多,因此,比同分子量的碳氢化合物粘度低,表面张力弱,表面能小,成膜能力强。
这种低表面张力和低表面能使其具备优良的憎水性,使得雨水在硅橡胶表面呈水珠状,随时滚落,不会形成导电水膜或连成线状的水流,这是电气设备在湿态条件下使用具有高可靠性的**。而且,硅橡胶材料具备特殊的憎水迁移性,硅橡胶良好的憎水性能在24~48小时内迁移至其表面的污秽上,使污秽表面也具备憎水性。所以硅橡胶具有极高的耐污闪、耐雨闪能力。
因此,硅橡胶已逐渐取代了其它复合绝缘材料在高压线路和变电站中广泛应用。
虽然硅橡胶具有上述的优良特性,但是随着硅橡胶复合绝缘子使用量逐年增加,我国有关复合硅橡胶劣化及损坏的信息也日趋增多。主要表现在硅橡胶材料憎水性下降,出现一些劣化现象,由此造成的闪络事故或设备损坏事故时有发生。这些现象表明,掌握复合硅橡胶材料的性能特点和运行特性至关重要。
硅橡胶分为室温硫化硅橡胶(Room Temperature vulcanization,简称RTV)、高温硫化硅橡胶(High Temperature vulcanization,简称HTV)和液体硅橡胶(Liquid Silicone Rubber,简称LSR)三种。
国内目前有很多研究机构都在进行有关硅橡胶的研究,对于RTV和HTV都有很多相关的试验结论,但对LSR研究甚少。
本章我们将结合国内和国外相关硅橡胶的试验结论,来分析三类硅橡胶的运行特性。
数据表明:在硅橡胶中加入氢氧化铝能够起到良好的阻燃效果。随着氢氧化铝用量的增大,硅橡胶的阻燃性能显着提高,硫化胶的邵尔A型硬度、300%定伸应力和拉断永久变形逐渐增大,拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度逐渐减小,电绝缘性能有所下降。
我们可以顺着这个思路去扩展,添加更高比例的氢氧化铝,性能会有更大的降低。
而目前国外硅橡胶配方中,氢氧化铝的用量一般只控制在50%左右,甚至能低至30%左右。耐漏电起痕性能仍能达到1A4.5kV,但对HTV的憎水性和憎水迁移性的影响却能降到很低。
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