硅橡膠在高壓絕緣上的應(yīng)用..-共60頁課件

1、硅橡膠一、概述 1、在外絕緣上應(yīng)用的有機材料分類及初步評價 1.1三元乙丙橡膠 三元乙丙橡膠是以乙烯、丙烯及少量非共軛雙烯為單體共聚而制得。因其常溫流動性好，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。 三元乙丙橡膠分子結(jié)構(gòu)上沒有極性基團，宏觀表現(xiàn)缺乏極性，對各種極性化學(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，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不能遷移至污層表面，而且在相同的接觸壓力下，耐電強度要比硅橡膠差。 1.2環(huán)氧樹脂 環(huán)氧樹脂是泛指分子中含有兩個或兩個以上環(huán)氧

2、基團的有機高分子化合物 。 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。 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。 但因引入活性基團，環(huán)氧樹脂表面易積污，積污后憎水性不能遷移至污層表面，使其耐污閃得能力降低。環(huán)氧樹脂非常堅硬，長期運行后老化容易脆斷；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 硅橡膠主要是由高摩爾質(zhì)量的線型聚硅氧烷組成。由于-Si-O-Si-鍵是其構(gòu)成的

3、基本鍵型，硅原子主要連接甲基，側(cè)鏈上引入極少量的不飽和基團，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。 1.3.1耐候性 如前所述，有機硅產(chǎn)品的主鏈為-Si-O-Si-，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分解。有機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幾十年。1.3.2耐溫特性及化學(xué)穩(wěn)定性 硅橡膠（Silicone Rubber）是一種分子鍵兼具無機和有機性質(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（-

4、Si-O-Si-）。硅氧鍵的鍵能達370kJ/mol，比紫外線輻照能量高，比一般的橡膠的C-C結(jié)合鍵能240kJ/mol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?0+300溫度范圍內(nèi)長期使用，仍不失原有的強度和彈性。 硅橡膠硫化成型后，主鏈和側(cè)鏈上均沒有活性基團，因此硅橡膠具備極佳的化學(xué)穩(wěn)定性，酸和堿都不會對其分子結(jié)構(gòu)造成影響。 而且，無論是化學(xué)性能還是物理機械性能，隨溫度的變化都很小。1.3.3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、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很小。其常

5、規(guī)性能參數(shù)如下： 1.3.4優(yōu)異的憎水性和憎水遷移性 有機硅的主鏈?zhǔn)秩犴?，其分子間的作用力比碳?xì)浠衔镆醯枚?，因此，比同分子量的碳?xì)浠衔镎扯鹊停砻鎻埩θ酰砻婺苄?，成膜能力強。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呈水珠狀，隨時滾落，不會形成導(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。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2448小時內(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)合絕緣材料在高壓線路和變電站中廣泛應(yīng)用。2、硅橡膠的種類

6、和基本特點 硅橡膠產(chǎn)品能在電力系統(tǒng)中大量運行，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)行市場上的產(chǎn)品，主要有以下三類： 3、三類硅橡膠的基本性能比較 ，見下表：復(fù)合絕緣子的組成 傘群、護套：有機合成材料制成。 如：乙丙橡膠、硅橡膠等 玻璃鋼芯棒：以玻璃纖維做增強材料、 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 鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼以及高強度合金鋁均壓環(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)用復(fù)合絕緣子的優(yōu)點 復(fù)合絕緣子的這種結(jié)構(gòu)，將機械性能和電氣性能分開，綜合了傘群護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。 與傳統(tǒng)的瓷絕緣子相比，復(fù)合絕緣

7、子優(yōu)越的性能主要體現(xiàn)在： 重量輕、運輸安裝方便； 結(jié)構(gòu)距離短，節(jié)省塔頭空間，降低設(shè)計難度； 強度高、不易破碎；抗震性能佳 耐污、濕閃性能優(yōu)異，免清洗； 免零值檢測，減少輸電線路的運行維護費用 220k V以上電壓等級的價格優(yōu)勢明顯 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)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)安全運行上發(fā)揮了顯著作用。然而，在戶外運行的復(fù)合絕緣子因運行環(huán)境復(fù)雜，也時常出現(xiàn)問題，較常見就是損壞和老化。 損壞：主要表現(xiàn)為絕緣子不能繼續(xù)承擔(dān)正常的機械或電氣負(fù)荷，往往造成導(dǎo)線落地、電力中斷等惡性事故。 老化：主要表

8、現(xiàn)為外絕緣材質(zhì)的劣化和因蠕變特性導(dǎo)致的芯棒機械強度降低，一般并不導(dǎo)致所承擔(dān)機械或電氣負(fù)荷功能的喪失，但卻不利于產(chǎn)品的長期使用。 其它特殊的問題： 鳥類或鼠類咬傷傘裙護套； 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 CIGRE2000年調(diào)查中的復(fù)合絕緣子故障統(tǒng)計 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)重劣化(如：端部密封失效、護套開裂、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，往往會發(fā)生掉線事故，需較長的后續(xù)維修、更換時間，所造成的影響和損失較大。 在機械故障中主要是芯棒斷裂 問題，金具原因的較少

9、。隨著采用耐酸性芯棒、端部密封的改進以及合理設(shè)置均壓措施防止電暈老化，此問題有望逐步解決。 電氣事故多為界面閃絡(luò) 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。1.2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。 有機硅橡膠材料的耐老化特性雖然不如無機材料（陶瓷或玻璃），但國外有20年以上的穩(wěn)定運行經(jīng)驗。 在運行過程中，復(fù)合絕緣子的老化主要表現(xiàn)在： 表面憎水性下降； 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； 芯棒中有機材料機械疲勞及斷裂等。 下面我們將從芯棒材料的老化和外絕緣的老化兩方面來詳細(xì)闡述這些問題。 芯棒材

10、料的老化 在長期的運行中，由于大氣環(huán)境、電場、機械力等的聯(lián)合作用，芯棒中的玻璃纖維會產(chǎn)生機械疲勞；環(huán)氧樹脂材料老化；同時亦會出現(xiàn)端部金具和芯棒連接配合處松動，可能出現(xiàn)微量的滑移，使密封膠開縫，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等。在金具端部強電場的作用下，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)的長度承受了其的電壓，電場畸變嚴(yán)重。所以在此場強最為集中處，極易產(chǎn)生電暈放電和小電弧放電。長時間作用更會加劇老化的程度。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、酸雨等環(huán)境因素對復(fù)合絕緣子老化的影響更為顯著。

11、電場、機械負(fù)荷與環(huán)境因素的共同作用則會進一步加劇復(fù)合絕緣子老化、劣化的進程。 傘裙護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，但需要加強對該批次產(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)變的逐漸積累過程。如果上述外絕緣材料的劣化導(dǎo)致傘裙護套對芯棒的保護作用喪失、導(dǎo)致電氣機械性能的嚴(yán)重下降，該絕緣子就必須更換。2、復(fù)合絕緣子在線運行所發(fā)生的事故分析 線路上運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，在電氣上要承受強電場、雷電沖擊電流、工頻電弧電流的作用，在機械上要長期工作

12、載荷、綜合載荷、導(dǎo)線舞動等機械力的作用。因此，復(fù)合絕緣子的事故統(tǒng)計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（截至2019年9月）雷擊閃絡(luò) 對瓷、玻璃絕緣子的故障統(tǒng)計中： 雷擊故障約占故障總數(shù)的50左右； 對復(fù)合絕緣子的故障統(tǒng)計中： 雷擊故障約占故障總數(shù)的47.2左右； 問題：試驗研究的結(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)，甚至高于玻璃或瓷絕緣子串。但在實際運行情況卻表明換復(fù)合絕緣子后，線路雷擊閃絡(luò)次數(shù)增加。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，部分生產(chǎn)廠家為了降低

13、生產(chǎn)成本，盲目修改配方，大量添加價格低廉的無機添加劑；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。提高絕緣子耐雷水平的措施： 適當(dāng)增加絕緣子長度 改善復(fù)合絕緣子的電場分布，使其更趨均勻，從而減緩局部高場強引發(fā)的局部放電，提高相同放電距離下的放電電壓。 采用合格的原材料來生產(chǎn)復(fù)合絕緣子 內(nèi)絕緣擊穿 19902019年京津唐電網(wǎng)復(fù)合絕緣子內(nèi)部擊穿事故統(tǒng)計造成擊穿的可能原因：芯棒質(zhì)量不佳 芯棒護套界面存在問題 護套密封破壞，外部水分侵蝕 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，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)。鳥糞下

14、落的兩種方式： 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。 鳥糞在離絕緣子邊沿一段距離的地方下落。 模擬試驗表明，后一種方式更易引發(fā)閃絡(luò)。且當(dāng)D合適，電導(dǎo)率4000s/cm（低于實測鳥糞電導(dǎo)率）時，引發(fā)閃絡(luò)的幾率達到100 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。 污閃 從污閃事故統(tǒng)計數(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，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2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絕緣子。防污閃特性優(yōu)點分析： 硅橡膠傘裙的憎水遷移性可使污穢層也具有憎

15、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。 同等污穢條件下表面電阻比瓷和玻璃絕緣子要大。 絕緣子的傘裙無槽，且其自振特性有利于降低其積污量。 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)合絕緣子不明閃絡(luò)比例較高。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； 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)線和絕緣子附近引發(fā)閃絡(luò)。 低溫高濕環(huán)境：多發(fā)生在清晨46點。 突發(fā)的環(huán)境變化：大風(fēng)使復(fù)合絕緣子表面短時內(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)致閃絡(luò)。

16、三、硅橡膠材料的運行特性 在前面,我們簡單介紹了硅橡膠材料以及復(fù)合絕緣子的一些運行特性，硅橡膠材料能在系統(tǒng)中大量運行，主要得益于其以下特性： 耐高、低溫、耐酸堿性和抗污穢性?？稍诓煌墓ぷ鳝h(huán)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。 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，水滴在硅橡膠表面能隨時滾落，不形成導(dǎo)電水膜，從而避免表面閃絡(luò)的發(fā)生。 特有的憎水遷移性。在長期運行時，硅橡膠表面會有很多污穢，硅橡膠優(yōu)異的憎水性能能遷移到污穢表面。所以在運行時可免維護。 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

17、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)一些劣化現(xiàn)象，由此造成的閃絡(luò)事故或設(shè)備損壞事故時有發(fā)生。這些現(xiàn)象表明，掌握復(fù)合硅橡膠材料的性能特點和運行特性至關(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（ Room Temperature vulcanization ，簡稱RTV ）、高溫硫化硅橡膠（ High Temperature vulcanization ，簡稱HTV ）和液體硅橡膠（ Liquid Silicone Rubber，簡稱LSR ）三種。國內(nèi)目前有很多研究機構(gòu)都在進行有關(guān)硅橡膠的研究，對于RTV和HTV都有很多相關(guān)的試驗結(jié)論，但對LSR研究甚

18、少。本章我們將結(jié)合國內(nèi)和國外相關(guān)硅橡膠的試驗結(jié)論，來分析三類硅橡膠的運行特性。1、室溫硫化硅橡膠（RTV）1.1 RTV的分類及特點 RTV根據(jù)其材料組成和反應(yīng)機理大致可分為三類：單組分RTV ，雙組分縮合型RTV和雙組分加成型 RTV。1.1.1單組分RTV 單組分RTV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毫米以下厚度的場合。因此常用于粘合劑和密封劑 。 1.1.2雙組分縮合型RTV 雙組分縮合型RTV硫化反應(yīng)不是靠空氣中的水分,而是靠催化劑來進行引發(fā)

19、。單體硅橡膠中的羥基（ -OH ）縮合生成水，同時形成-Si-O-Si-鍵。該型RTV能耐臭氧、耐氣候老化，加之用法簡單，工藝適用性強，因此，特別適宜于做深層灌封材料。1.1.3雙組分加成型RTV 雙組分加成型RTV硫化的硫化機理是基于有機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RTV在硫化過程中不產(chǎn)生收縮。 這一類硫化膠無毒、機械強度高、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、可深度硫化、以及硫化速度可以用溫度來控制等優(yōu)點；具有耐水、耐臭氧、耐

20、電弧、耐電暈和耐氣候老化等優(yōu)點。 它可 -60200溫度范圍內(nèi)使用。是目前高壓絕緣領(lǐng)域常用的型號。同時，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材料的防水涂層等領(lǐng)域。 1.2 RTV的運行特性 近幾年武漢高壓研究所對河北、甘肅等地運行的RTV防污閃涂料的性能進行了研究。 試驗結(jié)果表明: RTV涂料經(jīng)長時間運行后仍能保持較好的性能，其檢測結(jié)果與新RTV涂料性能基本一致。且運行后RTV涂料的憎水性較復(fù)合絕緣子優(yōu)良，所測憎水性均為HC1級。 目前RTV存在的問題: 易起皮、開裂 壽命約58年。 各項性能與另兩類硅橡膠相比有較大差距 我們從RTV材料

21、在各種環(huán)境下的運行數(shù)據(jù)入手來做分析其運行狀況： 涂料對多種污穢憎水遷移性 RTV涂料對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，RTV涂料對這幾種污穢物質(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高于RTV涂層本身的憎水角。酸、堿、鹽等對RTV涂料穩(wěn)定性及憎水性的影響 在所配0.5ms/cm100ms/cm濃度狀況下浸泡后（600h） 被H2SO4、NaCl、NaOH溶液浸泡后： 憎水角變化不大 質(zhì)量變化率不大（0.7） 并非濃度越高，對膜的憎水性破壞越大 低氣壓對RTV涂料絕緣子污閃電壓的影響 為研究RTV涂料絕緣子在高海拔低氣壓條件下的防污效果，取35kV

22、支柱絕緣子為試品，對比有、無RTV涂料時的污閃電壓。對比試驗表明結(jié)果如圖所示（表面鹽密為0.2mg/cm2）。從圖中可以看出： 在高海拔、低氣壓條件下，RTV涂料仍能顯著提高絕緣子的耐污閃能力。在不同低氣壓下，有涂料絕緣子污閃電壓仍為無涂料絕緣子污閃電壓的2倍。 RTV材料在線應(yīng)用后的老化分析不同年限試樣下表面及RTV涂層紅外曲線不同年限試樣上表面及RTV涂層紅外曲線對比兩圖的曲線，可以得出以下結(jié)論： RTV材料運行年限越長，其相關(guān)官能團在紅外分析圖譜上對應(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RTV材料

23、表面的憎水性產(chǎn)生影響。 通過上述分析，RTV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。 但RTV分子質(zhì)量只有約5萬摩爾，不到HTV和LSR的10%，其自身結(jié)構(gòu)特點決定其機械強度、電氣強度、使用壽命均較其它兩類硅橡膠低: 機械強度，其抗撕裂不到10N/mm ，斷裂伸長率不到200%，永久拉伸形變超過20%，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)；絡(luò)。 電氣強度，其擊穿強度、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1A2.5kV ；長期運行尤其是在重污穢地區(qū)運行，表面很快就會因電蝕影響而龜裂、脆化

24、或粉化。 壽命短，只有58年。因其分子質(zhì)量低，如運行在高溫、高輻照區(qū)域，在紫外輻照和電蝕及環(huán)境因素的多重作用，使用壽命還會進一步降低。 2、高溫硫化硅橡膠（ HTV ）2.1 HTV結(jié)構(gòu)特點和用途 HTV是有機硅產(chǎn)品中最重要的一類，甲基乙烯基硅橡膠（VMQ）是HTV中最主要的品種。 甲基乙烯基硅橡膠（生膠）是無色、無臭、無毒、無機械雜質(zhì)的膠狀物，生膠按需要加入適當(dāng)?shù)难a強劑、結(jié)構(gòu)控制劑、硫化劑等助劑一起混煉，然后升溫至140180高溫模壓成型或擠出成型，再經(jīng)二段硫化做成各種制品。 其制品具有優(yōu)良的電絕緣性，抗電弧、電暈、電火花能力強，防水、防潮、抗沖擊力、抗震性好，具有生理惰性，透氣性等性能。

25、2.2 HTV的運行特性 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 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 在硅橡膠的運行特性中，憎水性是最重要的一項參數(shù)，武高所為了研究運行復(fù)合硅橡膠的憎水性能，對運行中的復(fù)合硅橡膠進行以下試驗： 憎水性試驗 低溫模擬試驗 灰密對憎水性的影響 耐漏電起痕及電蝕損試驗 我們就通過對這些試驗結(jié)果的分析，來討論HTV的運行特性。運行條件、制造企業(yè)、配方對憎水性影響較大 （1）運行條件、制造

26、企業(yè)不同而差別較大 如葛-南直流華東段運行1年的復(fù)合絕緣子表面憎水性在HC1HC2級之間，而湖北段運行部分復(fù)合絕緣子表面憎水性卻降低至HC5HC6級水平。（2）運行復(fù)合絕緣子硅橡膠傘套憎水性能較差 不論是110kV線路，還是500kV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HC2HC4級外，大部分 運行復(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。表明運行的復(fù)合絕緣子硅橡膠傘套的憎水性能較 差。 （3）配方對憎水性影響較大 不合理配方的硅橡膠在不同運行條件下會造成憎水性下降。添加適量的氫氧化鋁，可明顯提高HTV的耐漏電起痕性能，同時卻會降低HTV的憎水性和憎水遷移性，國內(nèi)

27、各試驗機構(gòu)的數(shù)據(jù)表明，氫氧化鋁的添加比例要高于80%，硅橡膠的阻燃性能才能達到FV-0級，才有可能通過1A4.5kV，但其各項機械性能和電氣性能都有明顯下降。 目前，DL/T864-2019或其他現(xiàn)行相關(guān)GB、DL標(biāo)準(zhǔn)皆未對憎水性減弱特性、恢復(fù)特性及遷移特性作出規(guī)定以判定運行復(fù)合絕緣子是否退出運行。評價復(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，憎水性的遷移特性應(yīng)是評價復(fù)合硅橡膠憎水性能的重要指標(biāo)之一。 低溫對憎水性的影響 將HTV放入所設(shè)定的低溫（55）條件下2h8h，在溫度充分達到平衡后取出檢測其憎水性。 試驗結(jié)果表明： 低溫下HTV憎水性有所下降，不同配方絕緣子下降程度不同;

28、由低溫造成的憎水性喪失其恢復(fù)時間較快; HTV傘套表面在-5下易結(jié)冰; 運行時間也影響低溫臨界點; DL/T864-2019對憎水性的規(guī)定僅針對試驗室標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件（2025），實際上我國地域遼闊，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行，對這些地區(qū)的復(fù)合絕緣子硅橡膠傘套的憎水性評價套用DL/T864-2019是不合適的，應(yīng)針對性地開發(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?；颐軐υ魉杂绊?新絕緣子的憎水性恢復(fù)時間很短，恢復(fù)到HC1級僅需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。運行幾年后，憎水性下降，其在不同灰密下憎水遷移時間也變長很多。不同制造企業(yè)

29、、不同配方的硅橡膠絕緣子憎水遷移時間受運行時間的影響不盡相同?；颐茉?.30.5mg/cm2時絕緣子憎水遷移時間基本相同。硅橡膠傘套耐漏電起痕及電蝕損性能 試驗結(jié)論:部分運行復(fù)合絕緣子傘套耐漏電起痕及電蝕損性仍達到1A4.5級。運行經(jīng)驗證明對硅橡膠而言，在任何條件下都能保持優(yōu)良的憎水性能是最重要的。一味追求耐漏電起痕及電蝕損性，添加過量的氫氧化鋁，會降低其憎水性能和其他性能。上述試驗正好說明了該問題。2.3 HTV的老化特性 HTV的老化特性與RTV基本相同，在各種不同環(huán)境狀況下運行狀況也基本類似。這里我們就不再一一列舉。但HTV在武高所的試驗中所測得的結(jié)論甚至不如RTV，存在著多方面的因素。

30、其中最重要就是某些生產(chǎn)廠家對HTV的特性認(rèn)識不夠，為節(jié)約成本在HTV中加入過多的無機添加劑，硅橡膠有效成分過低，使得HTV改性嚴(yán)重，在運行很短的時間后就出現(xiàn)劣化現(xiàn)象。 2.4 HTV生產(chǎn)、應(yīng)用中需注意的問題 在HTV中添加鋁粉以提高HTV的耐漏電起痕參數(shù)，并不是多多益善。如過量，會出現(xiàn)HTV硬度過高，憎水性降低，運行過程中很快出現(xiàn)HTV硬化、粉化等劣化現(xiàn)象。 應(yīng)嚴(yán)格控制配方，不能為節(jié)約成本在HTV中亂加添加劑，降低HTV的運行參數(shù)（包括電氣性能參數(shù)和機械性能參數(shù)）。 控制好生產(chǎn)工藝，避免在模塑過程中引入缺陷，運行中出現(xiàn)電蝕現(xiàn)象，降低HTV的使用壽命 。 下列數(shù)據(jù)為國內(nèi)某科研機構(gòu)做的添加不同比例

31、氫氧化鋁對HTV各項性能的影響。 阻燃性能 表1 氫氧化鋁用量對硅橡膠垂直燃燒性能的影響 物理性能 表2 氫氧化鋁用量對硅橡膠物理性能的影響 電絕緣性能 表3 氫氧化鋁用量對硅橡膠電絕緣性能的影響 數(shù)據(jù)表明：在硅橡膠中加入氫氧化鋁能夠起到良好的阻燃效果。隨著氫氧化鋁用量的增大，硅橡膠的阻燃性能顯著提高，硫化膠的邵爾A型硬度、300%定伸應(yīng)力和拉斷永久變形逐漸增大，拉伸強度、拉斷伸長率和撕裂強度逐漸減小，電絕緣性能有所下降。 我們可以順著這個思路去擴展，添加更高比例的氫氧化鋁，性能會有更大的降低。 而目前國外硅橡膠配方中，氫氧化鋁的用量一般只控制在50%左右，甚至能低至30%左右。耐漏電起痕性能

32、仍能達到1A4.5kV，但對HTV的憎水性和憎水遷移性的影響卻能降到很低。 3、液體硅橡膠（LSR）的運行特性 前面我們講了HTV和RTV的運行特性，雖然在耐污閃方面有著優(yōu)異的表現(xiàn)，但在長期運行過程中還是出現(xiàn)劣化、憎水性降低、使用壽命短等現(xiàn)象。這里面有運行環(huán)境惡劣的原因，也有廠家配方、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計以及生產(chǎn)工藝的問題。 如何解決這些問題，還需生產(chǎn)廠家和運行部門合作，進行更進一步的研究。使用液體硅橡膠就是一條比較可行辦法。 液體硅橡膠（LSR）出現(xiàn)于上世紀(jì)90年代，其分子量介于RTV和HTV之間，工藝性能和運行特性均優(yōu)于前兩者，就是硅橡膠生產(chǎn)廠家針對RTV和HTV在使用中所表現(xiàn)出的缺點而研發(fā)的 。 LSR為雙組分橡膠，采用鉑金催化劑硫化，內(nèi)部未添加氫氧化鋁。生產(chǎn)時將硅橡膠由膠桶內(nèi)泵出，經(jīng)靜態(tài)混和器混合均勻后，直接注入模具硫化成型。因LSR硫化是加成反應(yīng)，沒有小分子產(chǎn)物，無需進行二次硫化。 目前國內(nèi)沒有機構(gòu)對LSR的生產(chǎn)工藝和運行特性展開研究，我們這里結(jié)合通用拜爾公司提供的一些參數(shù)做一下簡單的了解。 對于保證硅橡膠的耐漏電起痕性，加入鋁粉不是必需的。與標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品相比，加入鋁粉甚至能夠部分降低LSR的抗電蝕性。 局部放電對硅橡膠的憎水性和放電電流的影響較為明顯，如何合理進行結(jié)構(gòu)設(shè)計