人工雾霾环境下超疏水涂层绝缘子运行性能研究

绝缘子表面憎水性的差异会导致表面积污和污层湿润的差异,进而影响绝缘子的运行性能。为了研究雾霾环境下超疏水涂层绝缘子的积污规律与绝缘性能,利用实验室小型人工雾霾模拟装置,对比研究了人工雾霾环境下超疏水涂层绝缘子与长效室温硫化硅橡胶(PRTV)涂层绝缘子的表面积污水平与泄漏电流变化规律,并从两种涂层绝缘子表面憎水性差异与超疏水涂层污秽自清洁特性出发,对试验结果的差异原因进行了分析。结果表明:人工雾霾环境下,超疏水涂层绝缘子相比于PRTV涂层绝缘子,表面积污量减少31.2%,同时超疏水涂层绝缘子具有低泄漏电流。超疏水涂层是一种可行的提高雾霾环境下输变电设备绝缘性能的防护措施。     

硅橡胶合成绝缘子的憎水性使用寿命的研究

硅橡胶材料中的憎水性小分子聚合物的挥发性使合成绝缘子具有优良的耐污闪性能,同时也说明硅橡胶合成绝缘子存在憎水性的老化问题。本文通过实验验证了这种憎水性老化过程十分缓慢,不会对合成绝缘子的安全运行构成威胁。     

现场运行复合绝缘子伞裙材料的老化判断方法

有效把握复合绝缘子在运行中所表现出的老化特性,探索出老化程度的评价方法是保障复合绝缘子安全运行的关键。为此,以不同运行年限的现场运行绝缘子为试样,采用憎水性测试、Fourier变换红外光谱(FTIR)分析以及热刺激电流(TSC)测试等手段对不同绝缘子试样进行了测试分析。测试发现,TSC峰值及FTIR图中吸收峰值均会随着硅橡胶材料的老化加深而上升,但憎水性测试结果与复合绝缘子的运行条件(运行年限)没有很好的对应关系。初步研究表明,FTIR与TSC能更有效地反映硅橡胶材料性能随运行时间的变化情况,通过对比峰值及相关参数的变化可以对硅橡胶材料的老化程度进行一定的量化判断。     

硅橡胶合成绝缘子耐老化性能试验研究

对合成绝缘子在污湿条件下电老化性能及实验室条件下人工加速老化性能进行了试验研究,针对硅橡胶合成绝缘子的全盘材料的电气老化性能、憎水性和力学性能等方面进行耐老化性能试验,并对在户外运行多年的合成绝缘子进行了综合性能测试.结果表明,合成绝缘子的耐老化性能好,能满足户外长期运行的要求.     

硅橡胶绝缘子粉化层憎水性变化的研究

硅橡胶绝缘子运行后会逐渐老化,伞裙表面出现粉化层。为研究粉化层对硅橡胶绝缘子表面憎水性的影响,通过红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)等手段对现场取回的硅橡胶绝缘子进行研究,测试硅橡胶绝缘子粉化层的微观结构和化学成分,进一步分析粉化层表面憎水性变化的原因。结果表明:绝缘子粉化层表面憎水性良好,但去掉粉化层后绝缘子表面憎水性明显下降。通过IR和SEM发现绝缘子的粉化层表面老化降解程度严重,硅橡胶材料主链上的分子键断裂,粉化层物质颗粒之间结构疏松,分子间相互作用力小,观察其微观形貌发现大量孔隙。因此水分不易附着在绝缘子伞裙表面,使运行老化后硅橡胶绝缘子表面仍具有良好的憎水性。     

硅橡胶复合绝缘子伞裙护套的老化及其判据研究

介绍了我国交流复合绝缘子运行情况,分析了绝缘子的老化问题和事故原因,对现场取下的试品进行了憎水性和硬度的测量以及老化性能的评估。认为目前复合绝缘子损坏的主要原因是早期设计、制作工艺和材料配方不成熟,真正由于硅橡胶伞裙护套老化造成的事故还不多见。大部分复合绝缘子运行10年及以上仍具有良好的憎水性,硅橡胶表面憎水性的下降和硬度的增加与运行时间并无明显关联。硅橡胶的老化是一个漫长的过程,即使出现中期老化特征,仍在一段较长时间内可以保障复合绝缘子的安全运行。认为硅橡胶的老化不应成为复合绝缘子推广使用的障碍。     

运行老化后硅橡胶绝缘子的性能变化

针对硅橡胶绝缘子在挂网运行中的老化现象,从憎水性、机械性能和微观形貌等方面论述运行老化后硅橡胶绝缘子的变化情况。首先使用静态接触角法测试运行老化后硅橡胶绝缘子样本的憎水性能,并测量老化硅橡胶绝缘子样本的撕裂强度和击穿电压,以及通过扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)观察其表面的微观形貌。同时通过和新硅橡胶样本的对比,分析运行中硅橡胶材料的老化对硅橡胶绝缘子应用的影响。     

憎水性对线路绝缘子耐污闪特性影响的试验分析

室温硫化硅橡胶(RTV)防污闪涂料因具有良好的防污闪作用,在我国电力系统得到了大量应用.然而,受长期积污、材料老化、短时快速积污、外力破坏等因素的影响,绝缘子表面涂层的憎水性状态会发生显著变化,这对于线路绝缘子耐污闪能力可能存在较大影响.为此,基于现场获得的运行多年的RTV涂层绝缘子,对不同表面憎水性状态下的绝缘子耐污...     

直流复合绝缘子长期老化性能分析

通过5 000 h加速老化试验对±500 kV直流复合绝缘子的长期老化性能进行了评估,介绍了试验程序,通过复合绝缘子泄漏电流的变化、憎水性的变化以及绝缘子表面材料的烧蚀情况研究了绝缘子老化性能。在老化试验中,憎水性丧失和恢复过程与实际运行情况一致,材料表面烧蚀情况较轻,说明配方经过优化设计的硅橡胶伞套在直流条件下具有优异的长期老化性能。     

自然老化硅橡胶材料表面憎水性及耐受特性的研究

研究硅橡胶材料的老化特性对于复合绝缘子的设计、选型及维护具有重要意义。以经过现场投样、自然老化后的复合绝缘子伞裙压片为研究对象,详细研究了硅橡胶材料自然老化前后在憎水性迁移特性、憎水性丧失特性、憎水性恢复特性上出现的差异,另外对材料受酸碱侵蚀后表面维持憎水性的能力也进行了研究。结果表明,老化对于材料憎水性能的影响较明显,上下表面由于存在日照、雨淋、积污和冲刷等因素的差异,老化程度不同,上表面的憎水性能表现的更差一些。     

室温硫化硅橡胶涂料老化失效问题与对策

室温硫化硅橡胶的优异憎水性和憎水迁移性可显著提高绝缘子的污闪电压,但是,室温硫化硅橡胶涂料绝缘子运行多年后,就会老化,从而使得室温硫化硅橡胶涂料失效。提出了室温硫化硅橡胶涂层老化及寿命的判断,以及对老化后室温硫化硅橡胶涂料的处理方法。为室温硫化硅橡胶涂料在电力系统的广泛应用及管理提供了理论依据。     

Fractal phenomena. Dependence of hydrophobicity on surfaceappearance and structural features of SIR insulators

This paper reports the study of the dependence of hydrophobicity on the surface appearances and inherent chemical structure of the high-temperature vulcanized silicone rubber (HTVSR) insulator based on the fractal geometric principle. The fractal phenomena link the surface roughness with the hydrophobicity characteristics of silicone rubber (SIR) insulators. The rough surfaces of the insulators, no matter whether due to salt-fog aging or roughening by sandpaper, show the property of a fractal surface. According to the amount of hydrophobic material on the surface, surface roughness exerts different effects on the hydrophobicity of SIR insulators. Due to the behavior of fractal surfaces, the hydrophobicity of the appropriately roughened insulator can be enhanced, but depressed if dipped in hexane. Outdoor polymer insulating materials could be aged by environmental stresses and contaminants so that their surfaces become rough. The permanent change of surface roughness could be an indicator of aging state of the insulation material. The hydrophobicity of SIR insulators aged in salt fog in a fog chamber are investigated. During this aging, the inorganic filler and the hydrophobic groups in SIR are worn away so that the insulator surface becomes rough. The surface of the aged insulator becomes hydrophilic. After a subsequent rest, the hydrophobic polymer liquid in bulk diffuses and migrates to the insulator surface, which becomes more hydrophobic. Such a unique dependency of hydrophobicity on the surface appearance and chemical structure of SIR material is available for SIR insulator to maintain good contamination performances in outdoor applications     

Extending the applicability of insulator flashover models by regression analysis

A combination of experiments and regression analysis has been utilized to extend the useful range of models for estimating flashover performance of insulators under contaminated conditions. Experiments were performed on distribution class insulators employing porcelain, silicone rubber and ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubber as housing materials. It has been shown that it is possible to include important factors such as hydrophobicity, aging and contamination accumulation in the assessment of insulator performance. The results from this work are useful for selecting the appropriate insulator design (dimensions and material) for different system voltages     

憎水性清洁剂对电气设备外绝缘的影响

积污老化是造成电气设备外绝缘性能下降的主要原因之一,目前主要采用酒精擦洗的方法进行处理,效果并不理想。为此,介绍了一种具有清洁功能的憎水清洁剂,它能够实现对老化硅橡胶表面深度交联污秽的彻底清洁,同时通过残留憎水性保护膜提升设备的绝缘阻值。针对积污老化对复合绝缘子憎水性及绝缘阻值的影响以及清洁剂在污秽清洁、憎水提升和绝缘电阻恢复等方面的性能进行了实验和理论分析。初步研究表明:积污老化严重降低复合绝缘子在高温高湿环境下的外绝缘性能;新型清洁剂具有比酒精更为优异的污秽清洁能力,同时残留保护膜可以明显提升材料表面的憎水性和绝缘电阻,为高湿条件下绝缘检测提供了一种可供选择的解决方案。     

室温硫化硅橡胶涂料的改性研究

室温硫化硅橡胶涂料是一种新型防污、憎水、长效涂料,目前已在我国许多地区投入使用。但从目前推广的室温硫化硅橡胶涂料性能来看,涂料与资件的粘附力不够强,影响了涂料的使用效果,而且耐电弧能力也较差。章研究了改进温室硫化硅橡胶涂料机械性能和耐电弧能力的方法,尤其是其防污闪的主要特性－憎水迁移特性没有明显减弱。中还研究了室温硫化硅橡胶涂料的憎水迁移特性。     

复合绝缘子憎水性及直流污闪特性的影响因素

复合绝缘子的污闪特性很大程度上受材料的憎水性及憎水性迁移特性的制约。研究了环境因素和污秽成分对高温硫化硅橡胶材料憎水性迁移特性的影响,对灰成分和憎水性迁移时间与复合绝缘子直流污闪特性的关系进行了定量对比试验。试验结果表明,随着灰成分中硅藻土含量的增加,憎水性迁移明显加快,导致静态接触角增大,因而相应的直流污闪电压升高。该文结果可作为分析硅橡胶材料憎水性迁移特性的参考,同时也为直流复合绝缘子人工污秽试验标准的制定提供了试验依据。     

Electrical performance of non-ceramic insulators in artificialcontamination tests. Role of resting time

The paper presents the results of an investigation on the electrical performance of artificially contaminated non-ceramic insulators as a function of resting time. Resting time is defined as the time interval between the application of contamination and start of testing. New (unaged), full scale, 69 kV non-ceramic insulators using different types of silicone rubber and ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubber as weathersheds were studied. Their electrical performance was assessed using the clean fog technique. The applied voltage was kept constant throughout the test, while contamination severity and resting time were varied as parameters. The transfer of hydrophobicity through the contamination layer was demonstrated by flashover tests. This was also visually depicted by analyzing samples in a scanning electron microscope. The results show that resting time exerts little influence on the electrical performance of EPDM insulators. However, for silicone rubber insulators, resting time is shown to drastically improve its electrical performance. Experimental evidence indicates that the transfer or recovery process of hydrophobicity in silicone rubber insulators occurs as a progressive superposition of silicone oil layers with time. Thus, the net effect of resting such insulators before tests can be thought of as a gradual reduction of the effective contamination layer thickness. Such a reduction alters the way in which the contaminant layer interacts with external stressing agents, which could impact the insulator's electrical performance in service. In this work, an attempt has been made to identify and quantify the electrically significant changes introduced by a reduction in the effective contamination thickness. It is in the light of this reduced effective contamination layer that we explain how a seemingly wettable silicone rubber insulator is still able to hold the applied voltage without flashover     

高聚物复合绝缘子紫外老化性能研究

传统高温硫化（HTV）硅橡胶复合绝缘子以其优异的憎水性和憎水迁移性,广泛应用于国内外输电线路上。但随着特高压工程的开展,越来越多的输电线路需要跨越强紫外辐射、强风沙以及鸟啄频发地区,而在这类气候恶劣地区极易造成传统HTV硅橡胶绝缘子外绝缘性能的下降以及材料的损伤。针对这一情况,采用耐紫外线、耐气候性能强,机械性能稳定的高聚物复合绝缘子与传统HTV硅橡胶绝缘子在紫外老化性能方面进行对比,旨在研究高聚物复合绝缘子在西北高原强紫外辐射地区的老化特性。研究结果表明：在短波紫外光（UVC）持续照射下,环氧材料的拉伸强度和硬度均远高于硅橡胶,具有更好的韧性,已达到防鸟啄和耐踩踏的目的,但憎水性相比较于硅橡胶材料仍略有不及,但仍满足户外运行要求。     

青藏工程直流复合绝缘子用硅橡胶耐紫外老化研究

青藏交直流联网工程位于高海拔、强紫外线的青藏高原地区,恶劣的自然环境对复合绝缘子有着更高的技术要求.针对该地区紫外辐射强度高的特点,从配方优化角度对复合绝缘子用硅橡胶进行了改进,并对改进前后的硅橡胶材料进行了2000 h紫外老化对比实验.结果表明配方优化后的硅橡胶材料在拉伸强度、拉断伸长率、体积电阻率和憎水性等机械电气性能方面均有显著提高,能够满足青藏工程的使用要求.同时根据实验结果分析了硅橡胶材料的紫外老化机理和老化时间趋势,发现紫外线是通过切断硅橡胶的侧链并发生交联反应来加速老化,而对硅橡胶主链几乎无影响.此外,在紫外老化初期硅橡胶性能下降较快,但经一段时间后变化趋于平缓.