环氧树脂基绝缘材料在悬式绝缘子上的应用

为解决硅橡胶复合绝缘子伞裙易被鸟啄伤和踩踏损伤的问题,采用力学性能和电性能优异的环氧材料制备悬式绝缘子。分析添加Al(OH)3和纳米Al2O3对环氧伞裙材料性能的影响,并与目前的硅橡胶伞裙材料进行性能对比。结果表明:Al(OH)3填料的加入能提高环氧树脂的耐电痕化性能;纳米Al2O3的加入能有效提高环氧树脂的电气强度和体积电阻率;除憎水性外,环氧伞裙材料的力学性能和电性能均优于硅橡胶伞裙材料,满足绝缘子型式试验的各项要求。但环氧绝缘子的结构设计必须考虑环氧固化物内应力释放而造成的开裂问题。     

脂环族环氧树脂材料湿热老化特性研究

为了研究脂环族环氧树脂材料在南方高温高湿环境下的老化特性,文中对脂环族环氧树脂护套材料进行了湿热老化试验,然后在不同的老化时间下取出试验样品,进行拉伸强度及拉断伸长率、体积电阻率、吸水率、介电常数和介质损耗角正切值、扫描电镜、热失重、傅里叶红外光谱等测试分析,并和硅橡胶绝缘子护套材料进行了对比。结果表明：脂环族环氧树脂和硅橡胶材料均受湿热环境的影响,拉伸强度、拉断伸长率和体积电阻率减小,介电常数、介质损耗角正切和饱和吸水率增大,热分解温度基本不发生变化。湿热环境对脂环族环氧树脂材料的拉伸强度影响较大,而对硅橡胶材料的拉断伸长率影响较大;湿热老化使得脂环族环氧树脂材料主要发生酯键水解,而硅橡胶材料的Si-O-Si主链发生了断裂。     

复合绝缘子高温硅橡胶老化现象分析及评估方法研究

复合绝缘子伞裙护套材料由高温硫化硅橡胶制造而成,硅橡胶在长期运行中的老化状态对于复合绝缘子的整体性能有着重要的影响。为了研究复合绝缘子伞裙护套材料在长期运行中的老化情况,文中对北方某地退出运行的复合绝缘子进行取样,选取典型复合绝缘子伞裙护套样品的表层和内部进行对比分析。通过傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱分析、X射线衍射分析、热失重分析等分析手段研究了高温硫化硅橡胶老化前后的有机官能团、元素比例和价态、微观形貌、微观结构等方面的变化,并采用统计学方法建立了高温硫化硅橡胶"有机成分"与其运行年限的定量关系。为复合绝缘子的寿命预测提供了一种可行的表征手段。     

绝缘油对复合绝缘子伞裙性能的影响及其变形原因分析

复合绝缘子在变电站涉油设备装配过程中可能因人为操作、密封性能不佳等原因,其伞裙会因接触绝缘油而出现变形.为进一步研究绝缘油对复合绝缘子伞裙的影响并分析其变形原因,采用绝缘油处理伞裙硅橡胶材料,分析了硅橡胶的体积变化、化学结构、憎水性、力学性能、电气性能.结果表明:绝缘油导致硅橡胶的体积变大,断裂伸长率、拉伸强度、撕裂强度、硬度减小,这与伞裙硅橡胶材料的物理溶胀有关.基于此,利用滴油装置及绝缘子模拟再现伞裙发生变形的过程,最终提出一种利用热处理恢复伞裙形变的方法.     

复合绝缘子用硅橡胶护套长时间老化特性及其影响因素

复合绝缘子护套由有机硅橡胶材料组成,由于其直接暴露在电场、紫外、水分等多种外部环境压力下,因此将不可避免地发生老化。抽取了运行年限在3～22 a的绝缘子共计371支,对护套材料的老化特性进行了分析。首先,利用肉眼检测,内外色差,硬度法,静态接触角法、斜面法,以及拉伸法测量了硅橡胶材料的宏观老化性能,同时利用压汞法(mercury intrusion method,MIP),红外分析(Fouriertransforminfrared spectroscopy,FTIR),以及X射线光电子能谱分析(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)对老化样品的内部微观结构,官能团组分以及原子组分进行了详尽的分析。分析结果表明,绝缘子在经过多年运行后,其浅层材料的阻燃剂含量减少,材料内部物理耦合破坏严重,材料孔隙率上升,造成材料的耐漏电起痕性能下降以及吸水性能上升;同时在紫外等老化因素的作用下,材料的颜料将迅速分解而褪色;此外热氧老化过程是硅橡胶护套机械性能下降的主要原因。     

HTV硅橡胶复合绝缘子伞裙的热老化特性分析

高温硫化（HTV）硅橡胶复合绝缘子作为架空输电线路的重要组成部分,其在长时间的户外运行中出现的异常发热状态会加剧伞裙的老化,严重时会威胁到输电线路的安全运行。通过对HTV硅橡胶复合绝缘伞裙样品进行480 h的人工热空气老化试验,对样品进行邵氏硬度、水接触角、红外光谱、微观形貌及沿面闪络电压等多项性能参数的测量,分析伞裙样品的热老化特性。研究结果表明,长时间的热老化作用,会加剧伞裙的硬化,降低材料的憎水性。随着热老化时间增加,伞裙样品的老化程度增加,沿面闪络电压先增加后减小。     

在役复合绝缘子伞裙材料老化研究

选取内蒙古电网不同输电线路多支在役复合绝缘子,利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、邵氏硬度计及拉伸试验机等仪器对各系列复合绝缘子高压侧伞裙材料性能进行表征分析。结果表明,随着运行年限的增加,绝缘子伞裙表面粗糙度基本呈逐渐增大趋势,而C元素质量分数和Si-CH3峰面积则随运行时间的增加不断下降;此外,硅橡胶材料的老化对伞裙硬度、拉伸强度及断裂伸长率同样具有显著影响。最后,基于各特征参量测试结果建立寿命预测模型,并初步制订复合绝缘子老化性能判断依据。     

基于微波透射法的硅橡胶老化检测试验分析

针对复合绝缘子伞裙及护套老化问题，提出基于微波透射法的硅橡胶材料老化检测方法。开展了硅橡胶人工加速老化试验，搭建了微波无损检测试验平台进行硅橡胶微波无损检测试验，分析了不同老化程度硅橡胶透射系数S₂₁的变化规律，并通过数值仿真揭示了微波透射法检测硅橡胶老化状态的机理。结果表明：硅橡胶老化后，由于介电特性的改变，透射系数S₂₁的幅值会发生改变，通过ΔS₂₁的大小可表征硅橡胶的老化程度。该研究对复合绝缘子老化状态检测具有重要意义。     

湿热环境下脂环族环氧树脂绝缘子和硅橡胶复合绝缘子芯棒-护套界面老化特性研究

脂环族环氧树脂绝缘子因其优异的电气性能和良好的芯棒-护套界面粘接能力,有效地解决了早期硅橡胶体系复合绝缘子的界面问题,有望广泛应用于输电线路上。目前缺少对环氧树脂复合绝缘子和硅橡胶复合绝缘子芯棒-护套界面吸水老化特性的对比研究。该文对比了脂环族环氧树脂材料和硅橡胶材料的吸水、脱水、透水和透湿特性,并进行了水扩散试验方法,结果表明脂环族环氧树脂绝缘子具有更好的芯棒-护套界面粘接和耐老化性能。该文同时研究了氢氧化铝(alumina trihydrate,ATH)填料对环氧树脂吸水渗水特性的影响,为绝缘子用脂环族环氧树脂配方中ATH粒径和添加量的确定提供了理论支持。     

海岛运行复合绝缘子伞裙力学性能及破损特征

海岛复合绝缘子运行在盐含量高、湿度高、日照辐射强烈的环境,其老化状态是令人关心的问题,开展复合绝缘子伞裙老化特征评价对于掌握硅橡胶老化状态十分重要。为此选取了在海南岛运行的39支不同电压等级、运行年限和生产厂家的复合绝缘子开展了伞裙力学性能和破损特征的测试评价,通过电子万能试验机测定了伞裙的拉伸强度和断裂伸长率,分析了运行不同年限绝缘子伞裙的力学性能特征及变化规律。结果表明:复合绝缘子不同部位伞裙的拉伸强度和断裂伸长率基本一致,不同部位处的差异不影响对伞裙力学性能的判别。外观破损伞裙与未破损伞裙力学性能存在明显的界限——破损阈值,破损拉伸强度阈值为4.4MPa,破损断裂伸长率阈值为1.1,伞裙力学性能低于破损阈值时易发生破损。随着运行年限增加,伞裙破损比例增加。随着伞裙断裂伸长率降低,伞裙拉伸强度开始变化不大,之后呈线性下降的趋势,在下降阶段伞裙容易破损。     

测量复合绝缘子伞裙老化状态的低场核磁共振传感器

随着复合绝缘子挂网运行时间的增加,复合绝缘子的老化日趋严重。为了方便快捷地检测复合绝缘子的老化程度,文中根据复合绝缘子伞裙护套的结构特点,设计了一种U型的便携式低场核磁共振传感器。测量样品为挂网运行不同时间的硅橡胶复合绝缘子,采用CPMG脉冲序列激励,得到样品的CPMG回波衰减数据。对CPMG回波衰减数据进行双指数函数拟合分析,得到硅橡胶伞裙材料的等效横向弛豫时间参数:t2,short和t2,long。实验结果表明,硅橡胶伞裙的t2,long参数与其老化程度有很好的对应关系,具体表现为随着绝缘子老化程度的加剧,横向弛豫时间t2,long逐渐减小。     

热老化对220kV硅橡胶电缆接头绝缘材料介电性能的影响

以220 kV硅橡胶电缆接头绝缘材料为研究对象,在175℃、225℃下进行加速热老化试验,并对不同热老化试样的相对介电常数、介质损耗因数及电气强度等进行测试,研究热老化对硅橡胶材料介电性能的影响。结果表明:热老化过程中硅橡胶试样的相对介电常数逐渐增大。受热老化对硅橡胶试样电导及松弛过程的影响,试样的低频损耗及松弛损耗随着老化温度的升高和老化时间的增加而逐渐增大,而高频损耗变化不明显,但均大于未老化试样。试样在热老化过程中随老化时间的延长,电气强度逐渐下降,老化后期绝缘性能劣化。     

RTV涂层厚度对修复老化复合绝缘子机械性能的影响

复合绝缘子的伞裙护套由于老化或机械应力,其表面会出现裂纹,使用室温硫化硅橡胶(RTV)进行修复是现场常用的方法。关于涂覆厚度的研究鲜有报道。文中以高温硫化硅橡胶(HTV)为底材,采用RTV对其裂纹进行修复,以模拟复合绝缘子表面涂覆RTV的情况。借助拉伸试验机,研究了不同裂纹形式下不同RTV涂覆厚度对其拉伸强度,拉断伸长率,弹性模量及硬度的影响。试验发现,由于存在应力集中现象,有裂纹试样的拉伸性能明显低于无裂纹试样。涂覆RTV涂层后,能够对材料的拉伸性能起到一定的修复作用,而且厚度越大,修复作用越明显。但厚度增大,双层介质硬度下降,硅橡胶韧性变大,对外界物体入侵的局部抵抗能力降低,影响复合绝缘子的机械性能,所以RTV涂层不宜过厚。     

500 kV变电站硅橡胶辅助伞裙老化特性分析及评估

为研究某500 kV变电站硅橡胶辅助伞裙粉化、脆化、塌陷甚至断裂脱落的原因,以此变电站的老化伞裙为研究对象,采用憎水性、机械性能测试,扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、红外光谱、热失重分析等多种技术进行理化特性分析和老化评估。结果表明,相比于新伞裙,老化伞裙的憎水性、机械性能已大幅度退化。硅橡胶在外界环境作用下发生复杂的物理化学变化,分子链断链并生成了大量强极性活性基团,同时有机组分流失,形成微孔洞结构,使硅橡胶伞裙性能下降。伞裙配方不够合理也可能是较快劣化、性能下降的原因。附近的水泥厂产生的碱性污秽富集在伞裙上,很可能加速了其老化。最后,针对该问题提出了处理措施以及运维建议,确保电网和设备的安全稳定运行。     

热老化对干式变压器环氧树脂介电性能的影响

根据常见的干式变压器环氧树脂配方,制作了环氧树脂试样,在100、130、160℃下进行热老化试验,测试试样的介电性能,研究介电常数及介质损耗随老化时间与老化温度的变化规律。结果表明:随着老化时间与温度的增加,试样在相同电场频率下的介电常数与介质损耗因数增大;随着老化时间的增加,试样的电气强度随着介质损耗因数的增加而降低,环氧树脂的绝缘性能降低。     

基于FTIR的110kV复合绝缘子硅橡胶伞裙老化性能分析

为研究110k V运行复合绝缘子硅橡胶伞裙的老化状态,采用傅里叶变换红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectrometer,FTIR)技术对来自同一厂家运行于3个不同地区的9支110k V复合绝缘子硅橡胶伞裙典型基团变化情况进行了研究。对比了不同部位、污区及运行年限硅橡胶伞裙中Si-O-Si主链及Si-CH3侧链反射率差异,结果显示导线侧伞裙、重污秽地区运行伞裙及运行年限较长伞裙的红外反射率较小,表明强电场、重污环境及长运行年限复合绝缘子硅橡胶伞裙老化较严重,硅橡胶伞裙老化状况随运行年限表现出缓慢增长-急剧增加-缓慢变化的趋势;同时运行年限对硅橡胶伞裙老化的作用相对最强,电场强度作用次之,而运行环境作用相对较弱,结合硅橡胶伞裙表面SEM测试结果对硅橡胶伞裙的老化差异进行了理论分析。     

基于FTIR的复合绝缘子硅橡胶伞裙在不同酸碱环境下老化性能分析

为研究不同酸碱环境对复合绝缘子硅橡胶伞裙老化性能的影响,采用傅里叶红外光谱(FTIR)对浸泡在不同酸碱溶液中的硅橡胶伞裙进行了研究。以典型基团的吸光度和峰面积作为主要判断依据,对比了在不同酸碱溶液中浸泡相同时间的硅橡胶伞裙差异,并结合憎水性和扫描电子显微镜(SEM)测试结果分析了不同酸碱环境下硅橡胶伞裙的老化状况。结果表明:在相同浸泡时间下,去离子水、NaCl、Na_2CO_3、HCl、H2SO4、HNO_3、NaOH溶液中硅橡胶伞裙的老化程度依次增大;NaOH溶液对硅橡胶伞裙的破坏是逐步的、不可逆的。     

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。     

东南沿海地区复合绝缘子用硅橡胶老化特性研究

为研究东南沿海高温高湿地区在线运行复合绝缘子硅橡胶伞裙的老化特性,从东南沿海地区选取不同老化时间和生产厂家的复合绝缘子,利用喷水分级法、表观硬度法测量其宏观特性,并通过衰减全反射红外光谱、热重分析研究其微观特性。结果表明:随着老化时间的增加,复合绝缘子伞裙的憎水性逐渐变差,但对于运行16年左右出现严重粉化的绝缘子,其憎水性又显著恢复;随着老化时间的增加,复合绝缘子伞裙的表观硬度增加,且不同生产厂家的配方对硬度的影响较大。红外光谱与热重分析结果表明,硅橡胶表面的硅氧键与硅碳键发生了断裂,侧链的甲基含量减少,同时与内层硅橡胶相比,表层硅橡胶中氢氧化铝的含量增加。以硅橡胶降解为主导致的宏观特性下降是东南沿海地区复合绝缘子老化的主要原因。     

去粉化对硅橡胶复合绝缘子性能的影响

运行在高海拔、强紫外、盐雾高湿等恶劣环境中的硅橡胶复合绝缘子表面会发生不同程度的粉化现象,影响绝缘子的运行性能.该文对在三种不同环境条件下老化10年以上的复合绝缘子伞裙粉化现象进行研究,分别测试了去除粉化层前后的憎水性、粗糙度、介电性能、微观形貌以及表面化学成分,分析去除粉化带来的性能变化.研究结果表明,去除粉化层后,...