提高真空灭弧室沿面耐压强度的软包硅橡胶方法

通过对硅橡胶配方、硫化工艺、粘接工艺的研究,找出了硅橡胶与陶瓷和金属粘接的最佳配方,研究出了提高硅橡胶与金属和陶瓷粘接强度的最佳工艺,将该项技术应用于真空灭弧室后,大大提高了真空灭弧室沿面短时(1min)工频耐受电压和雷电冲击耐受电压强度。     

以硅橡胶为基的户外合成绝缘子伞盘材料的研究

本文叙述和讨论了以下三方面的实验研究结果:硅橡胶的主要添加剂Al(OH)_3及数种氧化物对耐漏电起痕性能的影响,耐蚀损试验在配方选择中的重要性及硅橡胶优良的耐气候老化性。说明硅橡胶是一种优良的户外绝缘子伞盘材料。     

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.     

带电清洗剂对绝缘子用硅橡胶的溶胀效应及其影响研究

复合支柱绝缘绝缘子由于具有优异的防污性能,在直流换流站得到了广泛应用,但其在空间电荷和静电效应下积污严重而存在大面积污闪风险。为了评估复合支柱绝缘子带电绝缘清洗的可行性,对硅橡胶在新型绝缘清洗下的溶胀特性及其对硅橡胶的电气性能、力学性能以及憎水性的影响开展了试验分析。研究结果表明:硅橡胶溶胀随着溶胀时间的增加溶胀指数和直径增长率持续增大,浸泡时间20 min时圆形硅橡胶试样的直径增长率为4.7%、溶胀指数为6.8%。硅橡胶的复介电常数、复电容、介质损耗因素随着频率、溶胀指数增大而减小;在10-2~103Hz频域范围内硅橡胶溶胀不会造成介电性能下降。硅橡胶溶胀对憎水性和憎水迁移性无明显影响,干燥洁净硅橡胶溶胀前后接触角θ平均值在92°~98°范围内浮动,人工积污并经过憎水迁移后θ平均值在119°~128°范围内浮动。硅橡胶在发生溶胀后其力学性能小幅度下降,溶胀20 min的其断裂拉伸强度下降2%。试验结果表明硅橡胶在清洗剂中溶胀度受浸润时间影响较大,溶胀效应对憎水性、电气和力学性能影响较小,可通过采用易挥发配方或强对流措施控制清洗剂残留对硅橡胶的影响。     

复合硅橡胶材料的运行特性及分析

分别对室温硫化硅橡胶(RTV)和高温硫化硅橡胶(HTV)的运行特性进行了试验分析,认为因老化而引起的憎水性下降、机械强度下降、积污性能下降以及材料劣化均影响着其长期工作的可靠性,需改进并完善配方,以满足运行对其要求。最后对硅橡胶材料的老化试验方法进行了讨论。     

热硫化型硅橡胶

<正> 硅橡胶在汽车、家用电器、建筑、医疗、食品、原子能发电及宇航零件等方面有着广泛的用途。为适应多方面的需要,硅橡胶的品种在不断增多,它们的性能也随聚合物品种、配方组成及硫化状况不同而有很大差别。本文就硅橡胶的种类、最近技术上的进展等情况作一综述。     

外绝缘硅橡胶材料硬化褪色现象分析及机理研究

以新疆地区的复合绝缘子样品为例,对硅橡胶材料的硬化、褪色现象开展研究,测量了硅橡胶材料的活化能、交联密度、傅里叶变换红外光谱吸收峰等参数,并利用数学方法建立了硬度、颜色与这些参数的定量关系。结果表明:高温硫化硅橡胶材料的硬化褪色现象是由物理交联密度上升导致的。硅橡胶体系中的填料与硅氧烷分子的吸附、结合作用,导致硅橡胶体系整体物理交联密度的上升,材料表观活化能增大,从而使硅橡胶表现出硬化、褪色现象。     

纳米氧化铝对硅橡胶空间电荷特性的影响

为研究硅橡胶的空间电荷特性,开展了纳米氧化铝对硅橡胶空间电荷行为影响的试验研究。通过制备纳米氧化铝(Al2O3)改性液体硅橡胶,利用电声脉冲法(pulse electro-acoustic method,PEA法)测量了纳米氧化铝质量份数对硅橡胶空间电荷特性的影响规律。根据空间电荷消散过程计算了不同纳米氧化铝质量份数硅橡胶的陷阱深度,并分析了空间电荷对硅橡胶性能的影响机理。试验结果表明随着纳米氧化铝质量份数的提高,相同外加场强下,硅橡胶试品的空间电荷积聚量增加,撤压后消散也更为迅速,迁移率随纳米氧化铝质量份数的提高而增大,陷阱深度则随之逐渐减小。分析认为,空间电荷特性随着纳米氧化铝质量份数的增加而呈现变化归因于纳米界面效应导致的陷阱能级分裂,浅陷阱密度增大,从而使得硅橡胶中空间电荷积聚量减少,消散更为迅速。     

水分侵入对现场老化硅橡胶性能影响的研究

硅橡胶复合绝缘子在高湿环境中长期运行后表面会发生粉化现象。为研究水分侵入对已自然老化的硅橡胶性能的影响，本文以在南方沿海某地运行超10年的复合绝缘子伞裙为研究对象，对去除粉化层的硅橡胶样品开展去离子水浸泡试验，研究水分侵入样品后硅橡胶的质量和理化特性的变化，探讨水分侵入对硅橡胶二次粉化现象的影响。结果表明：去除粉化层后的硅橡胶伞裙样品在去离子水浸泡后可产生新的粉化层，其微观形貌和理化特性与自然形成的粉化层相似；通过改变试验的水温，明确了水分是已老化硅橡胶表面再次发生粉化现象的主要因素，且高温可加速粉化层的产生。     

以内部温度为判据的硅橡胶平板表面稳态温度计算模型与试验分析

为了通过内置温度传感器实现复合绝缘子护套表面放电的检测,以硅橡胶平板为研究对象建立热路模型,实现以内部温度为判据的硅橡胶平板上表面温度的间接计算.首先依据传热学理论对硅橡胶平板建立热路模型,考虑到外界大气对流过程中非线性因素的影响,引入空气对流指数n对模型进行修正,并提出对流换热系数h的求解方法;然后模拟硅橡胶平板表面的发热情况开展温升试验,测量硅橡胶平板表面和内侧的温度数据,并将上表面的测量值与模型计算值进行比较.结果表明:采用本研究提出的计算模型,以内部温度为数据计算得到硅橡胶平板表面稳态温度的相对误差在10％以内,满足精度要求.     

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。     

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。     

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。     

加成型液体硅橡胶补强玻璃纤维软管的研究

以乙烯基硅油为基体、气相法白炭黑为补强填料、含氢硅油为交联剂、铂络合物为催化剂、羟基硅油为白炭黑表面改性剂制备了加成型液体硅橡胶。通过扫描电子显微镜观察白炭黑在液体硅橡胶中的分布,采用电子万能试验机测试硅橡胶的力学性能。结果表明:添加2.2份羟基硅油对白炭黑进行表面处理后,液体硅橡胶的拉伸强度达到2.2 MPa,撕裂强度为8.17 k N/m。制造玻璃纤维绝缘软管的液体硅橡胶的最佳配方为:乙烯基硅油(m3000cs∶m1000cs=7∶3)用量100份,白炭黑用量10份,含氢硅油用量7份,铂催化剂0.2份,羟基硅油2.2份。将补强后的液体硅橡胶涂布在玻璃纤维软管上,能够满足玻璃纤维软管的性能要求。     

硅橡胶绝缘裂纹缺陷的等离子体修复研究

为研究等离子体技术在电力设备绝缘缺陷修复方面的应用效果，本文开展了电缆终端硅橡胶绝缘裂纹缺陷的等离子体修复研究。在硅橡胶绝缘试样表面人工模拟划痕缺陷，以正硅酸乙酯为前驱物，氩气作为载气，通过等离子体射流平台对硅橡胶绝缘表面划痕开展修复实验，研究了等离子体处理时间对附件绝缘缺陷修复效果的影响，测量了等离子体修复前后绝缘样品的体积电阻率和沿面闪络电压。同时采用多针电极对修复前后的绝缘样品开展电晕老化实验，并对老化前后的样品表面特性进行了测量。结果表明：等离子体修复可以有效提高硅橡胶绝缘表面缺陷处的闪络电压和体积电阻率，当修复时间为4 min时，缺陷附近的绝缘特性接近完好试样；电晕老化导致绝缘分子链断裂，使绝缘缺陷处的电气性能进一步下降；经过等离子体修复后的绝缘样品，其体积电阻率、闪络电压和击穿场强在电晕老化后仍高于未修复的缺陷试样，表明等离子体修复硅橡胶绝缘样品的抗电晕老化效果较好。     

交流电晕对超疏水及普通硅橡胶憎水性的影响

复合绝缘子优异的防污闪性能主要得益于硅橡胶材料表面的憎水性及其迁移特性。在近几年有关表面和界面的研究中,超疏水材料以其优异的超级憎水性和自清洁特性引起了电力行业研究人员广泛的关注。静态接触角大于150°,滚动角小于10°的材料表面被称之为超疏水表面。以往的研究表明,电晕放电是造成硅橡胶表面憎水性下降乃至丧失的主要因素之一。文中以自制的2种超疏水表面硅橡胶和1种普通表面硅橡胶为研究对象,开展了交流电晕对其憎水性及憎水恢复特性的影响研究。考虑到电晕后硅橡胶表面的滚动角会大于90°,文中用接触角滞后取代滚动角表征表面的自清洁能力。试验结果表明:普通硅橡胶表面的静态接触角和接触角滞后分别是113.2°和11.7°,而模板法制备的2种具有微观表面结构的硅橡胶的静态接触角均大于150°,接触角滞后均小于3°,具有良好的超疏水特性及自清洁特性;在电晕处理硅橡胶表面后及电晕后恢复的过程中,普通表面硅橡胶的憎水性及自清洁特性都明显不如超疏水表面硅橡胶;而对于两种超疏水表面,封闭式结构μc表面的憎水性及其恢复特性要优于开放式结构μ_o表面。     

核电站电缆用耐辐照无卤低烟阻燃绝缘材料的研制

在合理选用基体材料、阻燃剂、活性剂、防老剂等配合材料的基础上,采用正交试验的方法研究了苯基硅橡胶和三元乙丙橡胶（PVMQ—EPDM）掺混比、氢氧化镁用量和白炭黑用量对材料力学性能、阻燃性能、电绝缘性能和耐辐照性能的影响规律,确定了耐辐照无卤阻燃苯基硅橡胶．三元乙丙橡胶共混绝缘材料的配方。该绝缘材料具有高阻燃性能、抗辐照性能,同时具有良好的机械性能,可适用于核电站电缆绝缘材料等要求耐辐照和无卤阻燃的场合。     

宁夏地区运行复合绝缘子自然老化特性及其影响因素分析

复合绝缘子的老化特性常通过实验室加速老化试验获得,但该方法很难模拟实际多样的复杂环境,且加速老化与自然老化的等效性有待进一步验证.本研究选取宁夏地区不同运行年限和运行环境的153支在运复合绝缘子开展多项试验,从硅橡胶材料理化特性、绝缘子电气特性和力学特性3个方面研究其自然老化规律.结果表明:运行年限、污秽度及污秽成分是影响硅橡胶材料老化的主要因素,化工污秽会加速材料老化;相同运行年限下,绝缘子电气和力学性能的劣化程度较硅橡胶材料理化特性的劣化程度低,在重污秽区运行超过15年的绝缘子芯棒还能保持较好的性能,芯棒与护套、芯棒与金具的交接处分别是绝缘子电气和力学性能的薄弱点;厂家配方和工艺是影响绝缘子自然老化的重要因素,低质量批次绝缘子可能出现集聚性性能退化.在复合绝缘子运维抽检中应重点关注重污秽区或化工污秽区运行年限长的绝缘子,并注意对同厂家批次出现性能集聚退化的在运复合绝缘子进行补充抽检.     

基于微波透射法的复合绝缘子硅橡胶老化状态检测方法

该文提出了基于微波透射法的复合绝缘子硅橡胶老化检测数值模拟方法，开展了硅橡胶材料微波检测试验，验证了数值模拟方法的有效性；根据老化规律定义了硅橡胶不同老化状态，通过矩形波导固定扫频检测，分析了透射系数S₂₁幅值的变化规律，确定了最佳检测参数；采用波导移动扫描方法，研究了微波对硅橡胶局部老化程度和位置的检测效果；通过实际10 kV复合绝缘子局部老化微波无损检测，进一步验证了该方法的有效性。研究结果表明：硅橡胶不同老化状态下，S₂₁幅值有明显差异；当提离距离为6 mm、检测频率为4.17 GHz时，通过ΔS₂₁幅值大小及幅值变化区域可有效识别硅橡胶的老化程度和位置。该研究对于复合绝缘子老化状态的无损检测具有重要意义。     

转轮法试验中硅橡胶合成绝缘子损坏现象的研究

转轮法即将成为IEC合成绝缘子正式标准中的试验方法。为研究转轮法对硅橡胶合成绝缘子的筛选能力,以及不同试品参数对试验结果的影响,中对不同成分配方、不同伞型的硅橡胶合成绝缘子进行了交流电压下的转轮法试验,并分析了试验中试品失效的原因,试验结果表明,转轮法对试品的材料性能和设计缺陷都有一定的筛选能力,并能在一定程度上重现合成绝缘子的现场运行情况。此外,试品伞型对试验结果也有一定的影响。