交流电晕对复合绝缘子硅橡胶伞裙憎水性的影响研究

随着复合绝缘子在电力系统的广泛应用,电晕放电对其长期运行性能的影响是一个值得关注的问题。通过构建针-板电极系统,以清洁硅橡胶试片、人工染污硅橡胶试片、运行绝缘子伞裙试样为对象,系统地研究了在强烈交流电晕作用下硅橡胶伞裙材料的憎水性丧失和恢复过程。研究结果表明:在交流电晕持续作用下,硅橡胶材料的憎水性会逐步丧失,而人工染污和自然积污状态下的硅橡胶憎水性丧失进程相对缓慢,且稳定后的静态接触角也较高,适量的污秽层有利于复合绝缘子硅橡胶伞裙抵御电晕老化。在电晕作用后,由于硅橡胶材料内憎水性小分子硅氧烷的迁移作用,无论是清洁还是积污状态,表面憎水性均能在短时间内恢复到接近初始状态。     

挂网运行复合绝缘子伞裙性能研究

针对复合绝缘子在各种环境因素和运行应力的作用下,其外绝缘材料高温硫化硅橡胶会随着运行时间的增加出现老化的问题,对4支运行后的复合绝缘子和1支新绝缘子的伞裙材料进行了硬度、憎水性、体积电阻率、表面电阻率和电气强度的测量,以及热重分析(thermogravimetric analysis,TGA)和扫描电子显微镜(scanning electon microscope,SEM)检测。试验结果表明,复合绝缘子在长期运行后,其伞裙硬度增加,憎水性和电气强度有所减弱,表面的有机聚合物含量变少,无机残留物的含量相对增加,硅橡胶在氮气气氛中的热稳定性高于空气气氛中的热稳定性,SEM结果显示,运行10年后伞裙表面孔洞直径多小于5μm,而运行15年以上者则出现大于10μm的孔洞。     

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。     

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。     

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。     

应用显微红外法的硅橡胶复合绝缘子伞裙老化深度研究

复合绝缘子在运行环境因素的综合作用下易发生老化并引发绝缘子性能劣化乃至失效,因此对绝缘子老化影响深度进行检测和评估非常必要。采用显微红外光谱技术,通过测量硅橡胶伞裙由表及里不同深度处的2960 cm-1甲基峰面积分布变化,发展了一种测量运行硅橡胶复合绝缘子老化深度的检测技术。系统讨论了显微红外光谱法的测试原理、扫描方式、边界效应影响等问题,并分别针对线扫描及面扫描模式提出了相应的老化深度计算方法。同时应用该方法测试了广东电网500kV输电线路抽检复合绝缘子低压端伞裙的老化深度,发现基本在50~85?m之间;还对500kV榕茅甲线断串复合绝缘子的故障部位伞裙的老化状态进行了研究,发现由于高压端放电现象严重,故障部位伞裙老化深度达105~141?m,为正常老化情况(35?m)的3~4倍。     

基于TSC测试的硅橡胶复合绝缘子伞裙材料老化特性研究

为利用热刺激电流(thermally stimulated current,TSC)测试手段对复合绝缘子老化特性进行评估,以现场运行复合绝缘子为研究对象,进行了TSC测试及憎水性等级喷水分级测试。初步探寻了伞裙位置、运行年限及环境污秽等级等因素对现场运行复合绝缘子伞裙材料TSC特性的影响规律。结果表明,绝缘子串上场强分布较高的位置、有较长运行年限及重污区的绝缘子,其伞裙材料的TSC曲线峰值较大,相应的陷阱电荷量也较大。对2种评估复合绝缘子伞裙材料老化的测试手段进行了对比分析,可知TSC测试结果能更加明显地区分复合绝缘子伞裙材料老化程度的不同,对于老化性能的评估更具优越性。     

强风区复合绝缘子伞裙撕裂研究

复合绝缘子相关技术的研究与进步推动了我国特高压输电线路的建设和发展,对复合绝缘子的制造工艺、材料、试验方法、老化问题、机械性能、脆断、伞裙结构等方面的研究一直是高电压绝缘领域的重点。复合绝缘子的伞裙破坏问题是强风灾害下出现的新问题,无相关研究成果见诸报道,在IEC和国家标准中尚未有针对性的条项。利用风洞试验和模拟仿真,揭示强风时流体与复合绝缘子伞裙作用过程,阐释复合绝缘子伞裙的破坏机制。研究发现,在风速高于35 m/s时,试验使用的复合绝缘子伞裙将发生高频大幅振动,导致伞裙根部发生严重的应力集中,在周期循环载荷作用下,伞裙根部长期处于应力疲劳状态,伞裙根部出现微裂纹,进而扩展为深度裂纹,贯穿伞裙根部最终导致伞裙撕裂问题。     

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.     

硅橡胶复合套管伞裙修复技术

通过分析硅橡胶伞裙材料的特性,介绍了硅橡胶复合套管伞裙修复技术,以保证硅橡胶复合套管具有良好的防污闪性能,确保电力设备和电网的安全可靠运行。     

硅橡胶增爬裙对绝缘子防污性能影响分析

用有限元法计算加装增爬裙时支柱绝缘子的等电位线和电势分布规律,并介绍了硅橡胶防污增爬裙的防污性能试验研究情况,分析了增爬裙安装数量以及安装位置对防污性能的影响.     

废旧复合绝缘子硅橡胶伞裙定值热解制备纳米二氧化硅的方法

由于优异的耐污特性,复合绝缘子在我国电网中应用广泛,但是随着复合绝缘子使用年限的增长,退役复合绝缘子中包含的大量难以自然降解的硅橡胶材料将对环境造成极大的压力.为此基于定值热解法,提出了一种绿色回收废旧复合绝缘子得到高经济价值产物的方法.首先收集了运行20a后自然退役的复合绝缘子伞裙材料,详细研究了硅橡胶材料的热解过程...     

复合绝缘子伞裙参数对直流污闪电压的影响

为研究伞裙结构对复合绝缘子污闪特性的影响规律,并给超特高压复合绝缘子的选型和设计提供参考,在1970 m实际高海拔条件下,以31种不同伞裙结构参数的复合绝缘子为试品,采用恒压升降法,在雾室中进行了大量的人工污秽试验研究。试验结果表明:复合绝缘子的伞伸出和伞间距的参数不同时,其爬电距离的大小和爬电距离的利用率不同,因此对污闪电压影响较大;随着伞伸出或伞间距的增大,复合绝缘子的直流污闪电压均存在最大值;伞间距的变化对一大一小复合绝缘子的污闪电压影响相对较大,大伞伞伸出的变化对一大两小复合绝缘子的污闪电压影响相对较大。     

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。     

复合绝缘子伞裙微观特性试验分析

复合绝缘子挂网运行数量逐年递增,与瓷或玻璃绝缘子相比较,硅橡胶材料伞套更易出现老化问题,以复合绝缘子伞套材料微观特性为切入点,从伞裙红外光谱、X射线光电子能谱(XPS)、热失重、EDS、SEM五个方面对试品伞裙进行微观特性分析。试验结果表明,该批次复合绝缘子氢氧化铝填料含量较少,白炭黑填料较多、填料颗粒度较大,且伞群表明存在填料析出现象。     

伞裙脆化位置对复合绝缘子电场强度分布的影响

为研究伞裙脆化位置对复合绝缘子电场强度的影响,建立了复合绝缘子伞裙不同位置的脆化模型,利用有限元对其电场强度和电位进行仿真分析。分析结果表明:伞裙脆化后金具处最大电场强度值比正常值大;高压端脆化部位的电场强度发生严重畸变,随着脆化位置向低压端靠近,脆化伞裙沿面电场强度先减小后缓慢增大;高压端脆化部位电位分布明显比正常值高,使单片绝缘子承受电压偏大,加速绝缘子老化,但越靠近低压端这种影响越不明显。提出通过改进伞裙和护套的材料配方(如采用白炭黑)来提高复合绝缘子抗污、抗脆化能力的建议。     

复合绝缘子伞裙护套材料耐冲击力学特性研究

鸟啄复合绝缘子为输电线路的安全运行带来了严重的隐患。为进一步理解材料特性与鸟啄损伤程度之间的关系,文中基于冲击动力学理论,对复合绝缘子的伞裙护套材料的耐冲击力学特性进行了研究。建立了包含材料弹性模量、密度、泊松比、鸟嘴形状系数等相关参数的复合绝缘子鸟啄冲击模型。模型根据鸟啄速度分为弹性变形、塑性变形与流体变形3个阶段,描述了复合绝缘子伞套材料的鸟啄深度与鸟啄速度之间的关系。设计了模拟鸟啄的人工冲击试验,以硅橡胶与脂环族环氧树脂两种伞套材料为例,对比了两种材料的耐冲击特性。结果发现,硅橡胶伞套材料随冲击高度的增加,经历了弹性变形至塑性变形阶段。鸟啄冲击模型可以很好的描述硅橡胶材料所受冲击速度与冲击深度之间的关系。脂环族环氧树脂材料的冲击过程同样存在弹性、塑性变形阶段,但最终以裂纹扩展断裂形式开裂,与鸟啄冲击模型中侵入深度逐渐增加最终贯穿的过程不符,因此不适合该模型。相较于硅橡胶材料,脂环族环氧树脂伞套材料具有更好的耐冲击力学特性,更能抵御鸟啄侵害。     

加装超大伞裙的复合绝缘子的应用研究

介绍了复合绝缘子加装超大伞裙防止鸟粪闪络的作用和原理,对其在设计使用中出现的问题进行了分析,并提出了相应的防范措施。最后,对加装超大伞裙复合绝缘子在新疆电网中防止鸟粪闪络和冰闪的情况作了简要介绍。