高温硫化硅橡胶材料的运行特性及分析

对大量运行的高温硫化硅橡胶(HTV)绝缘子进行了憎水性试验、低温模拟试验、灰密对憎水性的影响以及耐漏电起痕及电蚀损试验,认为高温硫化硅橡胶因老化而引起的憎水性下降、机械强度下降及积污性能下降影响其长期工作的可靠性,所以评价复合硅橡胶的憎水性能除憎水性分级HC值外,还应重点突出评价憎水性的减弱(丧失)特性、憎水性的恢复特性及憎水性的迁移特性。低温模拟试验表明,低温下憎水性有一定程度的下降,应针对性地开发应用于低温地区的高温硫化硅橡胶,并制订新的判定准则。最后对硅橡胶材料老化试验方法进行了讨论,三种试验方法各有其特点,但在短时间内对长期运行性能进行评估,应进一步积累实验室经验,提出1000h盐雾法和5000h老化试验法污液盐度或流速的合理试验条件和现行标准中应规定的允许蚀损开裂数试验判据,从而达到用人工加速老化来准确评估绝缘于长期运行性能的目的。     

运行后的线路复合绝缘子表面憎水性研究

以运行后的110kV线路复合绝缘子为样本,采用喷雾法和接触角法,参照现行检验标准,对其表面进行憎水性研究,着重考察去离子水和无水乙醇清洗表面后在四个不同特性阶段下的憎水性状态。试验结果表明附着自然污秽的硅橡胶表面与无水乙醇清洗自然污秽后的硅橡胶表面表现出两种截然不同的憎水性能,HC分级值能比较准确反应有老化现象的硅橡胶表面憎水性能,而静态接触角值对其基本无参考意义。最后针对运行后的线路复合绝缘子憎水性测量,尝试给出一些建议。     

铁路隧道复合绝缘子运行特性分析

抽取了1支在铁路隧道内挂网运行的复合绝缘子,该绝缘子在运行时表面放电频繁,为了研究该绝缘子运行性能,在实验室进行了自然污闪电压、憎水性、材料拉伸强度、撕裂强度和硬度试验,利用离子色谱仪、电子扫描显微镜、X射线衍射分析、拉曼光谱对硅橡胶表面污秽进行分析,研究结果表明该绝缘子自然污闪电压较高,表面憎水性整体较差,憎水丧失及...     

基于泄漏电流和环境条件的超高压复合绝缘子在线监测与评估

因大气、污秽、局放等因素作用而造成运行中的硅橡胶复合绝缘子表面憎水性降低或丧失,将影响电网的运行可靠性。基于泄漏电流和煤粉严重污染环境的500 kV交流葛双一回线(当阳马店段)运行复合绝缘子的在线监测。分析研究随四季环境变量影响而变化的泄漏电流特征量数据,对复合绝缘子憎水性冬季下降夏季恢复的变化特性进行了分析。提出"动态"性能劣化的概念,指出其与季节性运行环境变量的关系,掌握运行中复合绝缘子憎水性暂时损失现象、以及憎水性迁移特性和恢复特性的运行特征,获得对运行复合绝缘子憎水性有效评估。     

复合绝缘子用硅橡胶材料表面动态接触角的研究

选用不同憎水性等级的硅橡胶材料作为试样,用接触角测量系统实时记录液滴在试样表面的动态变化过程,对动态接触角精确测量,考察动态接触角与憎水性等级的对应关系,以及表面粗糙度对动态接触角度的影响。试验结果表明前接触角只能在一定程度上表明憎水性的优劣,但却不能准确判断其处于何种憎水性等级;后接触角大小在HC1~HC4级范围内与憎水性等级存在较好的对应关系,但两者对应的临界值与国标GB/T 24622-2009中的推荐值有一定的差别;随着憎水性等级的增加,表面粗糙度将不断增大,其对动态接触角的影响较大,导致同一憎水性等级的动态接触角出现上下波动。     

低温处理下硅橡胶绝缘材料憎水性变化规律研究

为了研究低温环境对硅橡胶绝缘材料憎水性的影响,采用恒温试验箱对复合绝缘子用硅橡胶材料进行了低温冷冻处理。利用JC2000DM接触角测量仪测量了硅橡胶试品的静态接触角,得到了不同温度下、不同氢氧化铝含量硅橡胶材料的憎水性随时间变化的规律,并分析了硅橡胶憎水性变化的原因机理。实验结果表明:随着低温处理时间的延长,硅橡胶材料的静态接触角呈现出先增大后趋于稳定的特性,不同温度条件下硅橡胶材料憎水角趋于稳定所需的时间不同,温度越低,静态接触角增大到趋于稳定的时间越短;在同一低温处理下,氢氧化铝相对含量为110的硅橡胶的憎水角最小,氢氧化铝含量偏少或偏多都会引起憎水角增大。     

运行多年的液体硅橡胶套管老化特征及修复效果评估

1999年投运500 kV高压直流套管户外侧出现严重的粉化龟裂现象,该套管外绝缘护套采用液体硅橡胶(LSR),并于2015年采用RTV进行外绝缘修复。通过憎水性、憎水迁移性、拉伸强度和撕裂强度测试分析了复合套管伞裙的宏观老化特征;借助扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)等手段分析了套管伞裙老化的微观特征;同时对修复后的套管伞裙性能进行评估。研究发现,液体硅橡胶伞裙老化由外表面向内部逐渐发展,具有明显的粉化层和未粉化层,老化后伞裙的憎水性、憎水迁移性、拉伸强度和撕裂强度均有不同程度的下降。微观下老化伞裙出现不规则片状分层,表面粗糙不平,附着力大大降低;粉化层中聚二甲基硅氧烷(PDMS)侧链有机基团被氧化,交联形成更多Si-O-Si键,同时伴随着Ti O2和白炭黑填料的析出;由于老化过程中硅橡胶材料从有机向无机转变,粉化层中C元素和Si元素含量降低,O元素含量升高。研究表明,通过喷涂RTV修复老化的液体硅橡胶伞裙能够改善憎水性和憎水迁移性,但仍需定期监测修复套管的外观及憎水性变化。     

硅橡胶复合绝缘子耐低温性能研究

硅橡胶以其特有的化学稳定性,使其具有耐高低温性、憎水性、耐漏电起痕性和抗电蚀损性、电绝缘性等诸多优异性能,在输电线路中得到广泛应用。在运行中,绝缘子在低温下要承受较高的电压,保持绝缘子在低温状态下的机械稳定性是运行安全的必要保证。笔者主要研究在低温条件下硅橡胶复合绝缘子材料的机械强度、击穿强度、体积电阻率、耐漏电起痕及电蚀损性能和憎水性,探讨了输电线路用硅橡胶复合绝缘子材料的耐低温性能及其作用机理。实验结果表明:硅橡胶复合绝缘子材料具有优异的耐低温性能。     

运行复合绝缘子护套与芯棒界面蚀损问题探讨

针对南方电网500 k V某线复合绝缘子芯棒脆断和上海供电公司500 k V徐杨5123线,发现25号、38号、42号的复合绝缘子运行温度超标的情况,对其复合绝缘子进行了外观、憎水性、材料和机械等试验。试验结果表明,复合绝缘子憎水性良好,硅橡胶材料未见老化,但是护套出现破损或者外突,未出现破损的护套和芯棒之间的界面出现大面积蚀损,出现明显的吸红现象(品红溶液),而且该现象由高压向中间延伸。认为界面蚀损的起因之一是由于脱模剂渗出引起的界面缝隙,进而导致局部放电,生产中芯棒吸入的水分参与了电化学反应所致。     

一例超高压直流避雷器发热的分析

介绍了一例超高压直流输电工程的直流避雷器发热的分析和处理过程。提出了避雷器外套放电引起的发热典型红外和紫外测量图谱。结果表明:在污秽严重、酸雨严重和紫外强烈的运行环境下,在直流输电工程绝对电压高,电晕强烈的工况下,硅橡胶绝缘外套老化的速度可能远远超过在交流系统中老化速度,因此,对直流输电工程中的硅橡胶绝缘外套的憎水性试验周期不能根据交流系统中运行的经验,有必要予以缩短周期,加强憎水性和老化情况检查。建议对广东地区的直流输电工程中的硅橡胶绝缘护套的憎水性缩短测量周期。     

新型脂环族环氧树脂和硅橡胶材料性能对比研究

由于复合绝缘子出现鸟啄、异常发热、酥朽断裂等运行问题,研究人员尝试采用新型脂环族环氧树脂材料代替常用的硅橡胶.为了评估脂环族环氧树脂的综合性能,通过脂环族环氧树脂和硅橡胶的憎水性、憎水迁移性、耐漏电起痕、介电常数、介电损耗、平均断裂能量等试验数据对比研究了二者的运行性能.研究结果表明相比于硅橡胶材料,脂环族环氧树脂材料...     

基于复合绝缘子污闪模型的闪络特性分析

利用Obenaus模型对复合绝缘子的闪络特性进行分析,以现场运行年限不同的试品在不同喷水电导率下进行闪络试验,试验结果表明:同一试品闪络电压随着喷水电导率的增加呈指数规律下降,但憎水性差的试品变化规律不够明显。通过试验及模型计算,得出电弧总的阴阳极压降和憎水性存在一定关系,其数值大小随着憎水性能的减弱而减小。研究结果表明:憎水性是影响复合绝缘子闪络电压的主要因素,它是通过决定电弧总的阴阳极压降的大小来影响闪络电压的数值;闪络电压还受水带电导率的影响,电导率取决于绝缘子表面的积污程度。     

运行复合绝缘子憎水性测量方法探讨

针对运行复合绝缘子表面的憎水性特点,提出憎水性测量的新思路并分析了现有标准所规定测量方法的局限性.准确地进行运行复合绝缘子憎水性测量的前提条件是表面状态应该与运行时一致;由于表面粗糙度的影响会导致静态接触角法和动态接触角法在运行复合绝缘子表面测量结果重复性差;后接触角试验后的残留水量可以作为新测量方法进行深入研究;表面张力法不适合用在运行复合绝缘子表面;WC喷水分级法可实现运行复合绝缘子憎水性的在线测量,但进行在线测量时需要注意对憎水性的周期性数据变化的处理;表面粗糙度可作为憎水性测量客观判定依据;根据复合绝缘子表面电位和电场分布,给出了一种憎水性不均匀分布的算法.     

复合绝缘子憎水性检测与等级判断的研究

为有效地对复合绝缘子的老化进行诊断,以提高输电线路运行稳定性,针对当前国内外现有的憎水性检测和等级判断的技术仍处于不完善阶段,围绕复合绝缘子憎水性检测和等级的判断展开研究。以憎水性图像为研究对象,利用Haar小波进行去噪预处理,然后运用最大类间方差方法对其分割,生成后续憎水性判断研究所需的二值化的憎水性图像。针对憎水性图像表面水珠或水迹分布情况,发现了分形维数可表征其表面水珠或水迹分布复杂程度,提出了憎水性图像盒维数D、最大水珠盒维数d以及最大水珠盒维数比fd联合判据,将憎水性图像有效地分成了三类状态。实验结果表明,该新判据具有较高的分类正确率,可以定量对绝缘子憎水性等级进行分析,为绝缘子憎水性的研究提供新思路。     

复合绝缘线路避雷器运行情况的分析研究

复合绝缘具有重量轻、机械强度大的特点,采用复合绝缘的线路避雷器被广泛用于提高输电线路的耐雷水平,降低雷击跳闸率。然而,复合护套的硅橡胶材料长期运行于户外环境中,一旦材料特性不佳,将容易老化甚至造成其发生闪络。分析了一起运行10年的复合绝缘线路避雷器因外护套老化而发生沿面闪络的故障,经过交直流耐压及局放试验研究后,将故障避雷器进行了解体,并对外护套进行了理化实验、硬度试验、电镜试验、户外暴晒场试验。结果发现其故障原因是硅橡胶绝缘老化和硅橡胶同玻璃钢材料的界面结合不佳,造成憎水性消失和局部放电所致。通过分析,给出了复合绝缘线路避雷器的相关运行建议。     

合成绝缘子耐污性能的试验研究

用固体涂层法和盐雾法对硅橡胶护套、氟塑料护套、瓷护套合成绝缘子和标准型瓷绝缘子做人工污秽对比试验。两种试验结果相仿,但有差别。在盐雾试验中,更能显出合成绝缘子表面憎水性的作用。在实验室中,合成绝缘子有优异的耐污性能。但需要进行长期运行试验,来考验表面性能的耐久性。     

高压复合外套金属氧化物避雷器上污秽效应的模拟及试验

对硅橡胶外套金属氧化物避雷器上的污秽效应不容易试验或计算。事实上硅橡胶的天然憎水性限制了沿表面持续流动的大泄漏电流,因而不可能用新的避雷器进行试验,尤其是用采用涂污法时更为困难,因此,进行预处理是必要的。为了评估在重污秽条件下硅橡胶外套高压避雷器的性能,已进行了一些试验和计算。     

采用室温硫化硅橡胶伞套及伞裙涂层的绝缘子运行经验

<正> 标题所述的长棒形复合绝缘子在自然污秽现场,高压直流和交流带电运行了许多年.与其它复合材料(如乙丙烯橡胶)相比,其老化性能更优越,憎水性更好.这种提高,可能是由于在伞套表面形成小分子层,改进了表面憎水性,从而保持其表面以免进一步老化.在瓷套表面涂一层室温硫化硅橡胶也能起类似的作用.涂层虽然会增加附盐密度,但能减小泄漏电流,在同样污秽条件卜提高耐压水平.     

基于振荡水滴法和放电特性的复合绝缘子老化研究

长期可靠性是输配电网高压绝缘子最重要的性能指标之一。一般情况下，通过研究绝缘材料的憎水性、表面粗糙度、扫描电镜图像和及其相关的放电特性以评估复合绝缘子的老化性能。据此，本研究提出了一种基于水滴振荡周期的复合绝缘子老化评价方法——振荡水滴法(Oscillating Water Droplet, OWD)。首先，通过在不同老化程度的绝缘试样上进行了OWD试验，利用高速摄影机记录并分析了水滴与复合材料表面接触的全过程。其次，利用光学接触角仪研究其憎水性，得到了表面振荡水滴与接触角的关系，并使用光学轮廓仪进行表面粗糙度测试。该试验结果表明，随着老化程度与粗糙度增加，绝缘材料的表面憎水性降低。最后，介质沿面击穿试验的结果表明，随着老化时间增加，绝缘材料的介质沿面击穿电压降低，绝缘可靠性变差。本研究提出OWD法可以作为一种评估复合绝缘子憎水性的补充方法。     

复合绝缘子伞裙表面腐蚀特性的研究

复合绝缘子在挂网运行中,其伞裙材料除了会受到自然条件的影响,也会受到运行环境的影响,如化学酸、碱、盐等工业污染,这些将会导致复合绝缘子伞裙材料表面的腐蚀,降低了系统运行的可靠性。本文主要针对复合绝缘子伞裙表面的腐蚀特性进行研究。研究结果表明:在腐蚀介质浸泡下,复合绝缘子接触角和吸收峰面积随腐蚀时间和酸、碱性的增加而减小,泄漏电流随腐蚀时间和酸、碱性的增加而增大;酸碱性较盐溶液对复合绝缘子憎水性影响较大,且碱性溶液腐蚀性更强,憎水性丧失更为严重;