湿热环境下复合绝缘子HTV硅橡胶 伞裙的吸湿特性研究

由于长期运行在湿热的气候环境下,近年来我国南方地区复合绝缘子异常发热、击穿断裂等故障时有发生,严重威胁了电网的安全稳定运行。为了描述湿热环境下复合绝缘子高温硫化(high temperature vulcanization,HTV)硅橡胶伞裙的吸湿行为,首先对复合绝缘子HTV硅橡胶伞裙开展湿热老化实验,然后利用扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)分析样品的微观形貌,基于称重法得到不同温度下硅橡胶的吸湿率随时间变化规律,利用Fick扩散模型对实验数据进行拟合,并与运行老化伞裙进行对比,分析HTV硅橡胶的吸湿特性。结果表明:HTV硅橡胶的吸湿过程符合基于随机热运动的Fick扩散模型。随着湿热老化时间的增加,HTV硅橡胶表面微观形貌逐渐劣化,出现孔洞等缺陷,并进一步提升了材料的吸湿率与扩散系数。环境温度的提升能够促进HTV硅橡胶的吸湿进程,在硅橡胶的生产、储存和运输过程中可适当降低环境温度,抑制材料的吸湿,提高复合绝缘子的质量。     

自然老化对复合绝缘子绝缘材料老化的影响研究

复合绝缘子自然老化状态评估对于提升电网可靠性，保证电网安全运行具有重要作用。为此笔者采用两种自然老化的复合悬式绝缘子，研究评估了电场老化对绝缘子绝缘材料(EPDM和HTV SIR)的影响，研究所采用的绝缘子已在沿海输电网上使用了十余年，运行过程中主要暴露在海上盐雾、风吹土壤沉积物和太阳紫外线辐射等环境中。采用了目视检查、润湿性检查、红外光谱、扫描电镜和EDX分析的方法来评估绝缘子老化状况。结果表明绝缘子在带电运行过程中，由自然老化导致的形态和材料退化仅限于复合材料表面的上表面层，EPDM、HTV SIR材料的耐漏电起痕性均不受老化的影响。试验结果显示EPDM材料的表面劣化程度比HTV SIR材料更严重，自然老化条件下的EPDM表面为亲水性，去除污秽后其疏水性得到改善；HTV SIR表面疏水性仅略微降低，去除污秽前后疏水性不变；光谱分析结果表明老化应力主要引起材料结构变化，导致材料性质发生劣化。     

复合绝缘子HTV硅橡胶伞套的湿热老化特性研究

由于长期运行在湿热的气候环境下,近年来我国南方地区复合绝缘子异常发热、击穿断裂等故障时有发生,严重威胁了电网的安全稳定运行。为了研究复合绝缘子硅橡胶伞套的湿热老化特性,首先对高温硫化(High Temperature Vulcanization,HTV)硅橡胶进行湿热老化实验,然后利用扫描电镜、红外光谱、热重分析、介电谱和热刺激电流测试等分析手段对湿热老化和运行老化样品进行微观分析,结果表明:湿热的联合作用能够显著加速HTV硅橡胶的老化进程,随着湿热老化时间的增加,样品的表面微观形貌、化学基团、热解性能、介电性能和陷阱性能均逐渐劣化,其中,硅氧主链与硅碳侧链红外吸收峰高、热解剩余质量、介电参数和陷阱参数可作为硅橡胶的老化特征参量,评估其老化状态; HTV硅橡胶在湿热老化过程中主要发生PDMS分解,湿热老化26天样品的PDMS的劣化程度与运行老化10年的伞裙接近;烘干后样品的介电参数显著降低,表明水分入侵对其介电性能具有重要影响,湿热老化充分考虑了这一因素,相比于其他老化方式更加全面合理。     

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。     

一起重金属粉尘地区复合绝缘子闪络故障分析

分析了一起重金属粉尘地区复合绝缘子闪络故障的原因。对故障杆塔及其相邻塔绝缘子进行实验室检测,开展了电气、机械、材料、污秽成分等多项试验,分析认为事故的主要原因是重金属粉尘环境中复合绝缘子表面受潮时易产生局部放电,绝缘子耐电弧能力不足导致硅橡胶材料加速老化,运行不到两年即出现伞裙烧蚀穿洞、护套大面积蚀损等问题,防污闪性能丧失,在雨水天气下发生闪络。针对此次复合绝缘子闪络故障原因,提出如下建议:加强对重金属粉尘污染源地区挂网复合绝缘子的巡视力度;对于重金属粉尘污染源地区建议慎用复合绝缘子,可采用玻璃或瓷绝缘子并喷涂RTV涂料、增大绝缘配置;增加重金属粉尘污染源地区运行线路污秽监测布点数量。     

染污情况下硅橡胶表面直流电弧特性研究

复合绝缘子的硅橡胶表面在防污闪方面具有优越的性能,但是污秽硅橡胶表面的闪络特性以及机理尚未达到共识。为了研究污秽硅橡胶表面局部电弧的特性,以硅橡胶三角平板模型为研究对象,对其在高压直流电场中的电弧特性进行了研究。研究发现:染污硅橡胶表面局部电弧的伏安特性呈现下降型的趋势,其电弧常数A值为65.7,更接近于空气电离下A=60~80的情况;染污硅橡胶表面局部电弧产生机制与瓷、玻璃表面有本质上的差异,其在较大程度上可能是由空气电离产生;电弧长度不同时,电弧的场强分布及其E-I特性有差异;硅橡胶材质表面电弧特性会因憎水迁移性的变化而发生明显改变,需关注绝缘子表面憎水性迁移情况,从而更准确地指导防污闪措施的实施。     

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。     

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...     

基于傅立叶变换红外光谱测试的硅橡胶老化分析

分别对高温硫化硅橡胶(HTV)和液体硅橡胶(LSR)未老化样品,盐雾老化1 000 h、2 000 h,紫外老化1 000 h、2 000 h试样进行傅里叶变换红外光谱(FTIR)测试,通过特征峰峰值以及特征峰面积的变化来分析不同老化条件对HTV及LSR主链以及侧链的影响,推测其憎水性、机械以及电气性能的变化。实验表明,盐雾以及紫外老化均会引起HTV主链Si-O-Si和侧链Si-CH3、Si-(CH3)2的减少,且增加老化时间会引起化学键持续断裂,这表明盐雾和紫外老化会使HTV憎水性降低,机械以及电气性能也会发生不同程度的改变,而-OH的变化没有明显的规律。盐雾以及紫外老化会使LSR侧链Si-CH3有微弱的下降,会引起LSR的憎水性降低,而其他官能团几乎未发生改变。     

热缩套管与硅橡胶材料对母排绝缘处理效果研究

热缩套管和硅橡胶材料是常用绝缘材料,广泛用于母排绝缘处理。为了研究热缩套管和硅橡胶材料对母排绝缘处理的效果,考察了用热缩套管和硅橡胶对母排处理后的击穿电压、盐雾污秽闪络电压和泄漏电流。试验结果表明,在相同厚度下,硅橡胶材料的绝缘效果明显优于热缩套管。