等离子体射流对染污高温硫化硅橡胶憎水特性的影响

为研究改善染污高温硫化硅橡胶(HTV)憎水性的方法,采用大气压下的介质阻挡放电(DBD)产生低温等离子体射流,对高岭土染污后的HTV试片表面进行处理。在不同处理时间、盐密及灰密情况下,测量了染污高温硫化硅橡胶表面的接触角,研究其随时间的变化情况。研究发现:染污高温硫化硅橡胶表面在经过较短时间的低温等离子体射流处理之后,其憎水性得到了明显改善,接触角100°;并且随着迁移时间的增加,其憎水迁移速度明显加快,迁移5 h后接触角即110°。在重污秽情况下,随着处理时间的增加,其憎水性也得到相应改善,但效果并不理想,接触角普遍35°。通过对照试验及扫描电镜(SEM)成像可以得到该现象产生的原因是射流等离子体与HTV相互作用,加速了HTV憎水迁移过程导致的。     

交直流电晕对高温硫化硅橡胶性能的影响

该文使用国际大电网会议CIGRE WG D1.14推荐的多针电极系统研究了交直流电晕对高温硫化硅橡胶性能的影响。通过分析试验中的放电功率、电晕前后硅橡胶的憎水性状态、表面电阻率、拉伸强度、拉断伸长率等性能,讨论了交直流电晕、直流正负极性电晕对硅橡胶性能影响的异同。结果表明:经过电晕处理,硅橡胶的上述性能均有所下降。就硅橡胶的憎水性状态和表面电阻率而言,交流电晕对硅橡胶的影响程度大于直流电晕的影响程度,直流负极性电晕的影响程度略大于直流正极性电晕的影响程度。硅橡胶的机械强度在电晕处理后有所下降,但交直流电晕处理后的硅橡胶的机械性能差异不明显。电晕场的空间电荷效应以及硅橡胶表面的电荷积累效应是导致不同电压类型的电晕对硅橡胶性能影响不同的原因;使用傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)和X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)分析方法研究了硅橡胶表面化学结构在电晕前后的变化,认为硅橡胶在电晕处理前后化学结构的变化,是造成硅橡胶性能的变化的直接原因。     

紫外辐射对高温硫化硅橡胶性能影响初探

高温硫化(HTV)硅橡胶凭其强憎水性、憎水迁移性和恢复性等优越性能,成为合成绝缘子外绝缘的首选材料。然而,与无机材料相比,高温硫化硅橡胶更易受环境影响而老化,因此通过氙灯辐照对高温硫化硅橡胶进行紫外加速老化试验。采用静态接触角法测量和评价硅橡胶材料的憎水性,同时进行了硬度以及扫描电子显微镜(SEM)测试,另外采用image-pro plus 6.0软件对SEM图片进行测试分析。试验结果表明:短时氙灯辐照对高温硫化硅橡胶表面憎水性影响不大,材料硬度有变大趋势,材料表面凹凸不平,粗糙度变大,并有填充物外露的趋势。随着辐照时间增加,欲析出颗粒数目逐渐增多,颗粒大小逐渐变大,总面积增加。     

环境湿度对硅橡胶材料憎水迁移性的影响

硅橡胶表面憎水性和其特有的憎水迁移特性,是硅橡胶复合绝缘子具有优异耐污闪能力的根本原因。环境湿度对硅橡胶材料的憎水迁移特性有较大影响,进而对复合绝缘子的污闪特性产生很大的影响,为此针对该问题开展了深入研究。利用饱和盐溶液法精确地控制小环境内的相对湿度,并采用静态接触角法测量污层表面的憎水性随迁移时间的变化过程。研究结果表明,在高湿环境下硅橡胶的憎水迁移特性显著变弱;对于IEC标准推荐的2种人工污秽,高岭土的吸湿能力强于硅藻土,环境湿度对表面惰性物质为高岭土时的憎水迁移特性影响较大;污秽中的可溶物质的吸湿性能也对硅橡胶材料的憎水迁移特性有很大影响,污秽中含有糖分和NaCl等盐类,会使硅橡胶的憎水迁移特性明显变差。     

氧化铁对复合绝缘子用高温硫化硅橡胶性能的影响

复合绝缘子的伞裙和护套是由高温硫化(HTV)硅橡胶制成的,其常用的红色着色剂为氧化铁(Fe2O3)粉体,属于无机物,在有机物硅橡胶中不易均匀分散。为探讨氧化铁对硅橡胶硫化性能的影响,采用不同氧化铁添加方式制备了含有不同用量氧化铁的硅橡胶试片,测定了试片的硫化曲线。然后通过热空气老化试验,结合试片的机械性能、电气性能和微观形貌测试结果,讨论了着色剂氧化铁在热空气环境中对硅橡胶试片性能的影响。试验结果表明:硫化过程中Fe+3和氧化铁表面的酸根离子消耗自由基,使硫化程度降低,因此氧化铁用量越多,试片刚性越差;将氧化铁预先制备成色母胶,在炼胶过程中添加,可以显著提高氧化铁粒子在试片中的分散性,进而在热空气环境中体现氧化铁耐热添加剂的作用,减缓试片因热氧老化造成的性能下降。     

电晕放电老化对高温硫化硅橡胶材料陷阱特性的影响

随着运行年限的增加,在役复合绝缘子的老化现象逐渐凸显,严重影响电力系统的安全。为此,首先针对在不同电晕强度(电压和时间)下老化后的高温硫化(HTV)硅橡胶试样,研究了材料表面陷阱特性、表面微观形貌(SEM)和元素特性(XPS)的变化规律,然后分析了不同年限的在役复合绝缘子伞裙材料的陷阱特性。研究表明,随着电晕电压或老化时间的增加,电子和空穴陷阱密度不断增加,最后趋向饱和水平。SEM和XPS分析结果表明,老化后材料表面出现大量孔洞等缺陷,强极性基团数量增加,分别作为物理和化学陷阱对陷阱特性产生影响。对于现场复合绝缘子伞套材料,其电子和空穴陷阱密度也呈现随运行时间增加而增长的类似规律,其中空穴陷阱密度规律性好,重复性强,有望成为一种评价复合绝缘子材料老化的新型定量表征参数。     

酸碱老化对硅橡胶复合绝缘子憎水性能的影响

采用溶液浸泡试验模拟不同环境条件下硅橡胶的老化过程,系统考察了表面憎水性随酸性或碱性溶液浸泡时间的变化规律。发现强酸性环境会导致硅橡胶表面接触角显著下降,硝酸较其他酸性物质具有更强的老化作用;而在碱性环境中,硅橡胶在pH值大于12时才会有较为明显的老化行为;酸碱老化的机理为主链Si—O键受到氢离子或氢氧根离子的进攻发生断裂而生成硅醇,强碱还可和补强剂白炭黑等反应生成孔洞,促进水的扩散。     

铁氧化物对室温硫化硅橡胶憎水迁移特性影响的试验研究

冶金工业在生产过程中排放的冶金污秽对室温硫化(room temperature vulcanized,RTV)硅橡胶的憎水迁移性有显著影响,可能会导致外绝缘耐污闪性能降低,有必要对冶金污秽条件下RTV的憎水迁移性进行研究.对表面涂覆了不同污秽度、不同铁氧化物含量污秽的RTV试片进行了憎水迁移性测试.结果显示试片的憎水迁...     

交直流电晕对高温硫化硅橡胶性能的影响EI北大核心CSCD

该文使用国际大电网会议CIGRE WG D1.14推荐的多针电极系统研究了交直流电晕对高温硫化硅橡胶性能的影响。通过分析试验中的放电功率、电晕前后硅橡胶的憎水性状态、表面电阻率、拉伸强度、拉断伸长率等性能,讨论了交直流电晕、直流正负极性电晕对硅橡胶性能影响的异同。结果表明:经过电晕处理,硅橡胶的上述性能均有所下降。就硅橡胶的憎水性状态和表面电阻率而言,交流电晕对硅橡胶的影响程度大于直流电晕的影响程度,直流负极性电晕的影响程度略大于直流正极性电晕的影响程度。硅橡胶的机械强度在电晕处理后有所下降,但交直流电晕处理后的硅橡胶的机械性能差异不明显。电晕场的空间电荷效应以及硅橡胶表面的电荷积累效应是导致不同电压类型的电晕对硅橡胶性能影响不同的原因;使用傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)和X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)分析方法研究了硅橡胶表面化学结构在电晕前后的变化,认为硅橡胶在电晕处理前后化学结构的变化,是造成硅橡胶性能的变化的直接原因。     

绝缘油对高温硫化硅橡胶电晕老化特性的影响

为了获取硅橡胶复合绝缘材料与油长期电晕老化等关键试验数据,研制长寿命、高可靠性的油浸式复合套管,对未吸油和吸油达到饱和的高温硫化硅橡胶进行电晕老化试验,研究不同老化程度下绝缘油对硅橡胶物理、化学以及电气性能的影响。首先,观察了不同老化阶段硅橡胶试样表面宏观形貌的变化,并采用扫描电镜对电晕老化后硅橡胶试样的表面微观形态进行分析;然后采用红外光谱仪分析了绝缘油渗入对硅橡胶电晕老化后内部化学结构的影响;最后通过试样表面的静态接触角和沿面闪络电压测试分析了绝缘油渗入对硅橡胶试样电晕老化后憎水性和沿面闪络特性的影响规律。结果表明:绝缘油的渗入会加速高温硫化硅橡胶的电晕老化过程,新生成的醛类和酸类化合物会加剧硅橡胶主链和侧链的断裂,使表面微观孔洞更加明显,导致憎水恢复性变差,闪络电压降低。     

高频电场对高温硫化硅橡胶介电性能的影响

为了研究复合绝缘子硅橡胶在高频电场下的老化机理,文中搭建了高频电老化试验平台,研究了高频电场对高温硫化硅橡胶老化后微观性能的影响,结果表明:高频电老化使硅橡胶表面出现孔洞和大量裂纹,部分填料分解、流失,羟基含量先降后增,但最终仍低于未老化试样,造成界面静态介电极化率降低,削弱了界面极化强度;热解第3阶段失重量随电老化时间增加,说明PDMS分子长链断裂,极性基团数目增加,偶极子极化率和极化强度增大;此外,硅橡胶介电常数和介电损耗随老化时间增大,并在144 h出现明显的介质损耗峰。通过修正Cole-Cole模型,将介电频谱曲线划分为3个驰豫过程和2个电导过程,其变化规律在SEM分析、红外光谱分析和TG分析中得到印证,并提出可用来定量评估硅橡胶高频电老化状态的参量—偶极子静态介电极化率。文中提出了一种新的人工加速老化方法,并探讨了其介电性能的变化趋势,从中提取新的老化状态评估参量,可为进一步探索高频电老化机理和老化效率提供理论参考。     

室温硫化硅橡胶绝缘纳米复合材料憎水特性分析

室温硫化硅橡胶(RTV-SR,简称RTV)在电气设备防污闪工作中起重要作用的原因在于其优异的憎水性和憎水迁移性,为研究污秽成分和环境因素对RTV憎水特性影响,分析了静态接触角测量影响因素。用恒定湿热试验箱和紫外老化箱模拟不同外界环境,对污秽成分、环境温度、相对湿度、迁移时间和紫外辐照时间与RTV憎水特性的关系进行了定量对比试验,借助接触角影像测试仪、扫描电镜(SEM)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)仪对其影响机理进行了分析。结果表明,温度、盐密和灰密对RTV憎水迁移性有明显的影响,相对湿度和灰成分影响RTV憎水迁移速度及稳定后的静态接触角,长时间紫外预处理能加快RTV憎水迁移速度。研究结果可作为分析硅橡胶材料憎水性、憎水性迁移特性的参考,同时也为外绝缘材料憎水性试验标准的制定提供了试验依据。     

紫外辐射对室温硫化硅橡胶性能的影响

选择目前市场上使用量较大的4种室温硫化硅橡胶(RTV)涂料,分别涂覆在瓷片表面制成试品,进行紫外加速老化试验,在老化过程中对其静态接触角、傅里叶红外光谱、表面微观形貌、耐漏电起痕与蚀损能力进行测量。结果表明:随着紫外辐射时间的增加,RTV试品的静态接触角总体呈先增大后减小的趋势,在紫外辐射400～766 h后,相当于实际太阳光照射4.2～8.0年,4种样品的静态接触角均不符合电力标准DL/T627—2012要求;紫外老化后,RTV的甲基、羟基含量明显降低,RTV表面粗糙度增大,表明在紫外老化过程中RTV发生了交联反应和氧化反应;紫外辐射前后,RTV的耐漏电起痕与蚀损能力变化不大,均能达到1A4.5级的要求。     

UV-A辐射对外绝缘用液态硅橡胶和高温硫化硅橡胶的影响及其机理

在强紫外环境下,外绝缘用硅橡胶材料(高温硫化(HTV)硅橡胶和液态硅橡胶(LSR))的老化将会威胁输电线路的安全运行。为研究UV-A紫外辐射对二者的影响,该文对UV-A辐射老化后的HTV硅橡胶和LSR进行X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶红外光谱(FTIR)等微观结构,以及耐热特性、机电特性和交联密度等宏观性能的测试。研究发现,1000h UV-A老化后,HTV硅橡胶表面碳元素含量减少13.4%,氧元素含量增加10.0%,甲基含量、热稳定性和力学强度下降。但是,LSR表面碳元素含量增加5.8%,氧元素含量下降7.6%,Si(—O)4结构减少,甲基含量增加65.7%,热稳定性增加。分析结果表明,UV-A老化中二者的差异主要是由交联结构、ATH含量,以及含氢硅油造成。最后,基于提出的LSR在UV-A老化过程中发生的提氢反应,建议通过减少含氢硅油的含量和增加生胶的分子量提高LSR的耐UV-A老化性能。该文可为理解外绝缘用硅橡胶材料的紫外老化特性提供支撑,也可用于指导高海拔地区的外绝缘材料选型。     

室温硫化与温硫化硅橡胶在交流电晕下憎水特性的比较

为了研究交流电晕对室温硫化（room temperature vulcanization,RTV）和高温硫化（high temperature vul—canization,HTV）硅橡胶憎水性丧失和恢复的影响,基于硅橡胶电晕测试系统在相同的温度、湿度和场强下对同样厚度的RTV和HTV硅橡胶进行了电晕,测量l『不同电压...     

白炭黑含量对硅橡胶结构和憎水恢复性影响

憎水恢复性是硅橡胶的基本特性,白炭黑作为补强剂是复合绝缘子硅橡胶的基本原料。为研究白炭黑含量对硅橡胶结构和憎水恢复性的影响,炼制了不同含量白炭黑的硅橡胶试样,并对试样进行了正电子寿命谱测试,结果表明,白炭黑含量的增多,使得τ_3增加而I_3与I_4均下降,其原因是白炭黑含量的增多使得硅橡胶中物理交联点变多,同时也使得白炭黑颗粒更容易团聚,导致更多的正电子在白炭黑中湮没。对试样进行Ar等离子体老化5min,测量其憎水恢复速度,结果表明白炭黑含量的增加会使硅橡胶憎水恢复速度下降,白炭黑加入过多会影响硅橡胶憎水恢复性能,导致使用寿命变短。     

硅橡胶中的LMW含量及其对憎水迁移性的影响

硅橡胶绝缘材料良好的憎水性，使其在电力系统中得到了广泛的应用，现已证明ＬＭＷ（ｌｏｗｍｏｌｅｃｕｌａｒｗｅｉｇｈｔ轻重量分子）是使硅橡胶绝缘在污秽污染下仍保持憎水性的主要原因。因此，一定量的ＬＭＷ是硅橡胶绝缘在表面电晕或污秽条件下，仍能保持具有一定憎水性的关键因素，利用ＣＨ２Ｃｌ２提取ＬＭＷ技术，探讨了ＲＴＶ（ｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｖｕｌｃａｎｉｚｉｎｇ室温硫化）和ＨＴＶ（ｈｉｇｈ ｔｅｍ     

硫化条件对硅橡胶绝缘材料性能的影响(摘要)

本文讨论了硫化温度与时间对硅橡胶绝缘材料性能的影响。硫化温度与时间变化,硫化胶的抗张强度,“真抗张强度”均发生非线性变化,这与相应的硫化胶的表征交联密度Vr的非线性变化是一致的。     

氢氧化铝含量对硅橡胶结构及憎水恢复性的影响

氢氧化铝(ATH)作为阻燃剂是复合绝缘子硅橡胶的基本原料。为研究ATH含量对硅橡胶结构和憎水恢复性的影响,炼制ATH质量分数分别为40%、45%、50%和55%的硅橡胶试样,对试样进行正电子寿命谱、邵氏硬度测试,及5 min Ar等离子体老化实验。结果表明:ATH质量分数从40%增加到55%时,次长寿命强度I3从7.8%下降到6.1%,而最长寿命强度I4从24.8%锐减至18.6%。随ATH质量分数增加,硅橡胶中2种自由体积的尺寸基本不变;但ATH颗粒容易发生团聚,这些颗粒占据了分子链运动空间,限制了大分子链的运动,使得大尺寸自由体积数量减少,特别是使大尺寸孔洞的数量锐减。邵氏硬度随ATH质量分数增大而变大,说明样品由弹性体朝无机体转变。经相同等离子体处理时间后,硅橡胶憎水恢复速度随ATH质量分数增加而减慢,结合正电子湮没寿命结果可知,ATH的加入限制了体系内硅橡胶分子链的运动,自由体积数量减少,使得小分子输送通道变少。