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硅橡膠復(fù)合絕緣子特點(diǎn)有哪些
來源:貝智特網(wǎng)絡(luò)
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作者:db168cn
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發(fā)布時間: 2015-04-13
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硅橡膠復(fù)合絕緣子又叫硅橡膠合成絕緣子，作為瓷質(zhì)絕緣子的更新?lián)Q代產(chǎn)品，可以提高污閃電壓，最大限度的降低線路運(yùn)行維護(hù)工作量和停電時司，提高供電可靠性，目前已在我國進(jìn)入全面工業(yè)性應(yīng)用階段，目前入網(wǎng)量已達(dá)40萬支以上。除污穢區(qū)外，它還應(yīng)得到更廣泛的應(yīng)用，大大地減輕輸電線路的維護(hù)工作量，提高勞動生產(chǎn)率。
硅橡膠復(fù)合絕緣子的特點(diǎn)
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硅橡膠材料的特性
1、耐熱和耐寒性 由于硅橡膠的鍵能高、化學(xué)穩(wěn)定性好，所以其耐熱性比有機(jī)聚合物的好。再者，由于分子間相互作用力弱，所以玻璃化溫度低，耐寒性也好。因此，在地球上的任何地區(qū)使用，其特性都不會變化
2、防水性 由于聚硅氧烷的表面為甲基基團(tuán)，所以它具有疏水性，因而可用于防水。
3、電性能 硅橡膠分子中的碳原子數(shù)比有機(jī)聚合物的少，所以其抗電弧性、耐漏電性非常好。加之，即便燃燒也會形成絕緣的硅，所以其電絕緣性優(yōu)異。
4、耐天候性 由于硅氧烷鍵能比紫外線能大，所以不容易產(chǎn)生因紫外線導(dǎo)致的老化。在耐臭氧性加速老化試驗(yàn)中，有機(jī)聚合物在數(shù)秒至數(shù)小時時間內(nèi)就會因老化而產(chǎn)生龜裂，而硅橡膠即使老化4周后只是強(qiáng)度稍有下降，并沒有產(chǎn)生龜裂，即它的耐臭氧性好。酸雨是PH值約5.6的離子混合液。硅橡膠具有優(yōu)良的抗化學(xué)藥品性，雖然將硅橡膠放在酸雨之類的混合液中也可能有不同的變化，但恐怕影響不大。
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硅橡膠復(fù)合絕緣子的主要參數(shù)
額定電壓（kV)： 10,35,66,110,220
結(jié)構(gòu)高度（mm）： 415±15,610±15,650±15,870±15,940±15,1180±15,1240±15,2150±30,2240±30
金具連接標(biāo)記： 16,20
絕緣水平/1min工頻耐受電壓（有效值，kV)： 50,95,185,300,540
爬電距離（mm）： 400,810,1450,1900,2700,3150,2700,5100,6300
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硅橡膠復(fù)合絕緣子的技術(shù)發(fā)展趨勢
壓接強(qiáng)度控制
目前，線路用硅橡膠復(fù)合絕緣子的最高機(jī)械強(qiáng)度均可達(dá)到550千牛強(qiáng)度等級，其機(jī)械裕度均可達(dá)1.4～1.5，甚至更高。復(fù)合絕緣子的制造技術(shù)成熟，工藝簡單，芯棒強(qiáng)度、金具強(qiáng)度和壓接強(qiáng)度的配合設(shè)計(jì)已較合理。按照現(xiàn)有的技術(shù)認(rèn)識和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，復(fù)合絕緣子的壓接強(qiáng)度控制在(1.5～1.6)額定機(jī)構(gòu)負(fù)荷，鋼腳破壞強(qiáng)度控制在(1.4～1.5)額定機(jī)構(gòu)負(fù)荷，應(yīng)是較為合理的。但目前國內(nèi)企業(yè)對壓接式結(jié)構(gòu)的復(fù)合絕緣子長期承受彎曲、扭轉(zhuǎn)的機(jī)械性能研究并不充分，對高噸位壓接式復(fù)合絕緣子的機(jī)械可靠性方面缺乏系統(tǒng)、深入地研究，這也不利于運(yùn)行管理部門準(zhǔn)確、快速掌握輸變電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和使用特性。 傘型設(shè)計(jì) 復(fù)合絕緣子由于脫模上的困難，其傘裙直徑難以同盤形懸式瓷、玻璃絕緣子的盤徑大小一致，因此，早期復(fù)合絕緣子傘裙盤徑和傘間距設(shè)計(jì)相比進(jìn)行大量研究后，所確定的傘裙設(shè)計(jì)原則的盤形懸式瓷、玻璃絕緣子不大合理。當(dāng)在長期高濕度大氣條件下運(yùn)行時，若復(fù)合絕緣子憎水性出現(xiàn)部分喪失或完全喪失時，易發(fā)生傘裙間飛弧短接而導(dǎo)致閃絡(luò)事故，嚴(yán)重地威脅電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。目前，對于輸電線路用復(fù)合絕緣子，其傘裙形狀較以往有了大幅改進(jìn)，基本上以“大小傘”、“三傘結(jié)構(gòu)五傘組合”和“兩大兩中”三種傘型為主，傘徑達(dá)到200毫米，傘間距達(dá)到了140毫米;對于各類空心復(fù)合絕緣子，要防止較為密集的傘裙結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)易在大雨或暴雨下雨水連成鏈狀，引起雨閃。因此，復(fù)合絕緣子傘裙形狀的優(yōu)化設(shè)計(jì)仍是一個需要系統(tǒng)研究的重點(diǎn)。 界面和密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 界面和密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是復(fù)合空心絕緣子設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，畢竟復(fù)合空心絕緣子的運(yùn)行時間不長、數(shù)量不多，其很多關(guān)鍵性技術(shù)未經(jīng)過運(yùn)行環(huán)境長期考驗(yàn)，特別是端部附件、玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂管與傘套三者的界面，若處理不當(dāng)，將會影響復(fù)合空心絕緣子的安全運(yùn)行。近年來，由于密封質(zhì)量下降導(dǎo)致套管出現(xiàn)事故的也很多，大多是端部附件澆裝界面的硅填充物(RTV密封膠)不密實(shí)，或由于溫差變化出現(xiàn)裂紋導(dǎo)致水分滲入，或者母線、開關(guān)、斷路器等在自身重力、覆冰、風(fēng)力的作用下，產(chǎn)生垂直于復(fù)合空心絕緣子軸向的拉力，引起端部連接界面裂縫擴(kuò)大，進(jìn)而漏油或漏氣，引發(fā)嚴(yán)重事故。 復(fù)合空心絕緣子的芯體是玻璃纖維浸環(huán)氧樹脂高溫纏繞的，它同時承受機(jī)械應(yīng)力、電應(yīng)力、六氟化硫及其分解物的化學(xué)作用，大氣中的水分可能由于設(shè)計(jì)缺陷、質(zhì)量缺陷等進(jìn)入內(nèi)部，使玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂管發(fā)生劣化。并且，玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂管的膨脹系數(shù)接近于零，而鋁合金的膨脹系數(shù)為0.26×10-6，兩者相差盡管很小，但氣體無孔不入，為了保證產(chǎn)品在戶外長期運(yùn)行的可靠性與安全性，設(shè)計(jì)和制造時要能保證端部附件、玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂管和護(hù)套的界面聯(lián)接和密封可靠。 關(guān)鍵參數(shù)控制 為降低劣化率，提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性，除加強(qiáng)生產(chǎn)管理和質(zhì)量控制外，增加檢驗(yàn)手段，提高技術(shù)參數(shù)也是剔除缺陷產(chǎn)品的一種有效途徑。如對復(fù)合絕緣子關(guān)鍵是對壓接過程的控制。現(xiàn)在已要求壓接過程必須采用聲發(fā)射探測法并配有其他有效的質(zhì)量控制手段逐個檢測，杜絕發(fā)生端部連接過壓和欠壓問題。要求復(fù)合絕緣子破壞負(fù)荷的平均值減去3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差大于額定機(jī)械負(fù)荷。對于高噸位產(chǎn)品，還要求進(jìn)行1.2SML持續(xù)24小時的機(jī)械拉伸負(fù)荷試驗(yàn)。芯棒的水?dāng)U散試驗(yàn)由早期規(guī)定的1毫安提高至小于0.3毫安。另外，對于不同電壓等級的護(hù)套厚度進(jìn)行了提高，芯棒要求逐個進(jìn)行燈光透視檢查，應(yīng)能通過雷電沖擊耐受電壓試驗(yàn)和耐應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)及機(jī)械拉伸破壞負(fù)荷對比試驗(yàn)，傘裙護(hù)套材料的要求相比以往大大提高等。這些都是國內(nèi)外首次進(jìn)行的研究。
硅橡膠復(fù)合絕緣子的特點(diǎn)
●耐污性能優(yōu)異。污閃電壓是瓷絕緣子的2-3倍，因此，本產(chǎn)品特別適用于污穢區(qū)。
●不需清掃維護(hù)。硅橡膠材料所特有的憎水遷 移性，使得積污后的絕緣子仍具有優(yōu)異的憎水性和極高的污閃電壓，特別適用于運(yùn)行維護(hù)困難的線路。
●不需檢測零值。內(nèi)外絕緣距離相等，屬不可擊穿型結(jié)構(gòu)，不需進(jìn)行零值檢測。
●重量輕。僅為瓷絕緣子串重量的1/7-1/10，運(yùn)輸安裝極為方便，因此，特別適用于運(yùn)輸條件困難的地區(qū)及故障線路的快速搶修。
●彈性好、不易碎。硅橡膠材料即使在-60℃時仍具有良好的彈性，因此幾乎沒有運(yùn)輸安裝破損的問題。
1、耐熱和耐寒性 由于硅橡膠的鍵能高、化學(xué)穩(wěn)定性好，所以其耐熱性比有機(jī)聚合物的好。再者，由于分子間相互作用力弱，所以玻璃化溫度低，耐寒性也好。因此，在地球上的任何地區(qū)使用，其特性都不會變化
2、防水性 由于聚硅氧烷的表面為甲基基團(tuán)，所以它具有疏水性，因而可用于防水。
3、電性能 硅橡膠分子中的碳原子數(shù)比有機(jī)聚合物的少，所以其抗電弧性、耐漏電性非常好。加之，即便燃燒也會形成絕緣的硅，所以其電絕緣性優(yōu)異。
4、耐天候性 由于硅氧烷鍵能比紫外線能大，所以不容易產(chǎn)生因紫外線導(dǎo)致的老化。在耐臭氧性加速老化試驗(yàn)中，有機(jī)聚合物在數(shù)秒至數(shù)小時時間內(nèi)就會因老化而產(chǎn)生龜裂，而硅橡膠即使老化4周后只是強(qiáng)度稍有下降，并沒有產(chǎn)生龜裂，即它的耐臭氧性好。酸雨是PH值約5.6的離子混合液。硅橡膠具有優(yōu)良的抗化學(xué)藥品性，雖然將硅橡膠放在酸雨之類的混合液中也可能有不同的變化，但恐怕影響不大。
額定電壓（kV)： 10,35,66,110,220
結(jié)構(gòu)高度（mm）： 415±15,610±15,650±15,870±15,940±15,1180±15,1240±15,2150±30,2240±30
金具連接標(biāo)記： 16,20
絕緣水平/1min工頻耐受電壓（有效值，kV)： 50,95,185,300,540
爬電距離（mm）： 400,810,1450,1900,2700,3150,2700,5100,6300
壓接強(qiáng)度控制
目前，線路用硅橡膠復(fù)合絕緣子的最高機(jī)械強(qiáng)度均可達(dá)到550千牛強(qiáng)度等級，其機(jī)械裕度均可達(dá)1.4～1.5，甚至更高。復(fù)合絕緣子的制造技術(shù)成熟，工藝簡單，芯棒強(qiáng)度、金具強(qiáng)度和壓接強(qiáng)度的配合設(shè)計(jì)已較合理。按照現(xiàn)有的技術(shù)認(rèn)識和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，復(fù)合絕緣子的壓接強(qiáng)度控制在(1.5～1.6)額定機(jī)構(gòu)負(fù)荷，鋼腳破壞強(qiáng)度控制在(1.4～1.5)額定機(jī)構(gòu)負(fù)荷，應(yīng)是較為合理的。但目前國內(nèi)企業(yè)對壓接式結(jié)構(gòu)的復(fù)合絕緣子長期承受彎曲、扭轉(zhuǎn)的機(jī)械性能研究并不充分，對高噸位壓接式復(fù)合絕緣子的機(jī)械可靠性方面缺乏系統(tǒng)、深入地研究，這也不利于運(yùn)行管理部門準(zhǔn)確、快速掌握輸變電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和使用特性。 傘型設(shè)計(jì) 復(fù)合絕緣子由于脫模上的困難，其傘裙直徑難以同盤形懸式瓷、玻璃絕緣子的盤徑大小一致，因此，早期復(fù)合絕緣子傘裙盤徑和傘間距設(shè)計(jì)相比進(jìn)行大量研究后，所確定的傘裙設(shè)計(jì)原則的盤形懸式瓷、玻璃絕緣子不大合理。當(dāng)在長期高濕度大氣條件下運(yùn)行時，若復(fù)合絕緣子憎水性出現(xiàn)部分喪失或完全喪失時，易發(fā)生傘裙間飛弧短接而導(dǎo)致閃絡(luò)事故，嚴(yán)重地威脅電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。目前，對于輸電線路用復(fù)合絕緣子，其傘裙形狀較以往有了大幅改進(jìn)，基本上以“大小傘”、“三傘結(jié)構(gòu)五傘組合”和“兩大兩中”三種傘型為主，傘徑達(dá)到200毫米，傘間距達(dá)到了140毫米;對于各類空心復(fù)合絕緣子，要防止較為密集的傘裙結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)易在大雨或暴雨下雨水連成鏈狀，引起雨閃。因此，復(fù)合絕緣子傘裙形狀的優(yōu)化設(shè)計(jì)仍是一個需要系統(tǒng)研究的重點(diǎn)。 界面和密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 界面和密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是復(fù)合空心絕緣子設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，畢竟復(fù)合空心絕緣子的運(yùn)行時間不長、數(shù)量不多，其很多關(guān)鍵性技術(shù)未經(jīng)過運(yùn)行環(huán)境長期考驗(yàn)，特別是端部附件、玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂管與傘套三者的界面，若處理不當(dāng)，將會影響復(fù)合空心絕緣子的安全運(yùn)行。近年來，由于密封質(zhì)量下降導(dǎo)致套管出現(xiàn)事故的也很多，大多是端部附件澆裝界面的硅填充物(RTV密封膠)不密實(shí)，或由于溫差變化出現(xiàn)裂紋導(dǎo)致水分滲入，或者母線、開關(guān)、斷路器等在自身重力、覆冰、風(fēng)力的作用下，產(chǎn)生垂直于復(fù)合空心絕緣子軸向的拉力，引起端部連接界面裂縫擴(kuò)大，進(jìn)而漏油或漏氣，引發(fā)嚴(yán)重事故。 復(fù)合空心絕緣子的芯體是玻璃纖維浸環(huán)氧樹脂高溫纏繞的，它同時承受機(jī)械應(yīng)力、電應(yīng)力、六氟化硫及其分解物的化學(xué)作用，大氣中的水分可能由于設(shè)計(jì)缺陷、質(zhì)量缺陷等進(jìn)入內(nèi)部，使玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂管發(fā)生劣化。并且，玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂管的膨脹系數(shù)接近于零，而鋁合金的膨脹系數(shù)為0.26×10-6，兩者相差盡管很小，但氣體無孔不入，為了保證產(chǎn)品在戶外長期運(yùn)行的可靠性與安全性，設(shè)計(jì)和制造時要能保證端部附件、玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂管和護(hù)套的界面聯(lián)接和密封可靠。 關(guān)鍵參數(shù)控制 為降低劣化率，提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性，除加強(qiáng)生產(chǎn)管理和質(zhì)量控制外，增加檢驗(yàn)手段，提高技術(shù)參數(shù)也是剔除缺陷產(chǎn)品的一種有效途徑。如對復(fù)合絕緣子關(guān)鍵是對壓接過程的控制。現(xiàn)在已要求壓接過程必須采用聲發(fā)射探測法并配有其他有效的質(zhì)量控制手段逐個檢測，杜絕發(fā)生端部連接過壓和欠壓問題。要求復(fù)合絕緣子破壞負(fù)荷的平均值減去3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差大于額定機(jī)械負(fù)荷。對于高噸位產(chǎn)品，還要求進(jìn)行1.2SML持續(xù)24小時的機(jī)械拉伸負(fù)荷試驗(yàn)。芯棒的水?dāng)U散試驗(yàn)由早期規(guī)定的1毫安提高至小于0.3毫安。另外，對于不同電壓等級的護(hù)套厚度進(jìn)行了提高，芯棒要求逐個進(jìn)行燈光透視檢查，應(yīng)能通過雷電沖擊耐受電壓試驗(yàn)和耐應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)及機(jī)械拉伸破壞負(fù)荷對比試驗(yàn)，傘裙護(hù)套材料的要求相比以往大大提高等。這些都是國內(nèi)外首次進(jìn)行的研究。
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