复合绝缘子用硅橡胶材料的配方设计与老化性能评估

复合绝缘子用硅橡胶材料的配方设计与老化性能评估

赵彦华

长园高能电气股份有限公司

摘要：复合绝缘子在目前的社会实践中有着比较广泛的应用，且其在电力系统的应用实践中发挥着巨大作用，所以强调复合绝缘子的质量意义显著。对现阶段的复合绝缘子生产进行分析，其会经历设计、制造等多个环节，而各个环节中存在的问题会影响最终成品的质量。结合复合绝缘子的具体使用做分析，在持续利用的过程中，其会发生老化现象，而这种老树属于正常老化。在材料运用不合理或者是材料搭配科学性差的情况下，复合绝缘子的老化会呈现非正常趋势。为了强调复合绝缘子的高质量生产与安全应用，讨论硅橡胶材料基础上的复合绝缘子生产配方设计，并对其老化性能评估做讨论，这于实践有突出指导意义。

关键词：复合绝缘子；硅橡胶材料；配方设计；老化性能；评估

对复合绝缘子的生产进行分析，硅橡胶材料是目前生产复合绝缘子过程中采用的主要材料，这种材料与其他的橡胶材料进行比较，显著的特点是憎水性丧失之后能够在一定条件下获得恢复，即硅橡胶材料具备比较优异的憎水性恢复与迁移特性，这种特性使得硅橡胶材料能够在高压复合绝缘子伞套的制作与应用中发挥重要价值。对复合绝缘子的运行做分析可知其会在电场、光照、淋雨、污秽等条件下出现性能下降等问题。为了保证复合绝缘子在实际应用中的性能稳定，需要保证复合绝缘子制作材料具有良好的电气性能、机械性能以及理化性能。为了满足这些条件，需要对硅橡胶材料的配方设计进行分析。对硅橡胶材料的配方设计与老化性能评估做讨论，需要执行如下工作。

一、配方筛选试验

结合目前的实践做分析，要新设计或者是改变复合绝缘子的配方，一般会利用人工加速老化试验方法来对配方进行筛选，同时也会对老化性能进行评估。结合目前的实践，在配方筛选试验组织实施的过程中，主要使用的方法如下。

首先是1000h盐雾试验法。这种方法是昨早被写入国际标准的老化试验方法[1]。就该种方法的具体实施来看，其基本操作是在盐雾条件下对绝缘子进行1000h电压，然后对绝缘子的烧蚀和放电情况进行分析。就这种试验方法的利用来看，其主要证实的是绝缘子憎水性丧失以后的起痕抵抗力。这种方法在复合绝缘子的早期开发阶段利用比较普遍。在目前的情况下，此种方法能够很好的反映绝缘子硅橡胶材料在恶劣条件下的放电现象。

其次是斜面法试验。此种试验相比于1000h盐雾试验更加苛刻，但是利用该试验可以迅速的对硅橡胶材料的耐漏电起痕与电蚀损性能进行评估。为了有效提升硅橡胶材料的抗起痕能力与电蚀损能力，不少企业在实践中会采用氢氧化铝填料，不过填料过多会使硅橡胶材料的憎水性能下降。

再次是轮转法。对这种方法的研究也比较的早[2]。其主要指的是在绝缘子间隔性的污染和施加电压的情况下来对绝缘子的耐漏电起痕能力测试。对轮转法的具体使用做分析，其能够有效的规避1000h盐雾试验中试品表面盐的堆积情况。就1000h盐雾和轮转法的对比分析来看，二者均有比较好的可重复性。需要注意的是这两种方法没有考虑复合绝缘子本身的憎水性恢复特性。

最后是其他试验。除了上述的试验外，绝缘子的配方筛选和老化评估还会使用2000h湿热空气老化试验、电晕加速老化试验、5000h多因素老化试验等。就这些试验方法的利用来看，其就能够对复合绝缘子硅橡胶材料的配方进行筛选，而且能够对复合绝缘子的老化情况做出评估，其中5000h多因素老化试验方法更加全面的模拟了绝缘子的现场运行条件。

二、型式试验和抽样试验

型式试验和抽样试验主要集中在制造阶段。当硅橡胶材料的配方与工艺获得确定之后，为了检验配方的合理性以及各项性能的稳定性，制造企业需要对硅橡胶材料的型式做抽样试验。当新产品市值定型或者是正常生产的产品改变原有的材料配方以及工艺的时候，需要按照相关的要求进行型式试验[3]。在试验的过程中，只要有一项指标不合格，那么试验的最终结果便是不合格。就抽样实验来讲，其主要是为了检查制造工艺和原材料质量的稳定性。就硅橡胶材料而言需要对其进行批次检验，而且同批原料同一工艺方法生产的材料需要确定为一批。在每一批的生产中，数量不能超过500kg。在抽样检测工作的具体实施中，试验的项目如下表所示。

型式试验和抽样试验的项目指标

三、运行阶段的抽检试验

为了对负荷绝缘子的使用性能等做更加全面、准确的判断，还需要在运行阶段开展抽检试验[4]。对试验的结果进行记录，并对试验的数据做综合性分析，这样可以获得想要的结果。通过大量的试验数据进行分析可知，对复合绝缘子的使用寿命产生显著影响的关键要素是硅橡胶材料的老化性能。在运行的过程中，复合绝缘子的伞套材料会受到温度、污秽、潮湿以及局部放电，或者是高场强联合作用，所以伞套材料的性能会出现暂时性或者是长期性的下降。不同批次产品的配方、原材料或者是生产工艺方面存在的差异对硅橡胶老化性能的影响比较显著。

硅橡胶材料的老化是一个比较漫长的过程，其在微观上的具体表现是硅橡胶材料内部各种化学键在光、热、电以及机械等作用力的影响下发生断裂、重组，最终使硅橡胶材料的质量发生明显的变化

[5]。从宏观上进行分析，材料的老化主要表现为材料变硬、变脆、开裂以及憎水性下降。结合目前的大量试验作分析，可以在现场实施简易的硅橡胶材料运行性能评估，以此来对其老化性能做出判断。

结束语：

综上所述，复合绝缘子在目前的电力系统中发挥着重要的作用，其在持续应用的情况下受各种因素的影响会出现老化情况，准确评价复合绝缘子的老化情况，这对于复合绝缘子应用过程中的安全控制有积极意义。文章分析复合绝缘子硅橡胶材料配方设计工作中的具体工作要点，同时思考老化性能评估实践中的相关措施，最终的目的是要指导当前的实践工作，从而促进工作实效进步。

参考文献：

[1]张志劲,张翼,蒋兴良,等.自然环境不同年限复合绝缘子硅橡胶材料老化特性表征方法研究[J].电工技术学报,2020,35(6):9.

[2]张志劲,梁田,李晨,等.持续低温环境对复合绝缘子硅橡胶材料介电特性的影响[J].电网技术,2021,45(12):8.

[3]余长厅,黎大健,陈梁远,等.评估硅橡胶复合绝缘子老化的磁共振新方法[J].电工技术,2020(1):4.

[4]周军,方泳皓,邓禹,等.东南沿海地区复合绝缘子用硅橡胶老化特性研究[J]. 绝缘材料,2020,53(3):8.

[5]彭静,刘云蔚,危鹏,等.硬质复合绝缘子用伞套材料憎水性研究[J].电工技术学报,2021,036(0z1):14-21.