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硅橡膠復合絕緣子特點有哪些
來源:貝智特網絡
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作者:db168cn
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發布時間: 2015-04-13
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硅橡膠復合絕緣子又叫硅橡膠合成絕緣子，作為瓷質絕緣子的更新換代產品，可以提高污閃電壓，最大限度的降低線路運行維護工作量和停電時司，提高供電可靠性，目前已在我國進入全面工業性應用階段，目前入網量已達40萬支以上。除污穢區外，它還應得到更廣泛的應用，大大地減輕輸電線路的維護工作量，提高勞動生產率。
硅橡膠復合絕緣子的特點
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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、化學穩定性好，所以其耐熱性比有機聚合物的好。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，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比有機聚合物的少，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，所以不容易產生因紫外線導致的老化。在耐臭氧性加速老化試驗中，有機聚合物在數秒至數小時時間內就會因老化而產生龜裂，而硅橡膠即使老化4周后只是強度稍有下降，并沒有產生龜裂，即它的耐臭氧性好。酸雨是PH值約5.6的離子混合液。硅橡膠具有優良的抗化學藥品性，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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硅橡膠復合絕緣子的主要參數
額定電壓（kV)： 10,35,66,110,220
結構高度（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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硅橡膠復合絕緣子的技術發展趨勢
壓接強度控制
目前，線路用硅橡膠復合絕緣子的最高機械強度均可達到550千牛強度等級，其機械裕度均可達1.4～1.5，甚至更高。復合絕緣子的制造技術成熟，工藝簡單，芯棒強度、金具強度和壓接強度的配合設計已較合理。按照現有的技術認識和運行經驗，復合絕緣子的壓接強度控制在(1.5～1.6)額定機構負荷，鋼腳破壞強度控制在(1.4～1.5)額定機構負荷，應是較為合理的。但目前國內企業對壓接式結構的復合絕緣子長期承受彎曲、扭轉的機械性能研究并不充分，對高噸位壓接式復合絕緣子的機械可靠性方面缺乏系統、深入地研究，這也不利于運行管理部門準確、快速掌握輸變電設備的運行狀態和使用特性。 傘型設計 復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，早期復合絕緣子傘裙盤徑和傘間距設計相比進行大量研究后，所確定的傘裙設計原則的盤形懸式瓷、玻璃絕緣子不大合理。當在長期高濕度大氣條件下運行時，若復合絕緣子憎水性出現部分喪失或完全喪失時，易發生傘裙間飛弧短接而導致閃絡事故，嚴重地威脅電網安全可靠運行。目前，對于輸電線路用復合絕緣子，其傘裙形狀較以往有了大幅改進，基本上以“大小傘”、“三傘結構五傘組合”和“兩大兩中”三種傘型為主，傘徑達到200毫米，傘間距達到了140毫米;對于各類空心復合絕緣子，要防止較為密集的傘裙結構設計易在大雨或暴雨下雨水連成鏈狀，引起雨閃。因此，復合絕緣子傘裙形狀的優化設計仍是一個需要系統研究的重點。 界面和密封結構設計 界面和密封結構設計是復合空心絕緣子設計的關鍵，畢竟復合空心絕緣子的運行時間不長、數量不多，其很多關鍵性技術未經過運行環境長期考驗，特別是端部附件、玻璃纖維增強環氧樹脂管與傘套三者的界面，若處理不當，將會影響復合空心絕緣子的安全運行。近年來，由于密封質量下降導致套管出現事故的也很多，大多是端部附件澆裝界面的硅填充物(RTV密封膠)不密實，或由于溫差變化出現裂紋導致水分滲入，或者母線、開關、斷路器等在自身重力、覆冰、風力的作用下，產生垂直于復合空心絕緣子軸向的拉力，引起端部連接界面裂縫擴大，進而漏油或漏氣，引發嚴重事故。 復合空心絕緣子的芯體是玻璃纖維浸環氧樹脂高溫纏繞的，它同時承受機械應力、電應力、六氟化硫及其分解物的化學作用，大氣中的水分可能由于設計缺陷、質量缺陷等進入內部，使玻璃纖維增強環氧樹脂管發生劣化。并且，玻璃纖維增強環氧樹脂管的膨脹系數接近于零，而鋁合金的膨脹系數為0.26×10-6，兩者相差盡管很小，但氣體無孔不入，為了保證產品在戶外長期運行的可靠性與安全性，設計和制造時要能保證端部附件、玻璃纖維增強環氧樹脂管和護套的界面聯接和密封可靠。 關鍵參數控制 為降低劣化率，提高產品質量的穩定性和一致性，除加強生產管理和質量控制外，增加檢驗手段，提高技術參數也是剔除缺陷產品的一種有效途徑。如對復合絕緣子關鍵是對壓接過程的控制。現在已要求壓接過程必須采用聲發射探測法并配有其他有效的質量控制手段逐個檢測，杜絕發生端部連接過壓和欠壓問題。要求復合絕緣子破壞負荷的平均值減去3倍標準偏差大于額定機械負荷。對于高噸位產品，還要求進行1.2SML持續24小時的機械拉伸負荷試驗。芯棒的水擴散試驗由早期規定的1毫安提高至小于0.3毫安。另外，對于不同電壓等級的護套厚度進行了提高，芯棒要求逐個進行燈光透視檢查，應能通過雷電沖擊耐受電壓試驗和耐應力腐蝕試驗及機械拉伸破壞負荷對比試驗，傘裙護套材料的要求相比以往大大提高等。這些都是國內外首次進行的研究。
硅橡膠復合絕緣子的特點
●耐污性能優異。污閃電壓是瓷絕緣子的2-3倍，因此，本產品特別適用于污穢區。
●不需清掃維護。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異的憎水性和極高的污閃電壓，特別適用于運行維護困難的線路。
●不需檢測零值。內外絕緣距離相等，屬不可擊穿型結構，不需進行零值檢測。
●重量輕。僅為瓷絕緣子串重量的1/7-1/10，運輸安裝極為方便，因此，特別適用于運輸條件困難的地區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、化學穩定性好，所以其耐熱性比有機聚合物的好。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，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比有機聚合物的少，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，所以不容易產生因紫外線導致的老化。在耐臭氧性加速老化試驗中，有機聚合物在數秒至數小時時間內就會因老化而產生龜裂，而硅橡膠即使老化4周后只是強度稍有下降，并沒有產生龜裂，即它的耐臭氧性好。酸雨是PH值約5.6的離子混合液。硅橡膠具有優良的抗化學藥品性，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
結構高度（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
壓接強度控制
目前，線路用硅橡膠復合絕緣子的最高機械強度均可達到550千牛強度等級，其機械裕度均可達1.4～1.5，甚至更高。復合絕緣子的制造技術成熟，工藝簡單，芯棒強度、金具強度和壓接強度的配合設計已較合理。按照現有的技術認識和運行經驗，復合絕緣子的壓接強度控制在(1.5～1.6)額定機構負荷，鋼腳破壞強度控制在(1.4～1.5)額定機構負荷，應是較為合理的。但目前國內企業對壓接式結構的復合絕緣子長期承受彎曲、扭轉的機械性能研究并不充分，對高噸位壓接式復合絕緣子的機械可靠性方面缺乏系統、深入地研究，這也不利于運行管理部門準確、快速掌握輸變電設備的運行狀態和使用特性。 傘型設計 復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，早期復合絕緣子傘裙盤徑和傘間距設計相比進行大量研究后，所確定的傘裙設計原則的盤形懸式瓷、玻璃絕緣子不大合理。當在長期高濕度大氣條件下運行時，若復合絕緣子憎水性出現部分喪失或完全喪失時，易發生傘裙間飛弧短接而導致閃絡事故，嚴重地威脅電網安全可靠運行。目前，對于輸電線路用復合絕緣子，其傘裙形狀較以往有了大幅改進，基本上以“大小傘”、“三傘結構五傘組合”和“兩大兩中”三種傘型為主，傘徑達到200毫米，傘間距達到了140毫米;對于各類空心復合絕緣子，要防止較為密集的傘裙結構設計易在大雨或暴雨下雨水連成鏈狀，引起雨閃。因此，復合絕緣子傘裙形狀的優化設計仍是一個需要系統研究的重點。 界面和密封結構設計 界面和密封結構設計是復合空心絕緣子設計的關鍵，畢竟復合空心絕緣子的運行時間不長、數量不多，其很多關鍵性技術未經過運行環境長期考驗，特別是端部附件、玻璃纖維增強環氧樹脂管與傘套三者的界面，若處理不當，將會影響復合空心絕緣子的安全運行。近年來，由于密封質量下降導致套管出現事故的也很多，大多是端部附件澆裝界面的硅填充物(RTV密封膠)不密實，或由于溫差變化出現裂紋導致水分滲入，或者母線、開關、斷路器等在自身重力、覆冰、風力的作用下，產生垂直于復合空心絕緣子軸向的拉力，引起端部連接界面裂縫擴大，進而漏油或漏氣，引發嚴重事故。 復合空心絕緣子的芯體是玻璃纖維浸環氧樹脂高溫纏繞的，它同時承受機械應力、電應力、六氟化硫及其分解物的化學作用，大氣中的水分可能由于設計缺陷、質量缺陷等進入內部，使玻璃纖維增強環氧樹脂管發生劣化。并且，玻璃纖維增強環氧樹脂管的膨脹系數接近于零，而鋁合金的膨脹系數為0.26×10-6，兩者相差盡管很小，但氣體無孔不入，為了保證產品在戶外長期運行的可靠性與安全性，設計和制造時要能保證端部附件、玻璃纖維增強環氧樹脂管和護套的界面聯接和密封可靠。 關鍵參數控制 為降低劣化率，提高產品質量的穩定性和一致性，除加強生產管理和質量控制外，增加檢驗手段，提高技術參數也是剔除缺陷產品的一種有效途徑。如對復合絕緣子關鍵是對壓接過程的控制。現在已要求壓接過程必須采用聲發射探測法并配有其他有效的質量控制手段逐個檢測，杜絕發生端部連接過壓和欠壓問題。要求復合絕緣子破壞負荷的平均值減去3倍標準偏差大于額定機械負荷。對于高噸位產品，還要求進行1.2SML持續24小時的機械拉伸負荷試驗。芯棒的水擴散試驗由早期規定的1毫安提高至小于0.3毫安。另外，對于不同電壓等級的護套厚度進行了提高，芯棒要求逐個進行燈光透視檢查，應能通過雷電沖擊耐受電壓試驗和耐應力腐蝕試驗及機械拉伸破壞負荷對比試驗，傘裙護套材料的要求相比以往大大提高等。這些都是國內外首次進行的研究。
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