基于转轮法试验的复合绝缘子硅橡胶材料性能研究

　　摘要：转轮法是IEC62217-2005推荐的复合绝缘子老化的重要试验方法。基于此，硅橡胶复合绝缘子根据转轮方法进行测试，以监控面放电及在测试期间，将绝缘体的泄漏电流的变化，并且在憎水性定期检查的样品中，和傅里叶变换红外光谱(FTIR)。结果表明，在三个阶段中开发的表面放电电平与绝缘体的漏电流幅度：绝缘体的憎水性和减少的Si-O-Si与SiCH3集团的峰面积的比率的恶化的速度是在每个阶段中不同;Si-O-Si和Si-CH&sub3峰面积的减少率;组与绝缘体的老化程度成比例。测试结果为使用转轮法评估复合绝缘子老化提供了参考。

　　关键词：转轮法;复合绝缘子;硅橡胶材料;憎水性

　　引言安全，高质和经济是电网运行的原则复合绝缘子由于其高旁路电压和低价格而被广泛用于电力系统。然而，由于各种操作环境，尤其是复合绝缘子500千伏和1000千伏传输线路，复合绝缘子电网中的作用变得越来越重要的研制成功的，对其绩效的评估必须越来越重要。最严格的。在通道老化测试中，复合绝缘子采样，这比斜角方法更好地呈现其运行状态。在铸造试验中，样品连续进行着色和加压循环，当样品表面憎水性丧失时，不考虑憎水回收的问题，复合绝缘更严重。根据IEC62217《室内和室外高压聚合物绝缘子的一般定义，测试方法和验收标准》，作者在试验台上进行了30000r的转轮法测试。武汉大学高压绝缘技术研究所轮廓测试。评估绝缘子的绝缘电阻和电腐蚀性能。

　　一、转轮法试验

　　1.1试验原理及其装置

　　转轮法试验用作复合绝缘子的加速老化试验，主要引起绝缘子的染色和间歇加压，并允许评估泄漏监测性能。试验前，绝缘子固定在中间板上，相差90°。每个系统运行，每个隔离器保持4个位置停留40秒。1.2试验和试验方法在转轮法老化试验中，复合绝缘较短，两侧转盘上固定8个样品，下端接地，上端接高压。设计的盐水设计为每升去离子水含有(1.4±0.6)g氯化钠。盐池的电导率为2.0mS/cm，电压梯度为35V/mm。测试总共进行了30,000次。此时，泄漏电流很高，样品的烧蚀严重，出现了大的碳化产物表面，暴露出心轴和测试停止。

　　二、试验结果及分析

　　2.1可见放电和外观情况

　　在转轮法试验中，放电电弧逐渐被蓝色火花放电取代，但不是相对于黄色放电位置，而是转移到一个位置一段时间，然后转移到另一个位置。位置，电弧放电和表面泄漏。电流连接，漏电流越大，表面电弧放电越严重，表面老化越严重。随机电弧放电位置使绝缘外观复合后试验更均匀，人群和鞘均匀。有不同程度的消融点。经过转轮法测试后，中心杆鞘的去除比伞裙的表面更严重。转轮法试验使得表面更为严重。样品粉化发白和老化相对均匀，呈强烈的弧形。在放电的作用下，材料的抗阻力水平严重下降。在外观上，接地护套与接头之间的界面附近有一个腐蚀通道在表面收集更多的碳化通道和碳化材料，并除去碳化产物以回收护套，烧穿以露出心轴。

　　2.2憎水性

　　憎水性水的分类方法，即HC方法，可以快速有效地评估复合绝缘子表面的憎水状态，从而可以定期测试憎水性。复合绝缘的表面。在初始测试通道测试后几小时，复合绝缘材料表面的耐水性开始下降。绝缘体的憎水程度为然后HC5HC6.En经过20天试验测试复合绝缘子，表面水的排斥性基本上在地面HC4和浸没并测试了表面电弧放电。绝缘材料是憎水性的，不可逆转地被破坏。电弧放电对憎水性有严重影响，导致憎水性永久性降低，恢复时间长，恢复后的憎水性水平很低。

　　2.3伞裙材料的力学和电气特性

　　用QS41b西林桥测定介电损耗角正切和相对介电常数GB/T1693-2007《真空橡胶介电常数和切向介质损耗法》，试验电压为1kV;按GB/T1695-2005《硫化橡胶的拉伸和拉伸强度的测定材料介电强度的测定》按GB/T531.1-2008《硫化橡胶硬度测试方法或热塑性橡胶-第1部分：邵氏硬度试验方法》测定材料的邵氏硬度使用CMT6104通用材料试验机测定硅橡胶的抗拉强度按GB/T528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶的拉伸应变性能的测定》试验结果。表明硬度没有显着变化，相对介电常数和介电强度，但在30000r的外形老化试验后，介电损耗和拉伸强度增加。

　　2.4泄漏电流

　　当操作时间延长时，复合绝缘子的漏电流增加。漏电流主要分三步增加：5000r是第一步，漏电流迅速增加，第二步从5000r到15000r，漏电流缓慢增加;在15000r是第三步之后，漏电流迅速增加。漏电流的不断增加可以更好地反映电弧放电强度的增加，并更好地反映电弧对复合绝缘材料的腐蚀。

　　2.5红外光谱

　　使用具有衰减全反射(ATR)装置的VERTEX-70红外光谱仪进行红外光谱分析。在试验转轮法试验后，对试样的不同部分(小裙边和护套)进行红外光谱分析，在转轮法试验中老化后复合绝缘子的老化程度和均匀性有研究了Si-O键和Si-CH3键。老化评价指数假设新样品的Si-O键和Si-CH3键含量为100%。分析结果表明，在转轮法试验，Si-O键和Si-CH3键之后，电弧放电强烈地沉积在绝缘体上。结合含量显着下降，羰基数增加表明硅橡胶的氧化态增加，但复合绝缘短边的老化程度相当大比伞裙的上下表面重，以及靠近地面末端的伞裙和鞘。副组的含量相对较小，老化程度明显高于其他部位，伞裙上下表面的老化程度相对均匀，与目视检查结果基本一致。

　　2.6分析老化机理

　　在电弧消融过程中，电弧根部的消融点温度高，产生的能量高：部分能量用于干燥蒸发的液体，以便形成干燥区域和弧形消耗的能量的一部分。在电弧通道附近产生的电场更高，并且在电场的作用下，空气的电子获得更高的能量并且不断地轰击样品的表面，并且温度高。在电子轰击期间，样品表面显着增加。当能量超过Si-C的结合能(301kJ/月)时，硅橡胶的分子结构可能被破坏并且Si-C键可能被破坏。该过程主要表现为氧化降解过程。

　　一旦氧化的硅橡胶分子的甲基，Si-C键断裂，甲醛和甲酸等小分子分解形成Si-OH，-OH基团的存在导致胶体分子主链的减压和降解反应。小分子环氧化硅分解，当电弧根温度超过300℃时，Si-O-Si主链可直接断裂。随着样品不断进行电弧烧蚀，它逐渐形成电解腐蚀通道(碳化通道)，电解腐蚀通道的电导率很大，因此实际的泄漏线复合绝缘相对较小，即，当施加相同的电压时，漏电流进一步增加。增加。由于硅橡胶分子的Si-C键的断裂，甲基的保护作用被破坏，并且在干电弧放电的情况下，氢氧化物氢氧化物添加剂被破坏。硅橡胶中的水合铝很容易在绝缘表面上富热。这两个因素可以减少甚至降低复合绝缘材料表面的憎水性。

　　结语

　　(1)心轴护套的烧灼比伞裙表面更严重，接地处护套的烧灼最严重，出现更多碳化通道和碳化材料，转轮法试验使试品表面粉化发白，且老化均匀。(2)电弧放电导致憎水性永久性降低，憎水性恢复时间长，回收后憎水性低。(3)绝缘子的泄漏电流增加。(4)在强电弧放电的作用下，Si-O-Si主链和Si-CH3侧链的硅橡胶分子含量严重恶化。

　　参考文献

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　　殷禹,梁曦东.合成绝缘子交流转轮法与斜面法的比较研究[J].高电压技术.2015(02)

　　殷禹,梁曦东,周远翔.转轮法试验中硅橡胶合成绝缘子损坏现象的研究[J].电网技术.2014(19)

　　电力论文投稿刊物：电网技术创刊于1957年1月，被《物理学、电技术、计算机及控制信息数据库》收录，经过50年的发展目前已成为系统内技术门类最广泛的资深学术技术期刊。