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在外绝缘上应用的有机材料分类及初步评价
三元乙丙橡胶
三元乙丙橡胶是以乙烯、丙烯及少量非共辄双烯为单体共聚而制得。因其常温流动性好,具备很好的耐天候、耐臭氧、耐热、耐酸碱和电性能,在高压绝缘领域有一定的应用。
三元乙丙橡胶分子结构上没有极性基团,宏观表现缺乏极性,对各种极性化学品有较好的抗耐性,但也导致其内聚能低,自粘性和互粘性很差,使得伞套与芯棒界面特性较差,易发生蚀损、老化龟裂,使用寿命短。
三元乙丙橡胶具备较好的憎水性,但表面积污后憎水性不能迁移至污层表面,而且在相同的接触压力下,耐电强度要比硅橡胶差。
虽然硅橡胶具有上述的优良特性,但是随着硅橡胶复合绝缘子使用量逐年增加,我国有关复合硅橡胶劣化及损坏的信息也日趋增多。主要表现在硅橡胶材料憎水性下降,出现一些劣化现象,由此造成的闪络事故或设备损坏事故时有发生。这些现象表明,掌握复合硅橡胶材料的性能特点和运行特性至关重要。
硅橡胶分为室温硫化硅橡胶(Room Temperature vulcanization,简称RTV)、高温硫化硅橡胶(High Temperature vulcanization,简称HTV)和液体硅橡胶(Liquid Silicone Rubber,简称LSR)三种。
国内目前有很多研究机构都在进行有关硅橡胶的研究,对于RTV和HTV都有很多相关的试验结论,但对LSR研究甚少。
本章我们将结合国内和国外相关硅橡胶的试验结论,来分析三类硅橡胶的运行特性。
数据表明:在硅橡胶中加入氢氧化铝能够起到良好的阻燃效果。随着氢氧化铝用量的增大,硅橡胶的阻燃性能显著提高,硫化胶的邵尔A型硬度、300%定伸应力和拉断永久变形逐渐增大,拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度逐渐减小,电绝缘性能有所下降。
我们可以顺着这个思路去扩展,添加更高比例的氢氧化铝,性能会有更大的降低。
而目前国外硅橡胶配方中,氢氧化铝的用量一般只控制在50%左右,甚至能低至30%左右。耐漏电起痕性能仍能达到1A4.5kV,但对HTV的憎水性和憎水迁移性的影响却能降到很低。
液体硅橡胶(LSR)的运行特性
虽然在耐污闪方面有着优异的表现,但在长期运行过程中还是出现劣化、憎水性降低、使用寿命短等现象。这里面有运行环境恶劣的原因,也有厂家配方、产品结构设计以及生产工艺的问题。如何解决这些问题,还需生产厂家和运行部门合作,进行更进一步的研究。使用液体硅橡胶就是一条比较可行办法。
液体硅橡胶(LSR)出现于上世纪90年代,其分子量介于RTV和HTV之间,工艺性能和运行特性均优于前两者,就是硅橡胶生产厂家针对RTV和HTV在使用中所表现出的缺点而研发的。
LSR为双组分橡胶,采用铂金催化剂硫化,内部未添加氢氧化铝。生产时将硅橡胶由胶桶内泵出,经静态混和器混合均匀后,直接注入模具硫化成型。因LSR硫化是加成反应,没有小分子产物,无需进行二次硫化。目前国内没有机构对LSR的生产工艺和运行特性展开研究,我们这里结合通用拜尔公司提供的一些参数做一下简单的了解。
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