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高温硫化固体硅橡胶(hcr)和硫化液体硅橡胶(lsr)助力国家特高压输电技术-九游会j9官网ag登录入口

责任编辑:盈泰高精  发布日期:2022-10-15
文章导读

鉴于对直流绝缘子的超高的外绝缘材料要求,深入研究直流复合绝缘子的硅橡胶的老化十分重要。目前使用的绝缘子用高温硫化硅橡胶制造分为高温硫化固体硅橡胶(hcr)和硫化液体硅橡胶(lsr)。

自2000年国家提出“西电东送”推动西部大开发以来,今年已是战略实施的第二个十年。如今,特高压输电推动西电东送规模成倍增长。随着特高压交直流工程陆续投入运行,我国将西部地区能源资源的优化与配置推进到最高水平。

今天,要向大家讲解的是输电中的重要原件——绝缘子是如何在远距离的高压输电过程中,降低因电流产生的热损耗和降低远距离输电的材料成本的。欢迎好学的旁友们拿出小本本记笔记。

绝缘子的结构

绝缘子主要由三种材料制造:瓷、玻璃和复合绝缘子。在特高压的线路(800kv和1000kv)应用中,复合绝缘子已占比例达57.02%,成为电力行业中不可缺少的重要组成部分。

复合绝缘子作为输电线路中的一个重要部件,其对包覆在芯棒表面的外绝缘材料的选择有严格的要求。尤其是直流绝缘子属于特高压等级,大部分使用在西南高海拔,强紫外线照射等地区,或南方的高温、高湿、多雨的亚热带地区,再加上直流绝缘子在运行过程中的静电吸附、电弧电流无过零点、电晕等情况,它对外绝缘材料的要求很苛刻。

高性能硅橡胶的应用,从hcr开始

鉴于对直流绝缘子的超高的外绝缘材料要求,深入研究直流复合绝缘子的硅橡胶的老化十分重要。目前使用的绝缘子用高温硫化硅橡胶制造分为高温硫化固体硅橡胶(hcr)和硫化九游会j9官网ag登录入口-九游会ag官方网站九游会j9官网ag登录入口-九游会ag官方网站)。

早期以hcr的为主,其主要成分是聚甲基硅氧烷和二氧化硅。增强填料的选择尤为重要主要包括具有很大比表面积(大于100m2/g)的气相二氧化硅,例如wacker hdk®。当然,有时沉淀二氧化硅也能产生补强作用,但机械强度不如气相二氧化硅。

合理的hcr硅橡胶配方

为了达到耐漏电起痕的效果,氢氧化铝的使用是必不可少的。作为非增强填料,氢氧化铝填料可以提高耐漏电起痕,但同时会降低硅橡胶材料的憎水性和憎水迁移性以及机械强度。因此,合理的配方是hcr硅橡胶用于绝缘子材料的关键。

同时,为了防止降低成本而过度加入氢氧化铝,我们需要综合考虑绝缘子伞裙材料的拉伸性能、撕裂性能、憎水性、抗老化性能等等。配方中的填料比变得尤为重要。

根据我们的经验,绝缘子伞裙材料的含量应低于40%;聚二甲基硅氧烷的含量高于50%。如瓦克化学的powersil® 310 或 cenusil® td315 等均按此要求,经过合理配比和严格工艺控制生产。这些产品已广泛的被应用于世界各地的500 kv以及以下的复合绝缘子中。

中高温硫化硅橡胶lsr

聚二甲基硅氧烷的含量直接与硅橡胶的老化和憎水性密切相关。含量越高性能越高。为此,瓦克化学开发了全有机硅的绝缘子加成型液体硅橡胶(lsr)。该产品为中高温硫化,是硅橡胶中高档产品。且该材料硫化时,无副产品产生,收缩率非常低,固化完全,成型工艺简单,有利于制作各种复杂结构和大构件。

lsr 通常是由聚二甲基乙烯基硅氧烷生胶、聚甲基氢硅氧烷、催化剂过渡金属(如铂等)的络合物等组成,根据不同用途,还可添加其它填充剂,如气相法或沉淀法白炭黑、氧化铁、二氧化钛和炭黑等。为了制取透明级的lsr,也可加入硅树脂作为填充剂。如瓦克化学的powersil® 660就有效的诠释了该产品的成功应用于特高压的交流和直流绝缘子。

硅橡胶与环氧材料的粘结

有效的粘结可以避免高压放电,按长期研究和实验,我们精选了可行的方法,既先用乙醇或丙酮清除环氧表面的油脂或油、污染并将其打毛。然后,用底涂primer g 790 或 g791涂于环氧表面,自然环境中干燥一小时或在120 – 150 °c, 10分钟后,可以将硅胶注上,其粘结强度在5小时后达到完善。


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