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硅橡胶冷缩管的老化分析
缩放字号:[小] [大] 发布时间:2015-11-19 16:30
      硅橡胶冷缩管的是基材为硅橡胶,硅橡胶是一种聚合材料。聚合材料表面的疏水性能决定了其绝缘性能。泄漏电流数值的上升是聚合材料老化导致绝缘性能下降的具体表现。硅橡胶表面老化的表现形式有两种:大面积腐蚀和漏流径形成。硅橡胶表面的疏水性具有可迁移性、即当硅橡胶的疏水性降低后能够在一定的时间内自动恢复其表面的疏水性.并能使其表面的污秽层变得具有疏水性,表现出优异的耐污闪与耐湿闪性能.这一点已经被大家所共识。目前,硅橡胶冷缩管所使用的硅橡胶主要有3种,其疏水性恢复的顺序由快到慢排列为:甲基含氢硅橡胶,二甲基硅橡胶,甲基苯基硅橡胶。       接触角是测定疏水性并使其量化的常用方法.液体和材料表面接触角分前角与后角。见图1。后角越大.疏水性越好。
 
      将这种方法运用于经过长期运行暴露,模拟老化和人工清洁的三元乙丙胶表面和硅橡胶表面,不难发现:当液滴与三元乙丙胶表面接触,经过数分钟后.三元乙丙胶表面变得具有亲水性.原因是老化过程中材料出现微裂,并逐渐扩散导致出现亲水性(毛细现象),但在同样条件下被老化的硅橡胶表面.却观察不到这种现象。这是因为硅橡胶表面的疏水性非常稳定。硅橡胶冷缩管在老化环境中的反碰表现在以下几个片面。
      (1)表面腐蚀:由局部放电引起的应力会对材料造成能量影响.并导致聚合链的进一步交联或化学断裂,表现为:表面粗糙度增加.影响润湿性。这可通过接触角来测定(与未老化表面比较,后角减小)。
      研究接触后角的变化,有助于对材料的绝缘性能进行分析。通过对硅橡胶腐蚀的表面进行仔细观察后发现,其具有某种齿形.材料中扩散出的小分子低黏度物质会填补这些齿形的间隙,使得腐蚀表面变得平滑。这个恢复过程也就是疏水性再生。
      (2)化学腐蚀:据资料报导,放电可使硅橡胶表面与周围大气(氧、氢、蒸气)发生反应,并且将水分子或等离子体(H+,H,0+,OH-)转移到材料表面上。阳离子与其它降解产物(N0x)反应形成酸,这些游离状态的酸会对聚合体产生化学破坏,可进一步产生臭氧(O3),其危害是显而易见的。通过中间体的化学反应.产生具有高氧化势的羟基(OH一),对c—c、C—H或C一0共价键可能会造成破坏,这个过程也称之为化学腐蚀。
      (3)老化引起污秽层的形成:小分子量物质能够渗透进覆盖在材料表面上的污秽层,它的积累使污秽层表面也具有疏水性,这种性质就是疏水性的迁移。有关试验证实,随着硅橡胶中小分子的减少,硅橡胶的疏水迁移速度减慢,程度减弱,但只要硅橡胶中含有极少量的小分子,即可保持较强的疏水迁移性。渗透时间和污秽层的疏水程度取决于硅橡胶(类型和填料含量)和污秽层类型。在持续潮湿状态下则不会发生浸透(例如有亲水盐类存在),这种过程已被先进的手段所证实。由试验得到的电子能谱可知.硅橡胶内部靠近表面部分的化学成分会随着时间变化而发生变化。
      能谱分析也可证实,经过运行暴露后的小分子量物质扩散进入污秽层。据相关资料报导,表面带有污秽层的硅橡胶的疏水性比其初始状态要好,目-硅橡胶小分子的迁移特性使污秽层不『司程度地获得疏水性,即污秽层附着于硅橡胶表面的时间越长则疏水性越强。因此,线路运行中的硅橡胶绝缘子完全丧失疏水性的可能性很小,即使疏水性降低或丧失,其闪络电压仍很高.这说明硅橡胶绝缘子发生的不明原因的闪络并非污湿闪络25],该观点还有待于做进一步的验证。三元乙丙胶表面较高的润湿性电是由于填料暴露引起表面粗糙所致。这些过程和选择的范例表明,硅橡胶的特性与其极好的抗老化性有关。
      另外,高温也是促使硅橡胶冷缩管硅橡胶老化的一个重要因素。当周围温度升高时,硅橡胶分子链不断得到能量.当温度达到其黏流化温度时.以致于整条分子链自由运动变为流动的黏液。此时。硅橡胶从高弹态变成黏流态,机械性能和绝缘性能丧失。