复合绝缘子外绝缘材质憎水迁移性能

【摘要】　较为详细地分析出外绝缘中各种填充剂对硅橡胶本身特有几种憎水迁移性能的影响程度，同时指出产品长期运行过程中，外绝缘中微酸的填充剂和外绝缘表面所沉积污秽物中偏酸无机化合物的诱导作用，促使硅橡胶硅氧烷分子发生异裂反应生成小分子，这也是复合绝缘子外绝缘憎水迁移性能不可忽视的组成部分。
【关键词】　复合绝缘子　硅橡胶表面　外绝缘　憎水迁移性
0　引言
　　复合绝缘子是新型绝缘结构的绝缘子，通过研制和经十几年的挂网运行验证，它特有的防污性能和显而易见的优越性，发挥明显的经济效益和社会效益，应用前景广阔。复合绝缘子起保护承拉部件和加大爬电距离的外绝缘材质，是以硅橡胶为基材，填充多种添加剂，经混炼加热硫化而成。硅橡胶是有机聚合绝缘材料，它的高键能分子结构，使之具有其它有机聚合绝缘材料难以比拟的耐老化性能，使之产品外绝缘在自然环境下长期运行不致于损坏；它的材料分子独特原子构成及特殊排列组合，促使材料存在着良好的憎水迁移性，明显提高复合绝缘子长期挂网运行的防污性能。外绝缘材质的填充剂绝大多数属于无机化工原料，它的填入必然在某种程度上影响硅橡胶的憎水迁移性，相应降低产品特有的防污性能。其中占填充剂总量近90%来提高硅橡胶机械强度的补强剂和克服硅橡胶电蚀差的耐电腐蚀剂，各自对硅橡胶憎水迁移性的影响，都作了详细的理论探讨，也得出相应结论性意见，但都是以单独填充条件进行分析的，与实际使用的外绝缘材质存在的填充剂状态有一定区别。只能以其各自结论性意见作为依据，结合其填充顺序，考虑到混炼胶料中填充剂存在状态，及硫化后对外绝缘材质憎水迁移性的影响，进行综合性分析，摸清影响规律，找出主要因素，采取相应技术措施，恰如其分加以解决，有利于产品外绝缘材质防污性能有效地发挥；此外，复合绝缘子外绝缘材质中的着色剂、中和剂等，也都是无机化工原料，但与补强剂和耐电腐蚀剂相比，其量是极少的，且颗粒径都较大，表面性能与耐电腐蚀剂氢氧化铝颗粒表面性能近似，为了简化分析，这些少量填充剂对外绝缘材质的憎水迁移性影响将与氢氧化铝颗粒一起进行考虑。
1　复合绝缘子外绝缘材质结构分布状态
　　复合绝缘子外绝缘材质加工包括原材料混炼和外绝缘材质硫化成型两个阶段，对外绝缘材质内部各种原料分布结构状态，基本取决于原料的混炼阶段，而外绝缘材质表面结构分布状态，除了与原料混炼阶段有直接关系外，还要考虑外绝缘材质硫化成型阶段。
1.1　外绝缘材质内部结构分布情况
　　复合绝缘子外绝缘材质基材硅橡胶与填充剂混炼过程，分为捏合、密炼、研炼等工序，每道工序及工序间的衔接都严格执行工艺规定。在捏合工序中，把10 nm级粒径的白炭黑粒子及短聚集体组成极轻补强剂，放置在胶状硅橡胶材料上，填加防结构化羟基硅油后，在捏合机进行机械捏合，促使白炭黑粒子及短聚集体整个外表面，通过羟基硅油的中间作用，以氢键力吸附硅氧烷分子，使之较为均匀在硅橡胶硅氧烷分子间随机分布。在密炼工序中，把捏合的胶料放入密炼机内进行搅拌，再把氢氧化铝和少量其它填充剂放置胶料上，然后施加机械压力强行填入内有补强剂的胶料内，使颗料外表面以此所粘附硅氧烷分子，都以取向排列的二维状态存在［1］。至于这种强行的填入，对已存在的白炭黑颗粒表面硅氧烷分子状态的影响不大(因白炭黑表面氢键力要远大于氢氧化铝颗粒表面粘附范得华力，且颗粒径相差100多倍)。在研炼工序中。把密炼好的胶料，在对辊间隙不大于0.5 mm的研炼机进行3～5次研炼，每次研炼都是以90°进胶方向进行。通过研炼，可使填充剂颗粒外表面各部位更能充分吸附和粘附硅氧烷分子，同时，也促使所有填充剂颗粒间的硅氧烷分子，以线性螺旋构象分子状态存在，减少对外绝缘材质性能带来众多不利硅氧烷分子自由卷曲螺旋状现象的出现。复合绝缘子外绝缘材质硫化是通过交链剂，把混炼好的硅氧烷分子经加温加压交链成三维网状分子结构，使外绝缘形成整体，这种硫化成型过程，对耐高温填充剂在其材质内部分布状况与硫化前混炼好的胶料没有太大差别。

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