论文部分内容阅读
摘要：近年来，经济的快速增长，带动了科技的迅猛发展。在此背景，各种先进技术及高新设备不断涌出，被广泛应用各个行业，极大的促进了社会生产力的提高。其中，就以硅橡胶复合绝缘子在输电线路中的应用来说，不仅能使产品绝缘表面污闪引起的线路跳闸事故得以有效避免，还能使线路运行的安全得以充分保障，从而进一步提升了电力企业的经济效益。鉴于此，本文将对硅橡胶复合绝缘子在输电线路中的应用作以探析，以供同行业者交流和借鉴。
关键词：输电线路;硅橡胶复合绝缘子;应用
引言：硅橡胶复合绝缘子，又称为合成绝缘子，其主要由硅橡胶伞裙、金具、玻璃纤维、环氧树脂引拔棒这三部分组成。乙丙橡胶、环氧树脂、室温硅橡胶等是早期合成绝缘子的主要材质，一直到70年代，德国首次提出了高温硫化硅合成绝缘子，并在实践中得以应用。相比于传统的玻璃、瓷绝缘子，复合绝缘子的优点较为突出，包括有强度高、重量轻、耐污闪能力强等。针对复合绝缘子材料，我国主要用于输变电设备中污闪事故的防治。特别这些年来，随着电网规模的不断扩大，复合绝缘子愈发受到电力系统的重视，发展速度加快，成为我国科技转化为生产力最为迅速的一项成果。基于此，本文就硅橡胶复合绝缘子在输电线路中的应用进行研究，显得意义十足。
1硅橡胶复合绝缘子的选型
1.1复合绝缘子结构表面形状选择
伞裙和护套构成了复合绝缘子外绝缘结构。先来说复合绝缘子护套，其主要作用在于防止自然环境中的各种因素对芯棒造成损害。或者说，可以将其理解为对芯棒予以保护的一种防护结构。再来说复合绝缘子伞裙，是为了使产品的爬电距离得以增加，以便产品能够安全稳定的运行在自然环境下。伞裙，顾名思义，是一种伞状结构。伞裙上、伞裙边缘表面、伞裙下表面都属于伞裙结构表面。伞裙上表面形状是根据污秽物在其表面堆积最少和自清扫能力最好的情况下，将一定的倾角的表面结构确定下来的[1]。伞裙下表面形状，在对减轻伞裙下表面结构效应及减少污秽物粘附等原因予以充分考虑的前提下，最终确定为平面结构。伞裙，因考虑到户外下雨的原因，所以应设计成无滴水沿结构。复合绝缘子绝缘结构是根据产品使用地区的污秽等级所规定的爬电距离要求，由若干伞裙在产品护套上均匀分布而构成的。因此，伞裙上、下表面与伞裙间护套构成的单元爬电长度则为复合绝缘子的爬电距离。
1.2机械强度的选择
高强度、高比强度是合成绝缘子最突出的特点。据相关试验，可知其拉伸强度可达7000MPa/cm2，比强度相当于优质碳素钢的5倍。有的地区、部门明确要求，使用的合成绝缘子，在机械强度上应高出传统玻璃、瓷绝缘子一级。比方说，使用的瓷绝缘子具有160KN的机械强度，则合成绝缘子的机械强度应为210KN。因此，在合成绝缘子的选用上，可按照词绝緣子的方法来进行，且机械负荷值无需提高[2]。合成绝缘子在抗弯性能、微风振动性能以及耐舞动性能上较为突出，将其在耐张塔中应用，可承受较强的弯矩。
2硅橡胶复合绝缘子在冶金污秽区应用问题分析
2.1 复合绝缘子污秽表面的憎水性状态
复合绝缘子在冶金污秽地区应用的过程中，自然环境下存在的漂浮污秽物以及工业排放物很容易对其绝缘表面造成污染。随着产品长时期的运行，复合绝缘子绝缘结构表面难免形成不同形式硅氧烷分子浸润包裹污秽物的污层，硅氧烷分子必然会存在于污层表面。在硅氧烷分子结构体系中，结构性能稳定又不显极性的甲基都会在分子链外侧排列，并以碳硅键长进行自由状态下的高速旋转，使整个硅氧烷分子中的弱性和极性键被屏蔽。这种憎水表面若有凝聚水珠存在于表面之上，这对于处在运行状态中的复合绝缘子来说，则由于产品绝缘结构表碾所处不同的形状位置，会有一定质量形状的水珠在其表面上凝聚。由于受地球引力的影响，水珠的形状势必会发生一定的改变。
2.2 复合绝缘子表面防污性能特点
在冶金污秽环境下运行一段时间的复合绝缘子，其绝缘结构表面会有硅氧烷分子迁移浸润包裹污秽物的污层形成，若处在凝露、大雾等自然天气中，沿整个产品绝缘结构表面开始所凝结水珠的形状，将按着产品的伞裙数量以伞裙下表面、护套表面、伞裙上表面的顺序相差1-2级的周期性变化。如果凝露或大雾天气持续时间较长，则复合绝缘子结构表面所分布的水珠形状及密度难免会出现一定的变化。产品的每个伞裙上表面的水珠形状会因自身重力的影响，在污层表面将会有半圆形高电导率“小岛”的形成，并随着时间的推移会进一步扩大。有的可能在表面倾角的影响下，几滴水珠会连在一起形成局部水带。水珠在护套表面存积的数量越来越多，水珠表面张力与自身重力会形成一种合力，除了会积聚成大水珠从表面滚落外，还可能会对滞留污层水珠起着拉长形成高电导率的“长导”。
2.3 硅橡胶的老化
在一般地区，高温硅橡胶至少可以使用15年，在国外很多硅橡胶产品的使用时长已经超过了20年，且运行状态良好。但也会存在一些产品，使用不到3年，便已经发生脆化或者是处于长时间低温下，再加上受潮，导致其憎水性无法恢复。由此可见，硅橡胶材质在配方上还存在一定的不足，需要后续进行不断的改进和优化，以便其能够在迁移性和憎水性方面表现得更好一些，即便是受潮后，也能快速恢复，性能并不会受到影响。
3结束语：
总的来说，硅橡胶复合绝缘子在输电线路中的应用，对于污闪事故的有效防治，电力供应的安全和稳定以及电力企业经济效益的进一步提升来说，具有积极的促进意义。因此，作为电力企业，应予以充分的重视，并加大硅橡胶复合绝缘子的研发及应用力度，以便其为电力事业的蓬勃发展作出更多的贡献。
参考文献：
[1]孙进，谢诗琪，董翠翠，等. 硅橡胶复合绝缘子老化评估的研究进展[J]. 石油化工，2020，049（002）：202-208.
[2]丁祖善，霍福广，谷屯，等. 耐张杆塔使用硅橡胶复合绝缘子可行性分析[J]. 电工材料，2018，No.159（06）：15-19.
关键词：输电线路;硅橡胶复合绝缘子;应用
引言：硅橡胶复合绝缘子，又称为合成绝缘子，其主要由硅橡胶伞裙、金具、玻璃纤维、环氧树脂引拔棒这三部分组成。乙丙橡胶、环氧树脂、室温硅橡胶等是早期合成绝缘子的主要材质，一直到70年代，德国首次提出了高温硫化硅合成绝缘子，并在实践中得以应用。相比于传统的玻璃、瓷绝缘子，复合绝缘子的优点较为突出，包括有强度高、重量轻、耐污闪能力强等。针对复合绝缘子材料，我国主要用于输变电设备中污闪事故的防治。特别这些年来，随着电网规模的不断扩大，复合绝缘子愈发受到电力系统的重视，发展速度加快，成为我国科技转化为生产力最为迅速的一项成果。基于此，本文就硅橡胶复合绝缘子在输电线路中的应用进行研究，显得意义十足。
1硅橡胶复合绝缘子的选型
1.1复合绝缘子结构表面形状选择
伞裙和护套构成了复合绝缘子外绝缘结构。先来说复合绝缘子护套，其主要作用在于防止自然环境中的各种因素对芯棒造成损害。或者说，可以将其理解为对芯棒予以保护的一种防护结构。再来说复合绝缘子伞裙，是为了使产品的爬电距离得以增加，以便产品能够安全稳定的运行在自然环境下。伞裙，顾名思义，是一种伞状结构。伞裙上、伞裙边缘表面、伞裙下表面都属于伞裙结构表面。伞裙上表面形状是根据污秽物在其表面堆积最少和自清扫能力最好的情况下，将一定的倾角的表面结构确定下来的[1]。伞裙下表面形状，在对减轻伞裙下表面结构效应及减少污秽物粘附等原因予以充分考虑的前提下，最终确定为平面结构。伞裙，因考虑到户外下雨的原因，所以应设计成无滴水沿结构。复合绝缘子绝缘结构是根据产品使用地区的污秽等级所规定的爬电距离要求，由若干伞裙在产品护套上均匀分布而构成的。因此，伞裙上、下表面与伞裙间护套构成的单元爬电长度则为复合绝缘子的爬电距离。
1.2机械强度的选择
高强度、高比强度是合成绝缘子最突出的特点。据相关试验，可知其拉伸强度可达7000MPa/cm2，比强度相当于优质碳素钢的5倍。有的地区、部门明确要求，使用的合成绝缘子，在机械强度上应高出传统玻璃、瓷绝缘子一级。比方说，使用的瓷绝缘子具有160KN的机械强度，则合成绝缘子的机械强度应为210KN。因此，在合成绝缘子的选用上，可按照词绝緣子的方法来进行，且机械负荷值无需提高[2]。合成绝缘子在抗弯性能、微风振动性能以及耐舞动性能上较为突出，将其在耐张塔中应用，可承受较强的弯矩。
2硅橡胶复合绝缘子在冶金污秽区应用问题分析
2.1 复合绝缘子污秽表面的憎水性状态
复合绝缘子在冶金污秽地区应用的过程中，自然环境下存在的漂浮污秽物以及工业排放物很容易对其绝缘表面造成污染。随着产品长时期的运行，复合绝缘子绝缘结构表面难免形成不同形式硅氧烷分子浸润包裹污秽物的污层，硅氧烷分子必然会存在于污层表面。在硅氧烷分子结构体系中，结构性能稳定又不显极性的甲基都会在分子链外侧排列，并以碳硅键长进行自由状态下的高速旋转，使整个硅氧烷分子中的弱性和极性键被屏蔽。这种憎水表面若有凝聚水珠存在于表面之上，这对于处在运行状态中的复合绝缘子来说，则由于产品绝缘结构表碾所处不同的形状位置，会有一定质量形状的水珠在其表面上凝聚。由于受地球引力的影响，水珠的形状势必会发生一定的改变。
2.2 复合绝缘子表面防污性能特点
在冶金污秽环境下运行一段时间的复合绝缘子，其绝缘结构表面会有硅氧烷分子迁移浸润包裹污秽物的污层形成，若处在凝露、大雾等自然天气中，沿整个产品绝缘结构表面开始所凝结水珠的形状，将按着产品的伞裙数量以伞裙下表面、护套表面、伞裙上表面的顺序相差1-2级的周期性变化。如果凝露或大雾天气持续时间较长，则复合绝缘子结构表面所分布的水珠形状及密度难免会出现一定的变化。产品的每个伞裙上表面的水珠形状会因自身重力的影响，在污层表面将会有半圆形高电导率“小岛”的形成，并随着时间的推移会进一步扩大。有的可能在表面倾角的影响下，几滴水珠会连在一起形成局部水带。水珠在护套表面存积的数量越来越多，水珠表面张力与自身重力会形成一种合力，除了会积聚成大水珠从表面滚落外，还可能会对滞留污层水珠起着拉长形成高电导率的“长导”。
2.3 硅橡胶的老化
在一般地区，高温硅橡胶至少可以使用15年，在国外很多硅橡胶产品的使用时长已经超过了20年，且运行状态良好。但也会存在一些产品，使用不到3年，便已经发生脆化或者是处于长时间低温下，再加上受潮，导致其憎水性无法恢复。由此可见，硅橡胶材质在配方上还存在一定的不足，需要后续进行不断的改进和优化，以便其能够在迁移性和憎水性方面表现得更好一些，即便是受潮后，也能快速恢复，性能并不会受到影响。
3结束语：
总的来说，硅橡胶复合绝缘子在输电线路中的应用，对于污闪事故的有效防治，电力供应的安全和稳定以及电力企业经济效益的进一步提升来说，具有积极的促进意义。因此，作为电力企业，应予以充分的重视，并加大硅橡胶复合绝缘子的研发及应用力度，以便其为电力事业的蓬勃发展作出更多的贡献。
参考文献：
[1]孙进，谢诗琪，董翠翠，等. 硅橡胶复合绝缘子老化评估的研究进展[J]. 石油化工，2020，049（002）：202-208.
[2]丁祖善，霍福广，谷屯，等. 耐张杆塔使用硅橡胶复合绝缘子可行性分析[J]. 电工材料，2018，No.159（06）：15-19.