PDF《高分子绝缘材料》

科科I技i论l坛高分子绝缘材料 刘翔(陕西省 西安市供 电局配网部 , 陕西 西安

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3 2 ) 摘要: 以陶瓷为例, 重点讨论现代最流行的绝缘材料硅橡胶材料的性能特点及其所产生的影响.

关键词: 陶瓷 ;

硅 橡胶材料 ;

高分子 绝缘材料 在过 去的

3 O 年中 ,高分 子户外 绝缘材料 部 分替代 了陶瓷 的应用 ,如 电缆终 端 ,避雷 器 ,绝缘子等 , 并且也慢慢的成为了绝缘材料 的一种重要发展趋势 .高分子绝缘材料越来越 普及 是 由于它与 陶瓷相 比较具 有 出色 的耐 污性,耐脆裂以及重量轻 的特点.然而 ,高分子 户外绝缘材料不 同于陶瓷类产品 ,由于它是 有 机结构的性质 ,对放 电、紫外光和热等诸多因 素 比较敏感 ,因此 ,对高分子绝缘材料必 须要 经过仔细选择和彻底完整的测试 ,以确 保产 品 的性能达到设计使用寿命.在此 , 从 另一角度 对现代最流行 的绝缘材料硅橡胶材料进行 了一 系列描述 . 在强 雷弧或强闪络情 况下 ,由于 陶瓷的脆 裂性 ,容易引起爆炸飞溅 ,危及周边人员和设 备,这也是陶瓷产品的一 大缺陷 .而聚合物材 料在极端破坏条件下,生成 的物质多不具备破 坏性 ,从而降低次生故 障的可能 . 陶瓷是一种无 机材料 ,因此不会 因为紫外 线 ,臭氧 ,水汽以及其它可能的环境因素而降 解,它还对一般性 的表面放电 、闪络有着很 强 的抵抗 能力 ,拥有着长期电力系统 运行经验 . 由于陶瓷的化学性能不活泼 ,组成成 分十分稳 定 ,它 的使用 寿命 是完全可 以预知 的.因此 , 陶瓷的选择主要是基于其机械强 度,而材料 老 化不是首要 考虑 的因素. 多数聚合材料都会受 到周边环境 的影响而 发生风 化 ,这 种变化 会损坏 表面 和改 变其特 性 .例如疏水性表面变 为亲水表 面,最终丧失 抗电痕能力 ,所以抗电痕对于提供所需 的使用 寿命非常重要 .正确 的配方应 该能够 防炭痕 , 但 实际上并不是所 有的聚合物产品都能提供 良好的防腐蚀和在污染条件下 的长寿命工作. 从生产流程上来讲 ,对于瓷产品 ,供应链 相对 简单 ,原材料 质量容易控制 ,并且生产模 式成熟 ,从而生产 厂家易 于提供 相对质量稳定 的产 品.瓷产品厂家不仅生产其 自己 的产 品,如绝缘子 ,而且也 向设备厂商提供外套 ,如套 管 、电缆终 端或避雷器 .在上 面各 种情况 中,瓷件供应商承担全部的材料责任 , 并将 原丰

4 料 转换为最终的产品或零件. 对于户外聚合物绝缘产品 , 供应链变 得较 为复杂.存在两级或者甚 至是三级供应链 ,并 且用于生产聚合物的材料 质量不易控制 ,责任 也不易清楚定义.通常 ,聚合物原材料供应商 并不将原材 料转 换 为最终 产品 ( 例如GE,瓦克,道康宁) .聚合物材料产品的研发需要全 面的材料配方 、产 品设计 和有 关的制造过 程.由于供应链 巾的多个 步骤 ,任何一个厂商都可 能无法拥有必要的专门技术 以保证全部的供应 和制造过程最优化 ,而参与到整个产品生成的 厂家众多.多数产 品可能直接使 用了来 自原材 料供应商的普通的聚合物配方 ,通过简单 的工 业方法使之转化成为聚合物零件或成品.在这 种情况下 ,最终产 品供应商严重依赖原材料供 应商 ,对材料设计和材料生成过程既没有 总体 的控制 ,也缺乏必要的原材料监测 方法. 对于电力系统 的绝缘复合材料来 说,生产厂家为 了开发出一种能够适用于各 种工作 环境 下 的通用材料 配方 ,需 要进 行严谨 的材料筛 选 ,产品设计和性能测试.而任何一种材料 的 基料本身并不会具备实际工作中所需的全部要 求 ,必须由填充剂和添加剂加 以改变 ,以达到 可以适应 多种应用 ,并可在通用工作环境下达 到设计 寿命的性能.在许多情况下 ,添加剂包 的性能决定 了所获得 的性能水平 .市场上可购 买的聚合物材料有大范 围的填充剂用量 ,占重 量的