室温硫化硅橡胶RTV
用于中小型 绝缘子、套 管等的外绝 缘 用于各种绝 缘子、套管 等的外绝缘, 尤其是大型 设备的外绝 缘
二、复合绝缘子在输配电线路的应用
复合绝缘子的组成
·伞群、护套:有机合成材料制成。 如:乙丙橡胶、硅橡胶等 ·玻璃钢芯棒:以玻璃纤维做增强材料、 环氧树脂做基体的玻璃钢复合材料
·端部金具:表面镀有热镀锌层的碳素铸
1.3.3电气绝缘性能 硅橡胶具有良好的电绝缘性能,其介电损耗、耐电压、 耐电弧、耐电晕、体积电阻系数和表面电阻系数等均在绝缘 材料中名列前茅,而且它们的电气性能受温度和频率的影响 很小。其常规性能参数如下:
介电常数 (50Hz) 体积电阻率 表面电阻率
2.8 1015Ω cm 1012Ω cm
介质损耗角正切 4×10-3 (50Hz) 击穿场强(1mm厚 25 kV/mm 试片) 1A4.5kV 耐漏电起痕
因此,硅橡胶已逐渐取代了其它复合绝缘材料在高压 线路和变电站中广泛应用。
2、硅橡胶的种类和基本特点 硅橡胶产品能在电力系统中大量运行,主要得益于其 优异的憎水性、憎水迁移性和耐污闪能力。现行市场上的 产品,主要有以下三类: 品 种 基本特点 具有优良的憎水性能和耐污秽性能,硬度低; 室温硫化硅 但因室温硫化,各方面机械性能及耐电蚀损 橡胶 (RTV) 性能较差,老化性能也较差。 具有耐老化、耐漏电起痕及电蚀损、憎水性、 高温硫化硅 防污性、阻燃性、耐臭氧性、耐紫外光性、 橡胶 (HTV) 耐潮湿、耐高低温和抗撕强度等方面特点 具备高温硫化硅橡胶的所有优点,在工艺性能、 液体硅橡胶 耐漏电起痕、耐高低温性能和憎水性能方面 (LSR) 表现更加优异
90~140℃硫化,流动 性好,铂金催化剂直接 加在硅橡胶组分中,双 液体硅橡 组分混合交联,成型工 胶(LSR) 艺简单。特别适合做大 型设备外绝缘,且对模 具无损伤 分子量级介于RTV和 HTV之间,硬度低, 机械性能较RTV高出 很多,而电气性能又 较HTV高,憎水性比 另两种硅橡胶稳定
Hale Waihona Puke 可做涂料喷 涂,也可做 简单的注塑 成型
硅橡胶在高压绝缘上的应用
主讲人:陈刚
一、概述
1、在外绝缘上应用的有机材料分类及初步评价
1.1三元乙丙橡胶 三元乙丙橡胶是以乙烯、丙烯及少量非共轭双烯为单体 共聚而制得。因其常温流动性好,具备很好的耐天候、耐臭 氧、耐热、耐酸碱和电性能,在高压绝缘领域有一定的应用。 三元乙丙橡胶分子结构上没有极性基团,宏观表现缺乏 极性,对各种极性化学品有较好的抗耐性,但也导致其内聚 能低,自粘性和互粘性很差,使得伞套与芯棒界面特性较差, 易发生蚀损、老化龟裂,使用寿命短。 三元乙丙橡胶具备较好的憎水性,但表面积污后憎水性 不能迁移至污层表面,而且在相同的接触压力下,耐电强度 要比硅橡胶差。
1.3.1耐候性 如前所述,有机硅产品的主链为-Si-O-Si-,无双键存在, 且键能比紫外线辐照能量高,因此不易被紫外光和臭氧所 分解。有机硅具有比其他高分子材料更好的热稳定性以及 耐辐照和耐候能力,在自然环境下的使用寿命可达几十年。
1.3.2耐温特性及化学稳定性 硅橡胶(Silicone Rubber)是一种分子键兼具无机 和有机性质的高分子弹性材料,它的分子主键由硅原子 和氧原子交替组成(-Si-O-Si-)。硅氧键的键能达 370kJ/mol,比紫外线辐照能量高,比一般的橡胶的C-C 结合键能240kJ/mol要大得多,在高温(或辐射照射) 下分子的化学键不断裂、不分解。可在–90~+300℃温 度范围内长期使用,仍不失原有的强度和弹性。 硅橡胶硫化成型后,主链和侧链上均没有活性基团, 因此硅橡胶具备极佳的化学稳定性,酸和碱都不会对其 分子结构造成影响。 而且,无论是化学性能还是物理机械性能,随温度 的变化都很小。
1.2环氧树脂 环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团 的有机高分子化合物 。 环氧树脂为热固性绝缘材料,在加入固化剂高温固化 成型后,有很好的化学稳定性 ,具有优良的耐碱性、耐酸 性和耐溶剂性,而且是具有高介电性能、耐表面漏电、耐 电弧的优良绝缘材料。 在环氧树脂的主链上引入脂环或苯 环支链,采用特殊的固化剂,可用于户外绝缘。 但因引入活性基团,环氧树脂表面易积污,积污后憎 水性不能迁移至污层表面,使其耐污闪得能力降低。环氧 树脂非常坚硬,长期运行后老化容易脆断;且环氧树脂易 吸潮,潮气与树脂中的酸性物质结合,形成酸性溶液,腐 蚀环氧树脂,不能保证内外绝缘的电气性能。
3、三类硅橡胶的基本性能比较 ,见下表:
品 种 工艺性能 物理性能 应用
室温硫化 室温硫化,流动性很好,分子量级低,抗撕强 硅橡胶 成型工艺简单,可在现 度、耐紫外光性及耐 (RTV) 场进行操作 电蚀损等性能较差 140~180℃高温硫化, 硬度高,耐老化、耐 流动性差,特殊形状或 高温硫化 漏电起痕、憎水性、 大型设备成型工艺复杂; 硅橡胶 防污性、耐紫外光性、 氧化剂易产气并留存于 (HTV) 耐高低温和抗撕强度 产品中,且对模具有腐 等 蚀
1.3硅橡胶 硅橡胶主要是由高摩尔质量的线型聚硅氧烷组成。由 于-Si-O-Si-键是其构成的基本键型,硅原子主要连接甲基, 侧链上引入极少量的不饱和基团,分子间作用力小,分子 呈螺旋状结构,甲基朝外排列并可自由旋转,因此硅橡胶 硫化后具有优异的耐高、低温,耐候、憎水、憎水迁移、 电气绝缘性、生理惰性等特点。
1.3.4优异的憎水性和憎水迁移性 有机硅的主链十分柔顺,其分子间的作用力比碳氢化 合物要弱得多,因此,比同分子量的碳氢化合物粘度低, 表面张力弱,表面能小,成膜能力强。这种低表面张力和 低表面能使其具备优良的憎水性,使得雨水在硅橡胶表面 呈水珠状,随时滚落,不会形成导电水膜或连成线状的水 流,这是电气设备在湿态条件下使用具有高可靠性的保障。 而且,硅橡胶材料具备特殊的憎水迁移性,硅橡胶良好的 憎水性能在24~48小时内迁移至其表面的污秽上,使污秽 表面也具备憎水性。所以硅橡胶具有极高的耐污闪、耐雨 闪能力。