硅橡胶在电力系统外绝缘中的应用分析

在电力系统中,外绝缘是最容易发生事故的,若想保证电力系统的平稳运行,提升它的安全系数,就必须要提升外绝缘的能力。长期以来,关于电力系统外绝缘的研究都是围绕着绝缘性能展开的,不论是哪一种绝缘子,都需要长时间在恶劣、负责的环境下运行,对耐老化性能、机械性能以及电气性能提出了更高的要求[1]。

1 电力系统外绝缘概述

近几年,国内外的电力系统中的各个设备使用的绝缘材料主要可以分为两大类,一类是有机的材料,另一类是无机的材料,其中,前者包括硅橡胶、环氧树脂和乙丙橡胶等材料,后者包括陶瓷或玻璃等。早高压输变电系统中,无机材料的使用比较广泛,制造的工艺以及产品的规格都较为成熟。在有机材料当中,硅橡胶存在着一些不足,例如容易发生老化问题、电蚀损性能相对较差、耐漏电起痕性能较差、运行性能不高等问题。环氧树脂的不足体现在伞裙的表面容易挤压污垢,造成憎水性不能迁移到污层的表面,容易发生吸潮溶解的问题,所以这种材料通常会被应用在低压电器的套管内。硅橡胶的优点在于它的防污特性较为突出,可以使用在变电站设备的外绝缘中,在架空输电线路中也得到了普及与应用。热硫化硅橡胶的优点体现在它的憎水性能于康劣化性能优异,具有耐电蚀、耐起痕的特点。通过大量的实践研究表明,硅橡胶在电力系统外绝缘中的应用一方面可以避免发生污闪事件,降低清洁、检测零值以及维护的工作总量,另一方面还可以有效处理变电站的污闪问题。

目前,人们已经掌握了大量的水平较高的制造橡胶的水平,同时也积累了较为丰富的经验。硅橡胶材料在绝缘工程中的应用与普及,展现了硅橡胶的良好的经济特性以及使用寿命。充分发挥硅橡胶材料的优越特性,特别是防污能力,能够有效保证电网的平稳运行,提升变电运输的安全性。目前,硅橡胶的使用量越来越大,劣质硅橡胶时有出现,憎水性能下降、脆化、硬化、粉化,起痕或开裂等问题比较严重,所以电网的工作人员必须要全面掌握硅橡胶材料的运行特点[2]。

2 硅橡胶在电力系统外绝缘中的使用标准

应用硅橡胶可以降低污闪的问题,同时还可以实现检测零值的作用,能够进一步提升电力系统外绝缘的防污能力,为电网的平稳运行提供保障。但值得注意的是,硅橡胶在使用期间仍然存在劣化的问题,需要相关的工作者结合硅橡胶材料的运行特点确立更加科学、系统的应用方案,提升电力系统外绝缘管理工作的基本水平。如果仔细观察复合绝缘子的外观,我们能够发现它的表面会存在着较为明显的放电痕迹,在这种情况下,硅橡胶实际的憎水性就会出现不同程度的降低,甚至会消失。不仅如此,伞套材料还会伴有硬化、粉化以及破裂等问题,而且运行在不同区域的绝缘子之间,还会表现出差异化的特征。在评断硅橡胶的憎水性能时,应当从憎水性、憎水性减弱、憎水性恢复特性以及憎水性迁移特性等几个基础的角度展开判定与分析工作。在我国,电力行业对硅橡胶材料制定了统一的使用标准,对硅橡胶的使用进行了规范和约束,使用的硅橡胶必须满足相关的使用条件。H T V硅橡胶本身应用在高压线路棒形悬式复合绝缘子的电站设备中,因为使用量较大,因此,相关技术部门要对其应用特性予以关注。D L/T627就曾对RTV防污染闪涂料的技术做出了约束和管理,并在此基础上要求有关的部门需要严格根据标准检查区域内的电力系统外绝缘装置,在使用的标准中,特意调高了其中的一小部分参数,对硅橡胶材料的憎水性重新进行了实验判定,同时也对工频的湿闪络电压和人工污秽试验重新开展了试验处理。最为关键的是,在现行的使用标准中,加强了对R T V与H T V参数的关注,并做出了系统化的约束[3]。具体的使用标准如下：(1)H T V的击穿场强大于20kV/mm,RTV的介电强度大于18 kV/mm。(2)HTV的撕裂强度大于1 0 k N/m,R T V的撕裂强度大于3 k N/m。(3)HTV与RTV-1型的拉断伸长率超过150%,RTV-II的拉断伸长率大于2 5 0%。(4)H T V的可燃性需要达到F V-0级,RTV-I的可燃性需要达到FV-1级,RTV-II型的可燃性需要达到F V-0级。近年来,R T V硅橡胶防污闪涂料用量逐年攀升,在这样的形势下,如果想要达到输电线路H T V硅橡胶复合绝缘子的运行标准,有关工作人员就必须关注挂网技术的运行管理的结构,提高质量控制的能力[4]。

3 硅橡胶在电力系统外绝缘中的应用特点

硅橡胶是电力系统外绝缘设备中不可缺少的组成部分,使用的量相对较大,所以相关的技术部门应当着重探究硅橡胶的应用特性。

3.1 运行的条件对憎水性的影响

通过仔细观察复合绝缘子的外观可以发现,符合绝缘子的表面存在着比较明显的放电印记,一旦出现这种情况,就意味着硅橡胶的憎水性能遭受了破坏,轻则会减弱,严重时会彻底丧失憎水性。不仅如此,伞套材料容易出现粉化和硬化或者是破裂等一系列问题,而且不同位置的运行绝缘子它们还会显示出不同的特点。在评断硅橡胶的憎水性能的环节中,需要从多个基础的角度做出判定和分析,主要可从憎水性迁移、憎水性降低、憎水性恢复、憎水性的特点等几个方面入手考虑[5]。

温度过低会影响硅橡胶的憎水性,如果把硅橡胶放在温度范围在零下5度至零上5度之间的水中,浸泡2到8个小时,等到温度平衡后将硅橡胶取出,它的憎水性能会出现一个明显的低温临界值,位于临界值以下的硅橡胶的憎水性能会全部消失,表面会出现结晶[6]。不同种类的绝缘子的临界值各不相同,运行的时间也各不一样,在温度较低的环境中,硅橡胶的憎水性会出现不同程度的下降,增强表面的亲水性能。因此,技术部门需要综合考虑环境因素以及使用的需求,判定不同地区的运行情况以及环境情况,合理的制定硅胶的处理措施[7]。

3.2 硅橡胶的耐漏电起痕和电蚀损特点

硅橡胶在使用一段时间之后,它的电蚀损性能以及漏电起痕性能有可能发生改变,如果不能及时的采取合理的方法,约束硅橡胶的漏电以及电蚀损性能,就会对硅橡胶的憎水性带来直接的影响。所以,通情况下需要把它的电蚀性能以及耐漏电性能控制在T M A 4.5级上下,通过这样的方法,一方面可以保证硅橡胶的平稳运行,提升运行的安全性与可靠性,还可以保持硅橡胶表面的憎水性,为接下来的各项处理工作提供安全保障,能够在一定程度上提升绝缘子的应用效果以及实际的处理效率[8]。

3.3 硅橡胶的机械性能

在管理电力系统外绝缘设备的工作当中,如要从整体提升管理的质量与管理工作的效率,就必须要监督硅橡胶的机械性能,选用科学的方法完善测试的全过程,以此来提高相关参数的综合能力[9]。在不同的运行时间的条件下,硅橡胶的撕裂强度也不尽相同,如果不能及时的更换不能满足指定撕裂强度标准的硅橡胶,需要保证硅橡胶的伸长率达到相应的标准。除此之外,处于运行状态下的硅橡胶它的机械性能会发生变化,如果无法达到相应的标准,就需要及时更换新的绝缘子。目前,我国还没有评定与管理复合绝缘子伞套的标准,这就意味着有关部门需要进一步加强对电力系统的管控力度,关注引起硅橡胶在运行过程中性能降低的因素,同时关注硅橡胶自身的材料因素,以免留下潜在的安全隐患。

3.4 硅橡胶的积污特点

硅橡胶分子结构特性决定了材料具有优异的憎水性、憎水性减弱、憎水恢复性和憎水迁移性,保证液滴不在硅橡胶上形成连续的水膜,降低闪络放电和高压击穿的风险,因此,要按照标准化流程和应用机制对其进行处理,从而提升复合绝缘子积污处理水平。硅橡胶的独特分子结构决定了这种材料的憎水性能十分优异,使其具有憎水性能减弱与增强,以及憎水性能转移与恢复等特点,能够确液滴不会在硅橡胶的表面形成不间断的水膜,可以减小硅橡胶别高压击穿或者是闪络放电等风险。所以,需要严格根据标准化的步骤以及使用的机制对硅橡胶做出处理,进而提高复合绝缘子的处理积污的能力。

4 硅橡胶在电力系统外绝缘中的应用评价

若想分析硅橡胶在电力系统外绝缘中的应用效果,就必须对硅橡胶的耐老化的性能做出全面的判定,从源头上提高硅橡胶的质量以及应用效果,可以考虑使用抗蚀损性能或者是耐电痕化性能对硅橡胶的使用效果做出初步的评价。现阶段,考核硅橡胶自然老化的所需的时间比较长,人工加速老化来判定硅橡胶老化情况的新的评估方法逐渐映入大众眼帘,并得到了认可。最常见的人工老化方法有两种,一种是1000小时盐雾法,另一种是5000小时紫外线老化方法,主要是考虑沿海地区或者是盐污染地区环境因素与自然环境中受紫外线的影响,进而评估分析并判断硅橡胶的绝缘特性。采用斜面法对硅橡胶的老化性能做出分级评定,保证耐漏电性能和抗蚀损性能不得低于TMA4.5级,而且在这个范围内还需要保证试验品的过流中断次数不能超过3次,不能出现蚀损或起痕问题,根据实验的结果显示,试验判断的结果符合现行标准GB/T6553-2014的标准。

5 结语

综上所述,绝缘材料主要分为有机材料和无机材料,硅橡胶属于有机材料的一种,它具有良好的防污性能,不仅可以避免发生污闪事件,降低清洁、检测零值以及维护的工作总量,还可以有效处理变电站的污闪问题。相关工作人员需要重视挂网技术的运行管理的结构,综合考虑环境因素以及使用的需求,判定不同地区的运行情况以及环境情况,合理的制定硅胶的处理措施,提高质量控制的能力。