陳明波 陳昭璇

（1.廣東阿爾派新材料股份有限公司 2.深圳市華晟達(dá)投資控股有限公司）

0 引言

可逆溫度指示硅橡膠防護(hù)盒是采用熱敏變色［1，2］硅橡膠絕緣材料制備不同外型結(jié)構(gòu)的電氣接點(diǎn)保護(hù)盒，主要在送變電系統(tǒng)將電力設(shè)備電氣接點(diǎn)的絕緣保護(hù)和過熱智能預(yù)警融為一體。這樣既能及時(shí)、直觀和快速地發(fā)現(xiàn)接點(diǎn)過熱等事故隱患，又能有效地節(jié)約人力和財(cái)力成本，其應(yīng)用如下［5］：

1）電力工業(yè)：避雷器接點(diǎn)、導(dǎo)電母排接頭、電纜接頭、電機(jī)、變壓器、閘刀、開關(guān)觸點(diǎn)等；

2）機(jī)械工業(yè)：監(jiān)測(cè)磨損和磨擦所引起的過熱、如軸承、齒輪箱，傳送器和熱交換器等；

3）電子工業(yè)：過熱監(jiān)測(cè)，如電器變壓器，電阻、電容、大功率管、集成塊等；

4）運(yùn)輸方面：飛機(jī)，車輛的預(yù)知維修，如發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓、走行、剎車、空調(diào)系統(tǒng)部件等；

5）防熱材料：各種遇熱失效的藥品、化學(xué)試劑、膠卷等；

6）其他：無法用溫度計(jì)或安裝熱電偶部位。如飛機(jī)儀表，不規(guī)則形狀工件、烘道等。

1 研制部分

1.1 工作原理

微膠囊化［3］的可逆感溫變色物質(zhì)稱為可逆感溫變色顏感溫粉，這種顏料的顆粒呈圓球狀，平均直徑為2～7μm （1μm等于千分之1mm），其內(nèi)部是變色物質(zhì)，外部是一層厚約0.2～0.5μm既不能溶解也不會(huì)融化的透明外殼，正是它保護(hù)了變色物質(zhì)免受其他化學(xué)物質(zhì)的侵蝕。一般有二段變色，三段變色和多段變色，隨溫度的上升、下降而反復(fù)改變顏色。

1.2 主要原料

可逆溫度指示硅橡膠防護(hù)盒的主要材料［6］為高分子材料、交聯(lián)劑、微膠囊熱記憶材料等；經(jīng)過物理加工與化學(xué)反應(yīng)過程，材料分子由線性結(jié)構(gòu)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而比普通高分子材料具有優(yōu)越的物理機(jī)械性能；該防護(hù)盒根據(jù)電氣設(shè)備的形狀制造不同的產(chǎn)品，在室溫時(shí)分別為紅、黃、綠、黑、灰顏色，當(dāng)溫度升致設(shè)定溫度70～80℃及以上時(shí)，紅、黃、綠、黑、灰顏色變?yōu)闊o色；當(dāng)溫度低于80℃及以下時(shí)，產(chǎn)品由無色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t、黃、綠、黑、灰顏色，這種顏色轉(zhuǎn)變過程是反復(fù)可逆的；應(yīng)用于帶電線路設(shè)備連接時(shí)，既為電氣設(shè)備起到分相指示作用，又主要為電氣設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行或發(fā)生故障發(fā)熱時(shí)，引起防護(hù)盒發(fā)生顏色的變化，為電力工作人員第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障提供警示及準(zhǔn)確診斷故障點(diǎn)作用。

主要原料［6］如表1所示。

表1 主要原料

1.3 檢測(cè)及生產(chǎn)設(shè)備

部分的檢測(cè)及生產(chǎn)設(shè)備如表2所示。

表2 檢測(cè)及生產(chǎn)設(shè)備

（續(xù)）

1.4 生產(chǎn)流程

硅橡膠合金共混→交聯(lián)成型→修邊→檢測(cè)→包裝→產(chǎn)品。

系列產(chǎn)品中避雷器防護(hù)盒的產(chǎn)品圖如圖1所示。

2 檢測(cè)與分析

2.1 材料特性［4］

溫度可逆指示硅橡膠絕緣防護(hù)盒是利用電子轉(zhuǎn)移型有機(jī)化合物體系特有的結(jié)構(gòu)原理制備的，電子轉(zhuǎn)移型有機(jī)化合物是一類具有特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)的有機(jī)發(fā)色體系，在特定溫度下因電子轉(zhuǎn)移使該有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)顏色轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)從“有色→←無色”、“無色→←有色” 循環(huán)顏色變化的狀態(tài)。

溫度可逆指示硅橡膠絕緣防護(hù)盒在室溫時(shí)為有色狀態(tài)，當(dāng)溫度升至設(shè)定值時(shí)顏色從有色變?yōu)闊o色。顏色-溫度關(guān)系曲線圖［6］如圖2所示。

2.2 關(guān)鍵性能［7］

溫度指示硅橡膠絕緣防護(hù)盒的變色溫度不是一個(gè)溫度點(diǎn)，而是一個(gè)溫度區(qū)間，從變色開始至變色結(jié)束過程的溫度范圍為（T0～T1），該溫度區(qū)間的為2～8℃，在升溫過程中，變色完成時(shí)的溫度T1即為感溫變色的變色溫度。

溫度循環(huán)試驗(yàn)表明，溫度指示硅橡膠絕緣防護(hù)盒的變色可逆循環(huán)數(shù)為4000～8000次。

為各種過熱故障 “告密者” 的變色示溫材料——變色指示防護(hù)盒，彌補(bǔ)了紅外測(cè)溫儀，接觸式點(diǎn)測(cè)溫儀的不足，日常巡檢只需肉眼瀏覽各材料是否變色即可完成繁雜費(fèi)時(shí)的測(cè)溫工作，無需借用其他輔助工具。

2.3 具有過熱預(yù)警功能［8］

當(dāng)電氣接點(diǎn)發(fā)熱達(dá)到設(shè)定溫度75℃時(shí)，產(chǎn)品由原色變成白色。顏色變化能有效提醒運(yùn)行巡檢人員，此處接點(diǎn)發(fā)熱，需及時(shí)采取措施，預(yù)防事故發(fā)生。防護(hù)盒顏色變化具有可逆性。接點(diǎn)溫度恢復(fù)正常后，產(chǎn)品又由白色變成原色，可重復(fù)使用，節(jié)約成本。完善全絕緣線路電氣設(shè)備接點(diǎn)的絕緣防護(hù)。具有良好的防銹、防腐蝕性能?？劢咏Y(jié)構(gòu)，安裝簡(jiǎn)單，使用方便。

使用條件如表3所示，技術(shù)參數(shù)特性如表4所示。

表3 使用條件

表4 技術(shù)參數(shù)特性表

3 結(jié)束語

本文針對(duì)用電設(shè)備故障時(shí)接觸點(diǎn)溫度升高，使包覆的分相顏色發(fā)生變化直至白色，起到故障預(yù)警作用，提醒及時(shí)進(jìn)行維修工作，減少了故障跳閘率并杜絕電器火燒連營，進(jìn)而減少用戶與供電部門由于故障停電帶來的矛盾糾紛及損失?？赡鏈囟戎甘竟柘鹉z防護(hù)盒是多項(xiàng)現(xiàn)代技術(shù)優(yōu)化整合運(yùn)用的系統(tǒng)，建立在地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過提供多種信息、多項(xiàng)數(shù)據(jù)，建立系統(tǒng)間的鏈接等方式來定位故障，達(dá)到停電檢修的目標(biāo)。利用該系統(tǒng)于配網(wǎng)中不僅能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)定位故障，同時(shí)也能控制故障發(fā)生概率，縮短停電時(shí)間，從整體上提高配網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量。然而，在配電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行過程當(dāng)中，由于以上因素，導(dǎo)致出現(xiàn)配網(wǎng)故障跳閘的現(xiàn)象。對(duì)于這一問題，可以通過防止小動(dòng)物干擾、完善防雷接地裝備、強(qiáng)化對(duì)配電網(wǎng)產(chǎn)品質(zhì)量的控制以及加強(qiáng)運(yùn)維防護(hù)等方法來確保配電的安全穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)一步提升用戶滿意度和企業(yè)的社會(huì)形象。

可逆溫度指示硅橡膠防護(hù)盒在送變電系統(tǒng)智能預(yù)警項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)反復(fù)使用，創(chuàng)造了更高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，發(fā)展空間廣大。