余旭偉 李曉波 張鋼

摘要：近年來，經(jīng)濟的快速增長，帶動了科技的迅猛發(fā)展。在此背景，各種先進技術及高新設備不斷涌出，被廣泛應用各個行業(yè)，極大的促進了社會生產(chǎn)力的提高。其中，就以硅橡膠復合絕緣子在輸電線路中的應用來說，不僅能使產(chǎn)品絕緣表面污閃引起的線路跳閘事故得以有效避免，還能使線路運行的安全得以充分保障，從而進一步提升了電力企業(yè)的經(jīng)濟效益。鑒于此，本文將對硅橡膠復合絕緣子在輸電線路中的應用作以探析，以供同行業(yè)者交流和借鑒。

關鍵詞：輸電線路;硅橡膠復合絕緣子;應用

引言：硅橡膠復合絕緣子，又稱為合成絕緣子，其主要由硅橡膠傘裙、金具、玻璃纖維、環(huán)氧樹脂引拔棒這三部分組成。乙丙橡膠、環(huán)氧樹脂、室溫硅橡膠等是早期合成絕緣子的主要材質(zhì)，一直到70年代，德國首次提出了高溫硫化硅合成絕緣子，并在實踐中得以應用。相比于傳統(tǒng)的玻璃、瓷絕緣子，復合絕緣子的優(yōu)點較為突出，包括有強度高、重量輕、耐污閃能力強等。針對復合絕緣子材料，我國主要用于輸變電設備中污閃事故的防治。特別這些年來，隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，復合絕緣子愈發(fā)受到電力系統(tǒng)的重視，發(fā)展速度加快，成為我國科技轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力最為迅速的一項成果。基于此，本文就硅橡膠復合絕緣子在輸電線路中的應用進行研究，顯得意義十足。

1硅橡膠復合絕緣子的選型

1.1復合絕緣子結(jié)構(gòu)表面形狀選擇

傘裙和護套構(gòu)成了復合絕緣子外絕緣結(jié)構(gòu)。先來說復合絕緣子護套，其主要作用在于防止自然環(huán)境中的各種因素對芯棒造成損害?；蛘哒f，可以將其理解為對芯棒予以保護的一種防護結(jié)構(gòu)。再來說復合絕緣子傘裙，是為了使產(chǎn)品的爬電距離得以增加，以便產(chǎn)品能夠安全穩(wěn)定的運行在自然環(huán)境下。傘裙，顧名思義，是一種傘狀結(jié)構(gòu)。傘裙上、傘裙邊緣表面、傘裙下表面都屬于傘裙結(jié)構(gòu)表面。傘裙上表面形狀是根據(jù)污穢物在其表面堆積最少和自清掃能力最好的情況下，將一定的傾角的表面結(jié)構(gòu)確定下來的[1]。傘裙下表面形狀，在對減輕傘裙下表面結(jié)構(gòu)效應及減少污穢物粘附等原因予以充分考慮的前提下，最終確定為平面結(jié)構(gòu)。傘裙，因考慮到戶外下雨的原因，所以應設計成無滴水沿結(jié)構(gòu)。復合絕緣子絕緣結(jié)構(gòu)是根據(jù)產(chǎn)品使用地區(qū)的污穢等級所規(guī)定的爬電距離要求，由若干傘裙在產(chǎn)品護套上均勻分布而構(gòu)成的。因此，傘裙上、下表面與傘裙間護套構(gòu)成的單元爬電長度則為復合絕緣子的爬電距離。

1.2機械強度的選擇

高強度、高比強度是合成絕緣子最突出的特點。據(jù)相關試驗，可知其拉伸強度可達7000MPa/cm2，比強度相當于優(yōu)質(zhì)碳素鋼的5倍。有的地區(qū)、部門明確要求，使用的合成絕緣子，在機械強度上應高出傳統(tǒng)玻璃、瓷絕緣子一級。比方說，使用的瓷絕緣子具有160KN的機械強度，則合成絕緣子的機械強度應為210KN。因此，在合成絕緣子的選用上，可按照詞絕緣子的方法來進行，且機械負荷值無需提高[2]。合成絕緣子在抗彎性能、微風振動性能以及耐舞動性能上較為突出，將其在耐張塔中應用，可承受較強的彎矩。

2硅橡膠復合絕緣子在冶金污穢區(qū)應用問題分析

2.1 復合絕緣子污穢表面的憎水性狀態(tài)

復合絕緣子在冶金污穢地區(qū)應用的過程中，自然環(huán)境下存在的漂浮污穢物以及工業(yè)排放物很容易對其絕緣表面造成污染。隨著產(chǎn)品長時期的運行，復合絕緣子絕緣結(jié)構(gòu)表面難免形成不同形式硅氧烷分子浸潤包裹污穢物的污層，硅氧烷分子必然會存在于污層表面。在硅氧烷分子結(jié)構(gòu)體系中，結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定又不顯極性的甲基都會在分子鏈外側(cè)排列，并以碳硅鍵長進行自由狀態(tài)下的高速旋轉(zhuǎn)，使整個硅氧烷分子中的弱性和極性鍵被屏蔽。這種憎水表面若有凝聚水珠存在于表面之上，這對于處在運行狀態(tài)中的復合絕緣子來說，則由于產(chǎn)品絕緣結(jié)構(gòu)表碾所處不同的形狀位置，會有一定質(zhì)量形狀的水珠在其表面上凝聚。由于受地球引力的影響，水珠的形狀勢必會發(fā)生一定的改變。

2.2 復合絕緣子表面防污性能特點

在冶金污穢環(huán)境下運行一段時間的復合絕緣子，其絕緣結(jié)構(gòu)表面會有硅氧烷分子遷移浸潤包裹污穢物的污層形成，若處在凝露、大霧等自然天氣中，沿整個產(chǎn)品絕緣結(jié)構(gòu)表面開始所凝結(jié)水珠的形狀，將按著產(chǎn)品的傘裙數(shù)量以傘裙下表面、護套表面、傘裙上表面的順序相差1-2級的周期性變化。如果凝露或大霧天氣持續(xù)時間較長，則復合絕緣子結(jié)構(gòu)表面所分布的水珠形狀及密度難免會出現(xiàn)一定的變化。產(chǎn)品的每個傘裙上表面的水珠形狀會因自身重力的影響，在污層表面將會有半圓形高電導率“小島”的形成，并隨著時間的推移會進一步擴大。有的可能在表面傾角的影響下，幾滴水珠會連在一起形成局部水帶。水珠在護套表面存積的數(shù)量越來越多，水珠表面張力與自身重力會形成一種合力，除了會積聚成大水珠從表面滾落外，還可能會對滯留污層水珠起著拉長形成高電導率的“長導”。

2.3 硅橡膠的老化

在一般地區(qū)，高溫硅橡膠至少可以使用15年，在國外很多硅橡膠產(chǎn)品的使用時長已經(jīng)超過了20年，且運行狀態(tài)良好。但也會存在一些產(chǎn)品，使用不到3年，便已經(jīng)發(fā)生脆化或者是處于長時間低溫下，再加上受潮，導致其憎水性無法恢復。由此可見，硅橡膠材質(zhì)在配方上還存在一定的不足，需要后續(xù)進行不斷的改進和優(yōu)化，以便其能夠在遷移性和憎水性方面表現(xiàn)得更好一些，即便是受潮后，也能快速恢復，性能并不會受到影響。

3結(jié)束語：

總的來說，硅橡膠復合絕緣子在輸電線路中的應用，對于污閃事故的有效防治，電力供應的安全和穩(wěn)定以及電力企業(yè)經(jīng)濟效益的進一步提升來說，具有積極的促進意義。因此，作為電力企業(yè)，應予以充分的重視，并加大硅橡膠復合絕緣子的研發(fā)及應用力度，以便其為電力事業(yè)的蓬勃發(fā)展作出更多的貢獻。

參考文獻：

[1]孫進，謝詩琪，董翠翠，等. 硅橡膠復合絕緣子老化評估的研究進展[J]. 石油化工，2020，049（002）：202-208.

[2]丁祖善，霍福廣，谷屯，等. 耐張桿塔使用硅橡膠復合絕緣子可行性分析[J]. 電工材料，2018，No.159（06）：15-19.