复合绝缘子用硅橡胶老化状态评估方法
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Keywords：Composite insulator, silicone rubber, evaluation of aging, performance indicator, characteristic value
中国博士后科学基金项目（2017M612606）和国家重点研发项目（2017YFB0903205）资助。 收稿日期 2018-07-06 改稿日期 2018-10-25
2019 年 6 月 第 34 卷增刊CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY
DOI: 10.19595/ki.1000-6753.tces.L80647
Vol.34 Sup.1 Jun. 2019
复合绝缘子用硅橡胶老化状态评估方法
2. Graduate School at Shenzhen Tsinghua University Shenzhen 518055 China）
Abstract The silicone rubber of shed and sheath on composite insulator is easy to age during the long-term outdoor environment, bringing hidden troubles to the operation of insulator. So the operation and maintenance departments should evaluate the aging state of silicone rubber by sampling test method. Nevertheless there is not an effective method so far. In this paper, some important performance indicators such as hydrophobicity, tracking and erosion resistance are ranked. Various microscopic parameters of silicone rubber are measured. Alternative characteristics are used to assess aging of silicone rubber such as hardness, lightness, density, remaining mass ratios of turning point, end point on the thermal gravimetric (TG) curve and absorption peaks of typical functional group in infrared spectrum. At last, the functional relationship between key performance indicators/aging and characteristic values are studied through statistical analysis methods. The results show that aging of silicone rubber can be determined by hardness (Hshore), HC-grade and density (ρ). This method is simple and feasible to evaluate the aging of silicone rubber precisely for researchers.
夏云峰 1 宋新明 1 何建宗 2 贾志东 2 王希林 2
（1. 广东电网有限责任公司东莞供电局 东莞 523000 2. 清华大学深圳研究生院 深圳 518055）
摘要 复合绝缘子硅橡胶伞裙护套在长期的户外运行条件下会出现老化现象，给绝缘子运行 带来隐患，运维单位需定期进行抽检分析来评估硅橡胶的老化状态，但目前尚无有效的评估方法。 本文从电网系统对硅橡胶性能要求的重要指标入手，将憎水性以及耐漏电起痕和电蚀损性能两项 指标分级，作为评估硅橡胶老化状态的根本凭据，然后测量材料其他的宏观微观参数，将硬度、 明度、密度、热失重转折点和终点的剩余比例以及典型官能团红外光谱吸收峰等作为评估硅橡胶 老化状态的备选特征量。最后利用统计分析的数学方法研究性能指标及老化状态与特征量之间的 关系。结果表明，利用硬度 Hshore、HC 分级以及密度ρ 能判别硅橡胶的老化状态，方法简单可 行，便于运维人员对硅橡胶状态的可靠的评估，保障了输电线路的安全运行。
关键词：复合绝缘子 硅橡胶 老化状态评估 性能指标 特征量 中图分类号：TM863
Evaluation Method of Aging for Silicone Rubber of Composite Insulator
Xia Yunfeng1 Song Xinming1 He Jianzong2 Jia Zhidong2 Wang Xilin2 （1. Dongguan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corporation Dongguan 523000 China
第 34 卷增刊 1
夏云峰等 复合绝缘子用硅橡胶老化状态评估方法
441
0 引言
复合绝缘子主要是由外绝缘保护的高温硫化硅 橡胶伞裙护套和内部机械支撑的环氧树脂玻璃纤维 芯棒构成。相比于传统的陶瓷玻璃绝缘子，由于硅 橡胶材料独特的憎水性和憎水迁移性，复合绝缘子 具有优异的防污闪性能，再加上重量轻、没有零值 等的优点，已经广泛应用于各电压等级的架空输电 线路上[1-2]。近年来的直流输电和特高压发展，也大 大促进了复合绝缘子在国内输电线路上的大范围推 广[3]。截止到 2018 年 2 月 28 日，国家电网 110kV 及以上挂网运行的复合绝缘子数量达到 7 030 761 支，南方电网 35kV 以上挂网运行的复合绝缘子数 量达到 1 480 476 支，其中广东电网达 551 617 支[4]。
中国博士后科学基金项目（2017M612606）和国家重点研发项目（2017YFB0903205）资助。 收稿日期 2018-07-06 改稿日期 2018-10-25
2019 年 6 月 第 34 卷增刊CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY
DOI: 10.19595/ki.1000-6753.tces.L80647
Vol.34 Sup.1 Jun. 2019
复合绝缘子用硅橡胶老化状态评估方法
2. Graduate School at Shenzhen Tsinghua University Shenzhen 518055 China）
Abstract The silicone rubber of shed and sheath on composite insulator is easy to age during the long-term outdoor environment, bringing hidden troubles to the operation of insulator. So the operation and maintenance departments should evaluate the aging state of silicone rubber by sampling test method. Nevertheless there is not an effective method so far. In this paper, some important performance indicators such as hydrophobicity, tracking and erosion resistance are ranked. Various microscopic parameters of silicone rubber are measured. Alternative characteristics are used to assess aging of silicone rubber such as hardness, lightness, density, remaining mass ratios of turning point, end point on the thermal gravimetric (TG) curve and absorption peaks of typical functional group in infrared spectrum. At last, the functional relationship between key performance indicators/aging and characteristic values are studied through statistical analysis methods. The results show that aging of silicone rubber can be determined by hardness (Hshore), HC-grade and density (ρ). This method is simple and feasible to evaluate the aging of silicone rubber precisely for researchers.
夏云峰 1 宋新明 1 何建宗 2 贾志东 2 王希林 2
（1. 广东电网有限责任公司东莞供电局 东莞 523000 2. 清华大学深圳研究生院 深圳 518055）
摘要 复合绝缘子硅橡胶伞裙护套在长期的户外运行条件下会出现老化现象，给绝缘子运行 带来隐患，运维单位需定期进行抽检分析来评估硅橡胶的老化状态，但目前尚无有效的评估方法。 本文从电网系统对硅橡胶性能要求的重要指标入手，将憎水性以及耐漏电起痕和电蚀损性能两项 指标分级，作为评估硅橡胶老化状态的根本凭据，然后测量材料其他的宏观微观参数，将硬度、 明度、密度、热失重转折点和终点的剩余比例以及典型官能团红外光谱吸收峰等作为评估硅橡胶 老化状态的备选特征量。最后利用统计分析的数学方法研究性能指标及老化状态与特征量之间的 关系。结果表明，利用硬度 Hshore、HC 分级以及密度ρ 能判别硅橡胶的老化状态，方法简单可 行，便于运维人员对硅橡胶状态的可靠的评估，保障了输电线路的安全运行。
关键词：复合绝缘子 硅橡胶 老化状态评估 性能指标 特征量 中图分类号：TM863
Evaluation Method of Aging for Silicone Rubber of Composite Insulator
Xia Yunfeng1 Song Xinming1 He Jianzong2 Jia Zhidong2 Wang Xilin2 （1. Dongguan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corporation Dongguan 523000 China
第 34 卷增刊 1
夏云峰等 复合绝缘子用硅橡胶老化状态评估方法
441
0 引言
复合绝缘子主要是由外绝缘保护的高温硫化硅 橡胶伞裙护套和内部机械支撑的环氧树脂玻璃纤维 芯棒构成。相比于传统的陶瓷玻璃绝缘子，由于硅 橡胶材料独特的憎水性和憎水迁移性，复合绝缘子 具有优异的防污闪性能，再加上重量轻、没有零值 等的优点，已经广泛应用于各电压等级的架空输电 线路上[1-2]。近年来的直流输电和特高压发展，也大 大促进了复合绝缘子在国内输电线路上的大范围推 广[3]。截止到 2018 年 2 月 28 日，国家电网 110kV 及以上挂网运行的复合绝缘子数量达到 7 030 761 支，南方电网 35kV 以上挂网运行的复合绝缘子数 量达到 1 480 476 支，其中广东电网达 551 617 支[4]。