硅橡胶在高压电缆附件中的应用

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高压电力电缆附件用液体硅橡胶的制备与研究

高压电力电缆附件用液体硅橡胶的制备与研究
第4 2卷 第 8期 2 0 1 4年 4月
广



Vo 1 . 4 2 No . 8 Ap r . 2 01 4
Gu a n g z h o u Ch e mi c a l I n d u s t r y
高 压 电 力 电缆 附 件 用 液 体 硅 橡 胶 的 制 备 与 研 究
Or g a n i c Si l i c o n Te c h n o l o y g Co .,Lt d .,Gu a n g z ho u, Gu a n g d o ng,5 1 0 7 6 0 ;3 S c h o o l o f Ma t e ia r l s S c i e n c e
张利萍 ,杨化彪 ,杨思广 ,林祥坚 ,曾幸荣
( 1广 州天赐 高新 材料 股份 有 限公 司 ,广 东 广 州 5 1 0 7 6 0;2广 州天赐 有机 硅科 技有 限公 司 , 广东 广州 5 1 0 7 6 0 ;3华南理工大学材料科学与工程学院,广东 广州 5 1 0 6 4 0 )
Ab s t r a c t :T h e e f f e c t s o f s i l i c a t y p e a n d c o n t e n t ,v i n y l s i l i c o n e o i l o f d i f f e r e n t v i s c o s i t y a n d c r o s s l i n k i n g d e n s i t y o n
e f f e c t i v e l y i mp r o v e t h e t r a c k i n g p e r f o m a r n c e t o me e t t h e s p e c i a l r e q ui r e me n t o f s i l i c o n e r u b be r i n e l e c t ic r i t y i n d us t r y .

电线电缆用硅橡胶

电线电缆用硅橡胶
电线电缆用硅橡胶
产品用途
硅橡胶具有柔软性,能耐臭氧、电晕、火焰、绝缘性能好,耐高低温性(-60 — 120℃)、而且耐电晕和耐电弧性非常好,是生产电线电缆安全可靠的材料。电线电缆用硅橡胶是一种胶状物,系由甲基乙烯基硅橡胶为基胶,加入必要添加剂(补强剂、结构控制剂、耐热剂、增容剂)经混炼、薄通、过滤、加硫等生产工艺制成。本产品具有硫化迅速,良好的物理机械性能,良好的挤出加工性能,可进行常压热空气硫化和蒸汽连续硫化,适用于挤出电线电缆绝缘层、胶管、胶绳、异型胶条等制品。可根据需要加入各种颜料。
技术数据
序号
检测项目
指标
SDA-70
1
相对密度(25℃)
1.22 ± 0Hale Waihona Puke 052拉伸强度MPa≥
7.0
3
扯断拉伸产率≥
260
4
扯断永久变形≤
14
5
撕裂强度≥
20
6
硬度(邵氏A)
70 ± 3
7
体积电阻率≥
5×1014
8
介电强度≥
20
9
外观
乳白色、半透明、无明显机械杂质
包装储运
1、25KG纸箱包装
2、不要接触明火,防止日光直射
3、运输中防止雨淋
4、本品为非危险品
5、25℃密闭容器中储存期为6个月(超期检验合格仍可使用)

高压冷缩电缆终端头

高压冷缩电缆终端头

高压冷缩电缆终端头高压冷缩电缆终端头是利用弹性体材料(常用的有硅橡胶和乙丙橡胶)在工厂内注射硫化成型,再经扩径、衬以塑料螺旋支撑物构成各种电缆附件的部件。

在安装时,将这些预扩张件套在经过处理后的电缆末端或接头处,抽出内部支撑的塑料螺旋条(支撑物),压紧在电缆绝缘上而构成的电缆附件。

因为它是依靠自身弹性收缩的,而不同与热缩电缆附件,需要通过明火加热才能收缩,这样既节省时间又比较方便。

而高压冷缩电缆终端头呢,因为在冷缩电缆终端头之前多了两个“高压”的字眼,所以首先我们想到的肯定是这款产品适用的电压等级是很高的。

而我们苏州飞博冷热缩制品有限公司中高压冷缩电缆终端头的范围很广从10kv到35kv。

我们今天就以10kv冷缩电缆终端头为例给大家介绍下我们如何选择高压冷缩电缆终端头以及在选择高压冷缩电缆终端头的时候我们需要知道哪些问题。

10kv冷缩电缆终端头可以细分为10kv户内冷缩电缆终端头和10kv户外冷缩电缆终端头。

户外高压冷缩电缆终端头和户内高压冷缩电缆终端头的主要区别在于户外比户内的多了一件东西,这件东西就是雨裙。

雨裙的形状类似于雨伞或是斗笠。

它是套在电缆上面的。

起到遮风挡雨的作用。

10kv户内和户外冷缩电缆电缆终端头按芯数又都可以细分为单芯和三芯。

单芯的按所适用的平方数可以分为1.1、1.2、1.3、1.4。

三芯的按适用的平方数可以分为3.1、3.2、3.3、3.4.数字不同所代表的意思也是不一样的。

比如 1.1所适用的平方数是25-50.1.2适用的平方数是70-120。

数字越大使用的平方数也就越大。

相应的价格也是越高的。

介绍完我们公司高压冷缩电缆终端头的分类。

想必大家也就知道了。

在选购我们公司高压冷缩电缆终端头的时候所要知道的问题了吧。

下面我就来给大家总结下吧。

1.选购高压电缆冷缩终端头我们需要知道自己适用的电压等级。

2.高压冷缩电缆终端头所用的环境。

也就是我们的产品是用于户内还是户外呢。

这个也是要清楚的。

瓦克新型液体硅橡胶服务输配电

瓦克新型液体硅橡胶服务输配电
目之外,青岛伊科思公司、辽宁盘锦振奥化工有 限公司、青岛第派新材料有限公司、山东淄博鲁 华、青岛伊科思 ( 抚顺 )公司等企业也纷纷投资
建设了异戊橡胶项 目。
计划 中百个亿元竣工投产项 目 之一——霍尼韦尔 安全防护用 品 ( 州 )有 限公司开业庆典仪式 滁
在 城东工业 园举行 。该 公 司主要 为制造业 、建
弹性 体几 类 。
化 (o oG 、神马集团及金发科技 (0 13 为重 6o 9) 6 04)
点,建设江苏、上海 、河南、浙江等工程塑料生 产基地、广东改性材料加工基地 。
《 国橡胶 助剂 网》 中
瓦克新型液体硅橡胶服务输配 电
即将于9 12 日 N2- 3 在上海举办的第八届国
压馏分油精制得到的二次抽 出油与一次抽出液接
重点建设北京 、广东、湖南、甘肃 、吉林 、山西 及重庆等特种橡胶基地,同时打造江苏 、上海、 河南及浙江工程塑料基地及广东改性材料加工基
触 ,得到精制的析出油,然后将析出油经溶剂二 次抽提得到环保橡胶油 。该技术与现有的技术相
比,能耗降低3 % 0 ,环保橡胶油的收率提高1% 0 以 上 ,投资减少3% 0 ,处理量提高5% 0 以上。
《 国橡胶 助 剂 网》 中
产异戊 橡胶对进 口异戊橡胶 的替代趋势逐步加 强,预计未来我国异戊橡胶长期依赖进 口产品的
局面将能得到缓解。
霍尼 韦尔橡胶 防护靴项 目投产
8 0 月3 日,安徽省滁州市 “ 6 ”攻坚行动 61
据相 关资料 显示 ,异戊橡胶是我 国七大基
本胶种中最后实现工业化生产的产品,近年来国 内企业投资异戊橡胶的热情较高 。目前除了茂名 鲁华化工有 限责任公司15 . 万吨/ 年的异戊橡胶项

高压电缆附件及其在高压电缆中的应用

高压电缆附件及其在高压电缆中的应用

高压电缆附件及其在高压电缆中的应用摘要:随着我国现代工业的高速发展、生活水平的逐步提高和技术的快速进步,电气系统中新增和改造的高压电缆越来越多,高压电缆附件的研发和生产也逐渐成熟起来。

由于高压电缆附件在电缆和其他设备(包括电缆)的连接中起到特别重要的作用,因此它的好坏直接影响到输电系统的安全性和可靠性。

在本文中,我将会就自己对高压电缆附件的认识和了解来分析和讨论高压电缆附件的具体情况。

关键词:高压;电缆附件;应用引言随着我国现代工业的高速发展、生活水平的快速提高和城市发展的日新月异,电力的需求快速上升。

在城市中,受到空间局限和市容美观的影响,以前的架空线路传输逐渐被高压交联电缆所取代。

面对各种条件下高压交联电缆的连接需求,八十年代末期,我国逐步开始进行高压电缆附件的研发和生产工作;二十多年过去,我国已经完全具备自主生产500kV及以下的高压电缆附件的实力。

到目前为止,中国生产的高质量高压电缆附件已经销往全球五大洲,为全世界的电力输送起到了重要的作用。

在本文当中,我将会立足于本职工作,就自己的认识和了解来阐述高压交联电缆附件的具体情况。

一、高压电缆附件的功能高压电缆附件是指连接66kV及以上电力电缆与输配电线路及相关配电装置的产品,一般包括电缆线路中电缆间的中间连接及电缆与设备终端的连接。

它主要依据电缆结构的特性进行设计制造,既能恢复电缆的性能,又能保证电缆长度的延长及终端的连接。

二、高压电缆附件的分类高压交联电缆附件根据连接设备的类型主要分为以下三种:第一种是电缆终端,包括户内终端和户外终端,以后者为主。

该种产品的主要作用是均匀电缆末端的电场分布,实现电应力的有效控制,主要装配在电缆线路的首端,用以完成架空线路与电缆之间的连接。

第二种是中间接头,包括直通接头和绝缘接头,以后者为主。

该种产品的主要作用是使电缆线路通畅,电缆保持密封,并保证电缆接头处的绝缘登记,使其安全可靠地运行。

主要装配在电缆线路的中间位置,用以完成电缆与电缆之间的连接。

有机硅橡胶在电力电缆附件上的应用.docx

有机硅橡胶在电力电缆附件上的应用.docx

有机硅橡胶在电力电缆附件上的应用柯德刚永锦电力器材有限公司浙江台州318050近十年来我国电力工业一直呈现大幅度增长的态势。

2001年全国投产发电装机容量为1713kW,全国发电装机总容量达到33800万kW,发电量完成14780亿kwh,比2000年又增长8%,保持世界第二的地位。

而输电系统,城乡电网建设相对滞后。

随着我国历史性的加入WTO,伴随着国民生活质量的提高,世界加工制造中心逐步向我国转移,对电能的需求也越来越大,对供电可靠率琵要求越来越高。

为提高供电可靠率,国家近三年来投入了大量资金用于城乡电网的建设与改造。

仅2001年电网改造投资达1033亿,电网建设投资达1070亿元。

城乡电网改造的过程也是一个电缆普及. 的过程,是一个用地下电力电缆输配电网代替蜘蛛网状架空配电网的过程。

由表一可看出近年来,我国电力电缆应用正成倍增长。

表一我国电力电缆应用统计表(2000年)电力电缆附件是连接电缆本体及使电缆与架空输电线,与各变电站内设备相连接实现电能传输的必需装置。

近十年来伴随着电力工业的发展和电力电缆的普及,电缆附件的用量大幅上升,新产品不断涌现,产品质就、产品的适用性能不断提高.在这个过程中有机硅橡胶的应用至关重要。

一、早期在热收缩型电缆附件中的应用硅橡胶应用于电缆附件产品起源于1985〜1986年间。

当时为了推出一种重量轻、施工方便的热收缩型电缆附件,武汉高压研究所,吉林辐射化学研究所、长春应用化学研究所、武汉电缆附件厂等单位协同攻关.为了改善户外用产品的抗露电起痕能力,提高其憎水性,-168 -将乙烯一醋酸乙烯共聚物EVA与PDMVS (甲基乙烯硅橡胶)及其它原料共混,形成一种多相聚合物。

发现当PDMVS含董占体系30%左右时,会产生相倒转现象,并总结出PDMVS含量对产品凝胶含量的影响规律、对制品成型工艺的影响及对辐照交联的影响。

这种材料制成的电缆附件产品相继通过了国家有关部委的鉴定,并迅速推向市场,应用于全国电力、石化、铁道、油田、矿山等系统.此举也开创了将有机硅橡胶应用于电缆附件的历程。

硅橡胶制品用途

硅橡胶制品用途

硅橡胶制品用途
硅橡胶是一种高分子材料,具有优异的耐高温、耐寒、耐腐蚀、耐氧化、耐紫外线、耐磨损等特性,因此被广泛应用于各个领域。

下面我们来了解一下硅橡胶制品的用途。

1.医疗器械
硅橡胶制品在医疗器械领域中应用广泛,如人工心脏瓣膜、人工关节、医用导管、医用手套、医用硅胶垫等。

硅橡胶具有生物相容性好、不易引起过敏反应、耐高温、耐腐蚀等特点,因此被广泛应用于医疗器械制造中。

2.电子电器
硅橡胶制品在电子电器领域中应用广泛,如电子元器件密封件、高压电缆绝缘层、电子电器外壳、电子电器防水密封件等。

硅橡胶具有优异的绝缘性能、耐高温、耐腐蚀、耐氧化等特点,因此被广泛应用于电子电器制造中。

3.汽车工业
硅橡胶制品在汽车工业领域中应用广泛,如汽车密封件、汽车悬挂系统、汽车制动系统、汽车散热系统等。

硅橡胶具有优异的耐高温、耐寒、耐磨损、耐腐蚀等特点,因此被广泛应用于汽车工业中。

4.建筑工业
硅橡胶制品在建筑工业领域中应用广泛,如建筑密封件、建筑防水材料、建筑隔音材料等。

硅橡胶具有优异的耐候性、耐腐蚀、耐高温、耐寒等特点,因此被广泛应用于建筑工业中。

硅橡胶制品具有广泛的用途,不仅在医疗器械、电子电器、汽车工业、建筑工业等领域中应用广泛,还在航空航天、军工等领域中得到了广泛的应用。

随着科技的不断发展,硅橡胶制品的应用领域将会越来越广泛。

高压电缆附件绝缘理化性能与电气特性研究

高压电缆附件绝缘理化性能与电气特性研究

第41卷第1期2022年1月电工电能新技术Advanced Technology of Electrical Engineering and EnergyVol.41,No.1Jan.2022收稿日期:2021-08-10基金项目:国家重点研发计划项目(2018YFB0904400)㊁国家电网公司科技项目(52110418003H)㊁国家自然科学基金项目(51977202)作者简介:谢㊀坤(1996-),男,湖北籍,硕士研究生,研究方向为高电压与绝缘技术;任成燕(1979-),女,河南籍,副研究员,博士,研究方向为高电压与绝缘技术(通信作者)㊂高压电缆附件绝缘理化性能与电气特性研究谢㊀坤1,2,张㊀伟3,张㊀杰1,李鸿泽4,柏㊀仓4,张传升2,5,任成燕2,5,邵㊀涛2,5(1.太阳能高效利用及储能运行控制湖北省重点实验室,湖北工业大学,湖北武汉430068;2.等离子体科学和能源转化北京市国际科技合作基地,中国科学院电工研究所,北京100190;3.国网江苏省电力有限公司电力科学研究院,江苏南京211103;4.国网江苏省电力有限公司,江苏南京210024;5.中国科学院大学,北京100049)摘要:为了研究长期服役对硅橡胶(SIR )和三元乙丙橡胶(EPDM )绝缘高压电缆附件的理化性能和电气特性的影响,对退役110kV 电缆附件绝缘的材料特性㊁热学性能㊁介电性能和陷阱分布特性进行了测试和分析㊂结果表明:附件绝缘的介电性能受材料理化特性影响,老化使SIR 绝缘分子主链Si-O-Si 和侧链Si-CH 3发生断裂,放电事故导致EPDM 绝缘出现C =O ㊁-OH 和含Si 基团,介电性能下降;分子链被破坏导致绝缘的结晶性能被抑制,SIR 熔点温度降低;运行初期,重结晶现象使EPDM 绝缘的聚集态发生改变,部分无定型态向结晶态转变,对附件绝缘的击穿强度和体积电阻率有一定提升作用;EPDM 的电气强度优于SIR ;SIR 绝缘陷阱电荷密度大于EPDM ,表面电荷消散速度也快于EPDM 绝缘㊂关键词:电缆附件;理化状态;介电性能;陷阱参数;老化DOI :10.12067/ATEEE2108021㊀㊀㊀文章编号:1003-3076(2022)01-0008-09㊀㊀㊀中图分类号:TM2471㊀引言㊀㊀电缆中间接头和终端等附件在电缆线路中起着承接和过渡的作用,是电缆系统的重要组成部分㊂电缆附件和本体的设计寿命相同,但附件容易因施工不当等问题,造成气隙和划痕等缺陷,发生局部放电现象㊂此外由于电缆系统连接处使用环境恶劣[1],电缆附件易在电㊁热和氧气等因素作用下相互促进老化,导致附件绝缘性能劣化直至失效㊂在对231起故障案例统计发现,不计外力破坏时,电缆附件故障率高达85.5%[2]㊂研究退运电缆附件绝缘的电气特性和理化性能变化,对保障电缆系统安全运行具有重要工程实践意义㊂电缆附件常用材料为硅橡胶(SIlicone Rubber,SIR)和三元乙丙橡胶(Ethylene Propylene-Diene Mo-nome,EPDM)[3],由于热阻较大,长期局部放电造成的热氧老化会破坏绝缘材料的晶体结构㊂周远翔等人[4]研究了高温对电缆附件绝缘SIR 性能的影响,发现在90ħ以下时,热老化会导致SIR 交联度下降,结晶度明显降低;詹威鹏等人[5]对交联聚乙烯进行了加速热氧老化试验,发现在重结晶期由于抗氧化剂的抑制作用,绝缘晶体结构破坏少,重结晶反应导致绝缘结晶度小幅上升,电荷输运变难;李欢等人[6]也指出交联聚乙烯的热老化在物理老化阶段重结晶使晶体变完善,而化学老化阶段温升至160ħ时才会对结晶区造成严重破坏;白龙雷等人[7]研究了低温条件下乙丙橡胶(Ethylene Propyl-ene Rubber,EPR)局部放电特性及材料性质变化,发现EPR 玻璃化转变温度约为-60ħ,在-40~20ħ区间内试样分子链段结晶较少,材料表现为高谢㊀坤,张㊀伟,张㊀杰,等.高压电缆附件绝缘理化性能与电气特性研究[J].电工电能新技术,2022,41(1):8-16.9㊀弹态㊂电缆附件绝缘受电应力和热应力影响,其电气性能会随运行时间增加而逐渐下降㊂周凯等人[8]指出退运电缆绝缘内部存在 界面效应 ,绝缘内侧由于承受电场强度更高,分子断裂氧化情况更严重,电导率和介电常数更大,老化程度比绝缘外侧更深;陈杰等人[9]研究了退役电缆附件的理化性能,认为EPDM中出现C-O-C和SIR分子链上有机基团减少是附件绝缘老化的标志,且老化严重的附件介电性能明显劣化;邵光磊等人[10]发现电热联合作用导致SiO2填料与SIR分子链间作用力减弱,造成电荷积聚和绝缘击穿强度下降㊂电缆附件由于材料介电特性差异,电场分布不均匀[11],界面处易积聚空间电荷,诱发局部放电㊂何东欣等人[12]研究了电热老化对附件应力锥处电荷积聚的影响,发现电荷密度随老化时间变长而增加,并认为空间电荷从外侧迁移至应力锥处是电荷积聚的来源,交联产物是正电荷迁移率较高的主要原因;李盛涛等人[13]研究发现聚合物内适量的纳米颗粒可增加其深陷阱密度和能级,抑制空间电荷积累,进而增强其介电性能;闫群民等人[14]研究了不同温度热老化下绝缘表面陷阱参数,认为浅陷阱密度增加来源于羰基(C=O)等老化产物,深陷阱的下降源于热老化对晶体结构的破坏㊂电缆运行环境复杂,附件绝缘的老化形式和人工加速老化有较大区别㊂本文以退役110kV电缆附件为研究对象,对SIR和EPDM试样的材料特性㊁热学及介电性能和陷阱特性进行测试,综合分析运行过程中其热学性能和电气特性的变化,有助于现役电缆的老化状态评估和故障诊断㊂2㊀样本及实验2.1㊀附件样品信息㊀㊀实验选用了6种不同线路的电缆附件,电缆电压等级均为110kV㊂所有附件绝缘经切片机裁成厚度约1mm的样品,长宽尺寸为:40mmˑ40mm,用无水乙醇擦洗表面后,在干燥箱中静置24h㊂将6种试样分别编号为S1~S4和E1~E2,其中S1~S4为SIR,E1~E2为EPDM,S4试样来自中间接头,其余样品均取自电缆终端㊂样品基本信息见表1㊂2.2㊀实验方法㊀㊀材料特性测试:傅里叶红外光谱(Fourier trans-form infrared spectroscopy,FTIR)测试采用Nicolet ㊀㊀表1㊀110kV电缆附件基本运行信息Tab.1㊀Basic operating information of110kV cable accessories 编号线路名称附件类型运行状态年限S1秦甘923线电缆终端击穿事故4 S2平沐811线电缆终端外形完好1 S3城康417线电缆终端外形完好7 S4普胜787线中间接头外形完好7 E1运洛7713线电缆终端外形完好11 E2天后887线电缆终端击穿事故2 iS50型号红外光谱仪,分辨率2cm-1,扫描波数段400~4000cm-1;X射线衍射(X-Ray Diffraction, XRD)测试所用设备型号为D8ADVANCE,衍射角10ʎ~90ʎ,扫描速率为0.2ʎ/s㊂热学性能测试:差示扫描量热测试(Differential Scanning Calorimetry,DSC)采用METTLER TOLEDO 公司的DSC3分析仪,测试温度范围为-80~20ħ,升温速率为10ħ/min,N2流速20mL/min㊂介电性能测试:相对介电常数和介质损耗测试使用Agilent4935A阻抗分析仪,频率范围为100kHz~500MHz;击穿性能测试采用全自动油介电强度测试仪,电压范围为0~80kV,升压速率为2kV/s,放电时间间隔1min,实验在油杯中进行;体积电阻率测试采用三电极法,测试电压500V,记录仪器为Keithley6517B型高阻计㊂表面电位衰减测试:测试设备为实验室自建的表面电位测试系统[15],温度为(25ʃ2)ħ,相对湿度(40ʃ5)%㊂试样在-3kV直流电压下电晕充电1min,之后迅速移至Kelvin探头(Trek-6000B)下,探头距试样上表面2mm㊂3㊀实验结果与分析3.1㊀FTIR及XRD测试㊀㊀红外光谱可以获取分子所含化学键和官能团的信息,是物质结构分析的主要手段[16]㊂附件绝缘材料在运行后的分子变化可通过FTIR谱图特征峰值反映㊂SIR主要成分是聚二甲基硅氧烷(PolyDiMe-thylSiloxane,PDMS),其主链为Si-O-Si结构,侧链为Si-CH3结构[17]㊂图1所示SIR样品的FTIR谱图上,795cm-1处的单峰对应Si-O-Si对称伸缩振动,是无定形SiO2的特征峰;PDMS分子中Si-O-Si反对称伸缩振动的谱带分别对应1008cm-1和1076cm-1处的吸收峰;侧链Si-CH3基团的吸收峰位于1260cm-1,而2960cm-1处的吸收峰对应CH3中C-H键的伸缩振动㊂观察试样有机硅特征峰的10㊀电工电能新技术第41卷第1期吸光度可知,经历了击穿事故的S1试样主链Si-O-Si 和侧链Si-CH 3的吸收峰下降明显,可知放电事故导致其分子主链和侧链断裂情况比较严重㊂在1413cm -1和2900cm -1处出现了较弱的吸收峰,这是亚甲基(CH 2)的特征峰,是SIR 分子侧链受到破坏断裂形成的,运行年限较长的S3和S4试样CH 2峰形更明显㊂图1㊀电缆附件绝缘试样的FTIR 谱图Fig.1㊀FTIR spectra of cable accessory insulation在EPDM 样品的FTIR 谱图上,1463cm -1和1377cm -1对应CH 3的不对称变角振动和对称变角振动,这是EPDM 最具代表性的特征峰;2916cm -1和2848cm -1处吸收峰和CH 2的伸缩振动有关㊂观察可知,E1试样在1000~1500cm -1范围内的代表峰值都低于E2,这和E1试样11年运行中发生的整体老化有关㊂E2试样的附件只运行了2年,但在1700cm -1处出现了反应热氧老化的C =O 伸缩振动吸收峰,这和E2应力锥烧蚀严重,末端半导电部位大面积炭化的现象相符合㊂3600~3700cm -1范围里出现了尖锐的O-H 伸缩振动吸收峰,和有机物分子中或分子间氢键的空间位阻有关㊂特别地,E2试样在1000~1100cm -1范围内出现了Si-O 特征峰,结合E2附件的烧蚀事故,猜测和其运行中填充的硅油及经历的放电事故有关,长期电热老化将硅油中Si-C 结构打开并进一步将含Si 基团引入了EP-DM 分子链中㊂文献[18]在退役EPDM 电缆附件研究中也观察到相似结果㊂电缆附件绝缘的XRD 谱图如图2所示,SIR 试样在12ʎ处出现硅氧烷的特征峰,其余测量范围内均没有特征峰出现,表明SIR 样品以无定型态为主㊂SIR 作为非晶态高分子聚合物,12ʎ处衍射峰强度基本反映了样品中硅氧烷的含量㊂S2试样几乎看不到硅氧烷衍射峰,说明运行过程中试样表面有机成分减少,无机成分相应增多[19]㊂EPDM 试样的XRD 谱图上出现了一系列特征峰,说明EPDM 试样晶型良好㊂通过MDI Jade6软件对其谱图进行分析,发现20ʎ附近出现EPDM 分子的特征峰,26ʎ㊁35ʎ附近的衍射峰分别和结晶SiO 2及填料Al 2O 3有关,50ʎ~70ʎ之间的系列衍射峰主要是EPDM 热氧老化产物㊁填料中的硅酸盐以及老化产生的碳基物质引起的㊂对比EPDM 的XRD 谱图可知,经历了放电击穿事故的E2试样在20ʎ附近出现新衍射峰,且部分衍射峰也发生了一定角度的偏移,推测是放电事故引起的电热作用导致E2分子链断裂,生成了小分子物质,移动性变强,小分子之间发生重结晶反应,导致材料晶型改变,衍射峰位置偏移㊂图2㊀电缆附件绝缘的XRD 谱图Fig.2㊀XRD spectrum of cable accessory insulation3.2㊀热学性能测试㊀㊀SIR 和EPDM 为橡胶材料,一般工作在玻璃化转变温度之上,对应材料的高弹态㊂DSC 测试可以分析运行老化对附件绝缘材料结晶特性的影响,通过熔点㊁融程及计算所得结晶度等热学参数,进一步判断运行中附件绝缘的材料结构变化㊂谢㊀坤,张㊀伟,张㊀杰,等.高压电缆附件绝缘理化性能与电气特性研究[J].电工电能新技术,2022,41(1):8-16.11㊀在图3所示的附件绝缘试样的热流曲线中,SIR 试样在升温过程中出现了明显的熔融峰,S1㊁S3和S4试样的熔点较低,均在-43ħ附近,故其结晶所需温度更低,结晶难度更大㊂其中S3和S4试样的运行年限较长,整体劣化程度较深,而S1试样虽然运行年限较短,但严重的放电事故导致其硅氧烷分子结构被破坏,影响了PDMS 分子的规整度,对其低温结晶过程有一定的抑制作用[20]㊂S2试样的熔点温度略高,由XRD 结果知S2绝缘材料内SiO 2含量比例较高,SiO 2填料增加了S2试样内的物理交联点,导致分子链柔性比其余SIR 试样更低,故结晶性能更好㊂E1和E2试样的热流曲线相似,在升温过程中都没有出现熔融峰,但分别在-50.8ħ和-49.8ħ出现了轻微的玻璃化转变,降温过程中没有结晶峰出现,表明EPDM 材料在较大温度范围内弹性良好㊂图3㊀电缆附件绝缘试样的DSC 曲线Fig.3㊀DSC curves of cable accessory insulation根据图3(a)所示的DSC 测试结果,采用式(1)计算SIR 绝缘试样的结晶度和熔融热:D cr =ΔH fsΔH 100ˑ100%(1)式中,D cr 为结晶度;ΔH fs 为试样的熔融热;ΔH 100为SIR 试样结晶度100%时的熔融热,其值为37.4J /g [4]㊂S1~S4试样的结晶度计算结果见表2,S1㊁S3和S4试样的熔点温度T c 变化不大,结晶度也都低于运行年限最短的S2试样㊂在SIR 试样中,S1试样经历过击穿事故,S3和S4试样则运行年限最长,三种绝缘试样内部热氧老化程度更深,聚合物的大分子链断裂情况也更严重,而破坏后生成的小分子链以及小晶体在熔融过程所需能量更小,因此表现为绝缘的熔点温度下降㊂表2㊀硅橡胶绝缘试样的结晶度Tab.2㊀Crystallinity of SIR insulation samples试样T c /ħΔH fs /(J ㊃g -1)D cr (%)S1-42.45-11.0229.47S2-40.72-12.2432.72S3-42.65-11.5830.95S4-42.89-10.4828.023.3㊀介电性能测试㊀㊀介电常数和介质损耗是绝缘材料的基本介电参数,直接影响绝缘运行时的温度场和电场分布[21]㊂附件绝缘的介电常数和介质损耗频谱如图4所示,当频率升高时,偶极子极化和夹层极化过程来不及完成[22],所有样品的介电常数都随着频率增加而变小㊂绝缘试样的介损随频率的增加整体上升,且6个试样之间的介损差值不显著㊂图4㊀电缆附件绝缘的介电频谱Fig.4㊀Dielectric spectrum of cable accessory insulationE2试样的介电常数最大,这和E2试样的附件经历的击穿事故有关,放电事故引入了C =O 和-OH 等强极性基团,分子极性增强,导致其在电场作用下极化能力变强,介电常数增幅较大,这和FTIR 及XRD 结果相对应㊂投运1年的S2试样介电常数和投运11年的E1试样接近,猜测这和试样内填充较多的SiO 2颗粒有关,XRD 谱图中可知S2内无机成分变多,纳米填充物比例上升引入了更多偶极基12㊀电工电能新技术第41卷第1期团[23],使得偶极极化增强,故其介电常数略高㊂特别地,S3和S4运行年限都是7年,但S4试样取自中间接头,介电常数远大于其余电缆终端样品,这与中间接头在衔接㊁过渡作用中长期受到径向机械应力有关[24]㊂由于运行中长期过盈配合的要求,中间接头要比电缆终端承受更大的机械应力[9],电热力联合作用下材料内部产生新的缺陷,极化能力增强㊂㊀击穿场强是衡量电缆附件绝缘运行可靠性的主要标准[25]㊂各附件绝缘试样在工频下的击穿场强如图5所示㊂SIR 绝缘体内无晶相,橡胶分子链在非晶相中无规则排列,电荷输运相对容易㊂S1和S2试样的击穿场强比较接近,均在24kV /mm 左右,运行年限较久的S3和S4试样约为20kV /mm,S4略高于S3试样㊂EPDM 试样的击穿性能整体优于SIR 试样,结合图2知EPDM 试样晶型良好,相比于无晶相的SIR 试样,其绝缘内载流子迁移通道形成难度更大㊂E2试样经历了击穿事故,分子结构破坏,但小分子物质出现重结晶现象,绝缘内部分无定型区向结晶区转化[6],晶体中分子链趋于规则排列,电荷输运变难,故击穿场强升高㊂图5㊀电缆附件绝缘的击穿场强Fig.5㊀Breakdown strength of cable accessory insulation体积电阻率直接影响绝缘内部的电场分布和击穿性能㊂在表3所示的体积电阻率结果中,各试样均满足GB /T11017.3 2002对橡胶料体积电阻率不小于1015Ω㊃cm 的要求㊂SIR 的体积电阻率整体小于EPDM,这和两种绝缘自身不同的晶相结构等材料性质有关㊂SIR 和EPDM 电缆附件的击穿场强和体积电阻率有较好的一致性,运行年限越长,绝缘分子结构破坏程度加深,电阻率越低,但重结晶反应对绝缘试样的体积电阻率有提升作用㊂运行年限相同时,取自中间接头的S4试样体积电阻率略高于取自电缆终端的S3试样㊂表3㊀附件绝缘试样的体积电阻率Tab.3㊀Volume resistivity of insulation samples试样S1S2S3S4E1E2体积电阻率/(ˑ1016Ω㊃cm)9.313.87.68.654.460.03.4㊀陷阱分布特性测试㊀㊀陷阱密度与能级分别和陷阱数量与能量势垒相关,是表征绝缘中空间电荷积聚的常用参数[26]㊂采用电晕放电方式对附件绝缘表面充电,然后通过测量表面电位随时间变化情况分析绝缘表面电荷运输特性和陷阱分布特性㊂附件绝缘的表面电位衰减曲线如图6(a)所示㊂EPDM 试样在整个测试时间内都处于缓慢下降阶段,SIR 试样的表面电位衰减则有快速和缓慢衰减两个阶段㊂经历了放电事故E2试样的衰减最慢,只投运了1年的S2试样在快速衰减阶段下降速度最快㊂从10000s 内的衰减幅度看,EPDM 的衰减率远低于SIR,E2的衰减率仅为15%,E1在经历了初始的快速下降阶段后整体衰减率约为25%,两种绝缘表面电位衰减的差异和其材料结构有关㊂基于等温表面电位衰减(Isothermal Surface Po-tential Decay,ISPD)模型,结合双陷阱假设对表面电位衰减曲线拟合计算[26],得到如图6(b)所示的陷阱电荷分布㊂从陷阱能级看,SIR 试样只有一个陷阱电荷中心,运行年限较长的S3和S4试样陷阱电荷密度较大,投运1年的S2试样陷阱电荷密度最小;E1试样有两个陷阱中心,而E2试样只有一个陷阱中心,能级1.03eV,为所有试样中最高㊂SIR 绝缘试样的陷阱电荷密度整体大于EPDM 试样,这和SIR 试样内部的无定型区域有关,无定型区域的活性较强[27],存在较多的交联副产物和填充剂等生成的杂质基团,形成大量载流子陷阱,导致SIR 试样的陷阱密度增加㊂4㊀讨论㊀㊀电缆附件的绝缘复合界面及其他生产㊁安装造成的物理缺陷处容易发生电荷积聚,导致电场畸变,引起局部放电甚至击穿事故㊂研究表明[28],局部放电产生的热电子能量可高达963kJ /mol,能打断SIR 主链Si-O-Si (446kJ /mol)和侧链C-H 键(413kJ /mol)㊂电缆终端为增强绝缘强度会使其工作在硅油中,E2试样中引入的含Si 基团便与填充硅油有关,硅油中Si-C 键(347kJ /mol)和EPDM 试谢㊀坤,张㊀伟,张㊀杰,等.高压电缆附件绝缘理化性能与电气特性研究[J].电工电能新技术,2022,41(1):8-16.13㊀图6㊀电缆附件绝缘的电位衰减与陷阱参数Fig.6㊀Surface potential attenuation and trap parametersof cable accessory insulation样中的C-C键(344kJ/mol)及C-H键被局部放电产生的电子打开并键合成新基团,填充硅油和附件绝缘相互促进老化㊂硅油的电气性能会随终端运行年限增加而降低,甚至引起终端发热,张静等人[29]发现多年运行导致终端填充的硅油老化裂解,介电性能下降,且附件微裂缝渗入的水分会加速绝缘油老化㊂放电击穿对绝缘材料的分子结构破坏严重,导致S1试样分子链上有机基团数量降低明显,E2的分子结构破坏也较严重,生成了C-O和C=O等老化标志物,同时出现振动频率较高的-OH吸收峰,表明其绝缘内部氧化反应程度较深,分子断裂生成的小分子物质进一步被氧化生成醛㊁酮等㊂此外C-O (326kJ/mol)和C=O(728kJ/mol)在放电作用下也会提供更多的氧气[30],使绝缘内部热氧老化加剧,将老化断链形成的CH2等物质进一步氧化成极性基团,导致绝缘极性增强,介电性能下降㊂SIR试样分子链段排列有序,在低温下很容易发生结晶,同时硅氧烷侧链上的Si-CH3有机基团能提供交联点,加速结晶过程㊂热氧老化引起的绝缘材料分子断链和降解过程会破坏分子结构的规整性㊂分子主链和有机侧链破坏程度越深,则硅氧烷分子链的规整度越差,对试样的结晶性能抑制越强㊂发生击穿事故的S1试样和投运7年的S4试样分子链断裂程度较深,其熔点最低,结晶性能最弱㊂EP-DM电缆附件绝缘在-50ħ附近有轻微玻璃化转变,在测试温度范围内未发生相变现象㊂SIR和EPDM材料均以无定型态为主,无定型区域内存在较多的断链小分子㊁填充剂及交联副产物等杂质㊂该区域活性较强,故分子断链形成的小分子物质可能接触发生重结晶反应,使绝缘内部分无定型区域向结晶区转化,导致分子交联度变大,分子链段迁移能力弱,不利于载流子在电场作用下移动并形成迁移通道[31],进而使材料的体积电阻率和击穿场强略有升高,投运2年的E2试样虽然经历击穿事故,但重结晶反应使其仍具有良好晶型,故电气强度仍然较高㊂SIR和EPDM都是高聚物绝缘材料,SIR无晶相,呈高弹性,而由烯烃共聚物组成的EPDM则硬度较大㊂电缆附件工作在电缆导芯和地电极之间,当电压等级较高时,其承受的电场强度较大㊂本文中的110kV电缆附件,工作电场强度高,附件受到的电和机械应力大,相比SIR试样,抗撕裂性更差的EPDM试样分子链受到应力破坏的程度更严重㊂在如图7所示的微观形貌中,EPDM试样受应力挤压作用都出现了微裂纹和孔洞,且投运11年的E1试样孔洞分布更加密集,微观缺陷更多㊂绝缘微观结构变化会直接影响绝缘表面陷阱参数,对比E1和E2试样,随运行年限增加,孔洞等物理缺陷的增加使绝缘表面陷阱能级向浅陷阱移动,表面电位衰减变快㊂S3和S4试样投运年限相同,但S4试样取自中间接头,其击穿场强㊁体积电阻率都略大于取自终端的S3试样㊂相比于电缆终端,中间接头由于扩径和过盈配合需要,其绝缘内分子链和SiO2等填料复合界面更易受到应力作用被破坏,在设计制造时对其绝缘性能要求更高㊂由于材料内部聚集态结构的不同,EPDM和SIR试样的陷阱分布有较大区别,EPDM试样的表面电位衰减更慢㊂但聚合物的陷阱分布特性除和材料本身性质及添加剂等因素有关外,也和材料老化产生的新缺陷密切相关㊂SIR试样中,投运1年的S2陷阱密度最低,整体小于其他经历事故或运行时间更长的SIR试样㊂EPDM的陷阱能级整体较深,结合XRD和FTIR结果,这既和试样本身添加的14㊀电工电能新技术第41卷第1期图7㊀EPDM试样的微观形貌Fig.7㊀Microstructure of EPDM samplesAl2O3及SiO2等纳米填料有关[18],也和EPDM试样运行老化中产生C-O和C=O等氧化物有关㊂放电事故导致E2试样分子链断裂,在分子链中引入了硅油中的含Si基团,并且进一步引发热氧老化反应,生成-OH等强极性基团,这是其陷阱密度比E1试样高的原因之一㊂5 结论㊀㊀本文对110kV SIR和EPDM退役电缆附件的材料特性㊁热学性能㊁介电特性和陷阱分布特性进行了测试和分析,得出如下结论:(1)随运行年限增加,SIR绝缘主链Si-O-Si比例下降且侧链Si-CH3断裂形成-CH2程度加深㊂放电事故导致EPDM绝缘出现C=O㊁-OH等极性分子且分子链中被引入硅油中的含Si基团,同时重结晶反应导致EPDM绝缘晶型发生变化㊂(2)老化和放电故障会影响附件绝缘的结晶性能,使SIR熔点降低;EPDM绝缘保持弹性的低温范围比SIR大㊂电缆附件运行初期的重结晶现象有助于改善EPDM的聚集态,进而对绝缘的击穿强度和体积电阻率有一定提升作用㊂(3)EPDM附件绝缘的击穿性能和体电阻率整体优于SIR试样㊂SIR绝缘的陷阱电荷密度大于EPDM,表面电荷消散速度快于EPDM㊂附件绝缘运行老化过程引入的缺陷将增大材料的陷阱密度,而老化初期的重结晶可在材料内部形成深陷阱,进而使材料的电阻率和击穿场强略有升高㊂参考文献(References):[1]费益军,张云霄,周远翔(Fei Yijun,Zhang Yunxiao,Zhou Yuanxiang).硅橡胶热老化特性及其对电缆附件运行可靠性的影响(Thermo characteristics of Silicone rubber and its effects on operational reliability of extra-high voltage cable accessories)[J].电工电能新技术(Advanced Technology of Electrical Engineering and En-ergy),2014,33(12):30-34.[2]惠宝军,傅明利,刘通,等(Hui Baojun,Fu Mingli,Liu Tong,et al.).110kV及以上电力电缆系统故障统计分析(Statistical analysis on failures of110kV and a-bove power cable system)[J].南方电网技术(South-ern Power Grid Technology),2017,11(12):44-50.[3]王霞,余栋,段胜杰,等(Wang Xia,Yu Dong,DuanShengjie,et al.).高压电缆附件设计环节中几个关键问题探讨(Dealing with some key design problems in HV cable accessory)[J].高电压技术(High Voltage Engineering),2018,44(8):2710-2716. [4]周远翔,张云霄,张旭,等(Zhou Yuanxiang,ZhangYunxiao,Zhang Xu,et al.).热老化时间对硅橡胶电树枝起始特性的影响(Influence of thermal aging time on electrical tree initiation of silicone rubber)[J].高电压技术(High Voltage Engineering),2014,40(4): 979-986.[5]詹威鹏,褚学来,申作家,等(Zhan Weipeng,ChuXuelai,Shen Zuojia,et al.).加速热氧老化中交联聚乙烯电缆绝缘聚集态结构与介电强度关联性研究(Study on aggregation and dielectric strength of XLPE ca-ble insulation in accelerated thermal-oxidative aging) [J].中国电机工程学报(Proceedings of the CSEE), 2016,36(17):4770-4778.[6]李欢,李建英,马永翔,等(Li Huan,Li Jianying,MaYongxiang,et al.).不同温度热老化对XLPE电缆绝缘材料晶体结构的影响研究(The effect of thermal aging at different temperatures on the crystal structure of XLPE cable insulation materials)[J].中国电机工程学报(Proceedings of the CSEE),2017,37(22):6740-6748.[7]白龙雷,周利军,邢立勐,等(Bai Longlei,Zhou Li-jun,Xing Limeng,et al.).高寒环境下低温对乙丙橡胶电缆终端界面放电特性的影响(Effect of low tempera-ture on interface discharge characteristics of Ethylene-Pro-pylene rubber cable termination in high-cold environment) [J].电工技术学报(Transactions of China Electrotech-nical Society),2020,35(3):646-658. [8]周凯,李诗雨,尹游,等(Zhou Kai,Li Shiyu,YinYou,et al.).退运中压XLPE和EPR电缆老化特性分析(Analysis of aging characteristics of returned medium-。

高压电缆附件用橡胶性能考核要求分析

高压电缆附件用橡胶性能考核要求分析

高压电缆附件用橡胶性能考核要求分析摘要:经济社会的不断发展也使得高压电缆不断普及,高压电缆的铺设为人类社会带来极大的便利,其技术也处于不断进步之中。

但高压电缆铺设常常会发生故障,电缆附件密封工作的不到位是电缆发生故障的重要原因。

使用绝缘物填充是进行电缆附件密封的一种方式,因此对于电缆附件内部的绝缘材料选择是一项重点工作,对于绝缘橡胶的性能要求也相对较高。

本文将对高压电缆附件用橡胶性能要求进行分析。

关键词:高压电缆附件;橡胶性能;硅橡胶随着城市化进程的不断加快,我国的电线电缆铺设已经基本覆盖各个地区,为人类的生产生活带来便利,随着科技的不断发展,电缆的制造技术也已经有了很大的进步。

但是电缆故障仍然存在于日常生活当中,给人们的生活带来不便。

其中,电缆安装过程中的附件安装不良是造成电缆故障的一项重要原因,因此加强对于高压电缆附件的多重密封工作是一项十分重要的内容。

这就需要高压电缆附件用橡胶具有较为良好的性能。

一、高压电缆附件用橡胶性能考核的重要性高压电缆附件的密封工作会由于电缆附件的运行条件、周边环境等因素的不同而不同,对于防止绝缘油渗漏、阴雨天防止水的渗入、接地箱的防水等具有重要意义。

高压电缆的密封点较多,不同种类的介质有可能向内或向外渗漏的结合点都为密封点。

高压电缆的密封点主要包括对法兰及密封垫结合面、应力锥与电缆绝缘本体的结合面、附件金属套与电缆金属护层结合面、终端导电棒处密封面、中间接头外护套与电缆本体外护套的密封、中间头绝缘填充物壳体与电缆外护套密封、接地箱箱体及地线进线孔密封等,它们共同形成了高压电缆的密封点。

高压电缆的密封技术主要包括应力单元密封、封铅、O型圈、带材、热缩、环氧腻子、环氧丝带、绝缘填充物、硅脂、底线处理等几种。

其中绝缘填充物的密封方式就是在电缆中间接头处用硅橡胶等绝缘物体填充,从而实现密封防水的作用。

这一技术对于所填充的绝缘橡胶的性能要求较高。

二、高压电缆附件用橡胶性能考核要求分析(一)硅橡胶与瓷套的比较高压电缆的附件分为终端和接口两类,终端是安装于电缆线路末端的附件,它的功能是连接电缆和电网以及其它电气设备,终端分为组合预制终端和骼体预制终端两类,接頭分为组合预制接头和账体预制接头。

硅橡胶及其应用pdf

硅橡胶及其应用pdf

硅橡胶是一种合成橡胶,主要由聚合物化的硅氧烷组成。

它具有独特的化学和物理性质,如优异的耐热性、低温弹性、电绝缘性能、化学稳定性、生理惰性和良好的抗老化能力。

以下是硅橡胶在各个领域的一些主要应用:1. 医疗领域:- 制造医疗设备:如导管、呼吸面罩、假体、药剂封装等。

- 制作医疗用品:耳塞、牙科印模材料等。

- 生物医学应用:由于其生物相容性和无毒性,硅橡胶也被用于制造植入物和组织工程支架。

2. 电子领域:- 电线电缆绝缘材料:硅橡胶的电绝缘性能优良,常用于高压电线、通信电缆和电子设备的绝缘层。

- 电子设备密封件:硅橡胶制成的密封圈、垫片和外壳能够保护电子设备免受湿气、灰尘和化学物质的侵害。

3. 汽车工业:- 发动机和传动系统部件:硅橡胶可用于制造耐高温、耐油的密封件、冷却系统软管和燃油系统的部件。

- 车辆内饰:如车窗和门的密封条、仪表板下的缓冲材料等。

4. 建筑行业:- 建筑密封和防水:硅橡胶因其耐候性和弹性,被广泛用于建筑幕墙、门窗、屋顶和地下室的防水密封。

5. 航空航天:- 高温环境下的密封和绝缘:硅橡胶在飞机发动机、火箭推进系统和其他需要在极端温度下工作的环境中具有重要应用。

6. 食品和制药行业:- 食品接触材料:符合食品安全标准的硅橡胶可用于制造食品加工设备的零部件和厨房用具。

- 制药包装:硅橡胶可以作为药品瓶塞、注射器组件和医疗器械的材料。

7. 消费品:- 日常用品:如厨具手柄、婴儿奶嘴、手机壳、手表带等。

- 美容和个人护理产品:如化妆刷、面膜工具和头发护理器具。

这些只是硅橡胶广泛应用的一部分示例,实际上其用途非常广泛,几乎涵盖了所有需要高性能、耐久性和安全性的领域。

随着技术的发展和新材料的探索,硅橡胶的应用范围和性能还将继续扩大和提升。

高压电缆热熔中间接头

高压电缆热熔中间接头

高压电缆热熔中间接头
高压电缆热熔中间接头是一种特殊的电缆接头,它采用熔接式焊接技术,使导体电阻低,强度高,熔接点永不老化,经受起电流冲击和长期大电流运行,持久可靠的电气连接。

高压电缆热熔中间接头具有以下特点:
1. 无应力锥、活动屏蔽层,解决了电缆附件与电缆绝缘之间配装产生的安装工艺和运行环境造成的事故问题,为电缆系统提供一种更高的电气稳定性和安全可靠性的电缆连接技术。

2. 采用熔接式焊接技术,使导体电阻低,强度高,熔接点永不老化,经受起电流冲击和长期大电流运行,持久可靠的电气连接,铜芯熔接,熔接处电缆可弯曲、无需担心电缆拖动造成的影响。

3. 内屏蔽层恢复,采用液态硅橡胶半导电整体恢复技术,使硅橡胶能与电缆导体充分熔合,内屏蔽层表面光滑平整,无微气隙,充分均匀分散电场。

4. 绝缘层恢复技术,采用与电缆绝缘相同的绝缘材料恢复,绝缘与电缆绝缘熔融无气隙熔合,两者形成同一本征特性的绝缘本体,绝缘强度与原电缆一致,具有更高的电气绝缘和运行稳定的耐久性能。

请注意,选购中间接头时,特别要注意j-30绝缘胶、半导电胶带的数量和质量,尽量选择使用接触面积大,经搪锡或镀锌工艺处理的标准中间接头。

在安装和使用过程中,应严格按照操作规程进行,确保接头的质量和安全。

电缆施工中的新材料应用研究

电缆施工中的新材料应用研究

电缆施工中的新材料应用研究在现代社会,电力作为驱动经济发展和保障人们生活质量的关键能源,其稳定传输至关重要。

而电缆作为电力传输的重要载体,其施工质量和性能直接影响着电力系统的可靠性和安全性。

随着科技的不断进步,各种新型材料在电缆施工中得到了广泛的应用,为提升电缆的性能和施工效率带来了新的机遇。

一、新型绝缘材料传统的电缆绝缘材料,如聚乙烯和交联聚乙烯,在某些特定环境下可能存在性能不足的问题。

例如,在高温、高湿度或强电场等恶劣条件下,其绝缘性能可能会下降,从而增加了漏电和短路的风险。

近年来,一些新型绝缘材料逐渐崭露头角。

例如,纳米复合材料在电缆绝缘中的应用受到了广泛关注。

通过在聚合物基体中添加纳米级的无机填料,如二氧化硅、氧化铝等,可以显著提高绝缘材料的电气性能、热稳定性和机械强度。

纳米粒子的小尺寸效应和界面效应能够有效地阻碍电荷的传输和积聚,从而提高绝缘材料的耐电强度和击穿场强。

此外,新型的高温超导绝缘材料也为电缆的发展带来了新的可能性。

高温超导材料在低温下具有零电阻特性,可以大大降低电能传输过程中的损耗。

然而,高温超导材料的应用需要解决制冷和绝缘等一系列技术难题。

二、新型护套材料护套材料主要起到保护电缆内部结构免受外界环境影响的作用。

传统的护套材料,如聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯(PE),在耐腐蚀性、耐磨损性和防火性能等方面存在一定的局限性。

为了满足更高的要求,新型的护套材料不断涌现。

例如,无卤低烟阻燃护套材料具有良好的阻燃性能,在燃烧时不会产生大量的烟雾和有毒气体,符合环保和安全的要求。

这种材料在人员密集场所和对消防安全要求较高的场所得到了越来越广泛的应用。

另外,热塑性弹性体(TPE)作为一种新型的护套材料,具有优异的柔韧性、耐低温性能和耐老化性能。

它可以有效地提高电缆的弯曲性能和使用寿命,特别适用于一些需要频繁移动和弯曲的场合。

三、新型屏蔽材料在电缆中,屏蔽层的作用是减少电磁干扰和防止外界电磁场对电缆内部信号的影响。

agg 10kv硅胶高压线国标标准

agg 10kv硅胶高压线国标标准

AGG 10KV硅胶高压线是一种用于输电、配电系统中的电力传输线路,由于其具有耐高温、耐寒、防腐、耐磨损等优良性能,被广泛应用于各个领域。

为了保障AGG 10KV硅胶高压线的质量和安全,我国制定了相关的国标标准,以下是对该标准的详细解析:一、标准名称:GB/T 12972-2017《硅橡胶绝缘10kV以上电力电缆及附件》标准。

二、标准适用范围:1. 本标准适用于额定电压在10kV及以上的硅橡胶绝缘电力电缆及其附件。

2. 本标准不适用于带电运行的电缆、电缆附件和电缆系统。

三、标准内容:1. 术语和定义:该部分主要规定了AGG 10KV硅胶高压线的相关术语和定义,如额定电压、导体、绝缘层等。

2. 材料:该部分规定了AGG 10KV硅胶高压线所使用的材料应符合国家相关标准,如有特殊要求,应进行相应的试验和检测。

3. 结构:该部分规定了AGG 10KV硅胶高压线的结构应符合国家相关标准,如导体、绝缘层、护套等。

4. 技术要求:该部分规定了AGG 10KV硅胶高压线的技术要求,包括外观、尺寸、电气性能、机械性能、热老化性能、低温弯曲性能等方面的要求。

5. 试验方法:该部分规定了对AGG 10KV硅胶高压线进行试验的方法,如外观检查、尺寸测量、直流电阻测试、耐电压试验、热老化试验、低温弯曲试验等。

6. 检验规则:该部分规定了对AGG 10KV硅胶高压线进行检验的规则,包括出厂检验、定期检验和抽样检验等。

7. 标志、包装、运输和贮存:该部分规定了AGG 10KV硅胶高压线的标志、包装、运输和贮存要求,保证其在运输和贮存过程中不受损坏。

四、标准实施:本标准自2018年1月1日起实施,与原有的GB/T 12972-2008标准相比,增加了翻新电缆、接头和附件的规定,增强了产品质量和安全性。

同时,本标准还对AGG 10KV硅胶高压线的使用、维护和检修等方面作出了一系列规定,以保证其在使用过程中的安全和可靠性。

总之,GB/T 12972-2017《硅橡胶绝缘10kV以上电力电缆及附件》标准是我国对AGG 10KV硅胶高压线的技术要求和检验方法进行规范化管理的重要标准,对于保障电力传输的安全、可靠和稳定具有重要意义。

硅橡胶材料在电力设备外绝缘上的应用

硅橡胶材料在电力设备外绝缘上的应用

硅橡胶材料在电力设备外绝缘上的应用随着电力设备的不断发展和进步,对绝缘材料的要求也越来越高。

在电力设备中,外绝缘是非常关键的一部分,它能够在高压环境下保护电力设备免受电击和电弧等危害。

而硅橡胶材料作为一种优秀的绝缘材料,被广泛应用于电力设备的外绝缘上。

硅橡胶材料具有优异的绝缘性能。

硅橡胶材料由有机硅聚合物制成,具有较高的绝缘电阻和击穿电压。

它的绝缘性能稳定,能够在高温、高湿、高压等恶劣环境中保持良好的绝缘性能。

这使得硅橡胶材料成为电力设备外绝缘的理想选择。

硅橡胶材料具有出色的耐高温性能。

在电力设备中,由于电流的流动会产生热量,因此,绝缘材料需要能够承受高温环境。

硅橡胶材料能够在-50℃至250℃的温度范围内保持良好的性能,不会因温度的变化而发生物理性能的变化。

这使得硅橡胶材料成为抗高温的绝缘材料的首选。

硅橡胶材料还具有优异的耐老化性能。

电力设备通常需要长期运行,因此绝缘材料需要具有较长的使用寿命。

硅橡胶材料由于其分子链的稳定性较高,能够抵抗氧化、紫外线、臭氧等外界环境的侵蚀,因此具有较长的使用寿命。

这使得硅橡胶材料成为电力设备外绝缘的理想选择。

硅橡胶材料还具有良好的机械性能和耐候性能。

电力设备通常需要经受各种外力的作用,因此绝缘材料需要具有一定的强度和耐久性。

硅橡胶材料具有较高的拉伸强度和断裂伸长率,能够承受一定的机械应力。

同时,硅橡胶材料还具有良好的耐候性能,不易受到紫外线、雨水等外界环境的影响,能够保持良好的性能。

硅橡胶材料在电力设备外绝缘上具有广泛的应用前景。

其优异的绝缘性能、耐高温性能、耐老化性能以及良好的机械性能和耐候性能,使得它成为电力设备绝缘的理想选择。

随着电力设备的不断发展和进步,相信硅橡胶材料在电力设备外绝缘上的应用会越来越广泛,为电力设备的安全运行提供更加可靠的保障。

硅橡胶应用

硅橡胶应用

ShinEtsu Chemical R&D32. 500系列n 代表品名KE571-US等,属于气相法硅橡胶,具有良好的稳定的物理性能,良好的挤出性能和高透明性。

n 用途:目前来讲此产品亦属于通用型硅橡胶,一般用作挤出硅胶线、硅胶管等,食品级密封圈、衬垫等;n 硫化体系:一般采用C-23(双2,4),挤出成型;采用C-8(双25),模压成型;n 同行业比较:由于几种进口硅胶性价比相当,竞争比较激烈,在此产品中信越品优势在于产品质量更稳定,尤其是透明性较其他厂家更好,供货周期相对较短;3.其他II.液体注射成形用硅橡胶(LIMS)6 ShinEtsu Chemical R&DShinEtsu Chemical R&D 7二、有机硅在汽车零部件领域的应用I.耐油用1. 耐汽油用2. 耐机油用1. 耐汽油氟硅橡胶耐汽油用氟硅橡胶物性表2. 耐机油硅橡胶耐机油硅橡胶物性表ShinEtsu Chemical R&D12II. 耐电压用1. 火花塞用护套2. 发动机电缆1. 火花塞用护套火花塞用硅橡胶物性14 ShinEtsu Chemical R&D2. 发动机电缆ShinEtsu Chemical R&D16点火线用500系列硅橡胶物性III. 疏水用18 ShinEtsu Chemical R&D1. 析油性固体混炼胶19ShinEtsu Chemical R&D202. 析油性液体硅橡胶3. 析油性液体硅橡胶(低分子硅氧烷减少型)IV. 涡轮增压软管用n使用要求1). 耐高温2). 高强度,耐弯曲疲劳性3). 耐油性4). 多种材料复合使用22 ShinEtsu Chemical R&D23 ShinEtsu Chemical R&D24 ShinEtsu Chemical R&D涡轮增压管用硅橡胶(外层用硅橡胶)ShinEtsu Chemical R&D涡轮增压管用硅橡胶(内层用氟硅橡胶)26 ShinEtsu Chemical R&D2829 ShinEtsu Chemical R&DOA胶辊用硅橡胶物性30 ShinEtsu Chemical R&D2. 工业胶辊工业胶辊一般指烫金胶辊,或者称作耐热转印胶辊ShinEtsu Chemical R&D工业胶辊用硅橡胶物性32 ShinEtsu Chemical R&D34 ShinEtsu Chemical R&D液体硅橡胶物性资料35 ShinEtsu Chemical R&D固体硅橡胶物性资料五、硅橡胶在电线电缆中的应用n硅橡胶在电线电缆行业中的应用主要包含以下四个等级:37 ShinEtsu Chemical R&D六、抗静电有机硅混炼橡胶n抗静电有机硅混炼橡胶除具有一般的有机硅橡胶的特征外,还赋予了抗静电的功用,并且具有之前缺乏的耐热性n优点1). 具有过去技术上很难实现的优异的耐热性能2). 具有静电防止效果3). 基本物性和一般有机硅橡胶相同38 ShinEtsu Chemical R&DShinEtsu Chemical R&D39抗静电硅胶的半衰期利用静电观察装置,对橡胶片以6kV 的电晕放电,使之带电,测定耐电压达到一半的时间。

绝缘子为什么用硅橡胶

绝缘子为什么用硅橡胶

绝缘子为什么用硅橡胶从十九世纪后半叶开始,在架设输电线路时,唯一适用于高压的绝缘材料是陶瓷和玻璃。

进入廿世纪40年代,由于高分子材料的问世,陶瓷和玻璃已不再是首选的绝缘体材料,欧美国家着手研究聚合物绝缘子。

而后对电绝缘体的物理性能、电性能、长期可靠性和最佳形状进行了研究,且生产率也得到了不断的提高。

可以代替陶瓷和玻璃的高分子材料中,硅橡胶从60年代开始就有了实用业绩,在几种聚合物中脱颖而出。

硅橡胶绝缘子比陶瓷绝缘子具有更多的优势。

首先,它重量轻,容易操作且安全;另外,陶瓷绝缘子经常遭受破裂的困扰,一种冲击它就会破损。

而硅橡胶绝缘子则能抗击车辆碰撞电线杆之类的机械冲击。

虽然其它高分子材料也具有以上所介绍的优点,但只有硅橡胶不会对环境造成太大的污染。

聚合物绝缘子能防水,因而就不会发生因水滴落下而发生漏电和表面电弧现象。

硅橡胶绝缘子的防水性比其它聚合物绝缘子恢复得快,是一种在恶劣环境中能长期使用的耐久性材料。

文中对高压电绝缘用的硅橡胶的特征进行说明,并介绍最近的发展趋势。

1硅橡胶的特征1.1硅氧烷健的化学特征1.1.1化学性能稳定的化学键硅橡胶的主链是由硅氧烷(Si-O)链构成的。

由于这种键上的Si、O的负电性分别为1.8与3.5,差异很大,所以形成如图1(略)所示的极化结构,它具有离子键性质。

这样,Si-O的键能比C-C键能高(见表1)。

另外,①由于主链离子键的性质,而使侧链甲基C-H的离子性质减弱,不容易受其它分子攻击,所以其化学稳定性好;②由于Si不会形成双键和三键,所以难以形成主链分解的起点(由于这一原因致使Si-C键相当稳定),进而导致硅橡胶的主链更加稳定。

图1电子分布(略)硅氧烷的键角(Si-O-Si)大(130°-160°),其自由度比有机聚合物(C-C,C:110°)的高。

而Si-O键距离(1.64A)也比C-C的(1.5A)大。

也就是说,聚合物分子整体运动容易(容易变形)。

硅橡胶的用途及特点介绍

硅橡胶的用途及特点介绍

苏州沃尔兴电子 Volsun Electronics Technology
VOLSUN 沃尔兴
V2.01
1
硅橡胶的用途及特点介绍
一、什么是硅橡胶及其用途?
硅橡胶是由硅经过合成而来的,具有无毒、无害、绿色环保的高分子新材料。

是一种新型的高分子复合新材料,属于国家“十二五”推广的新材料。

欧美、日本等国家从三、四十年代开始使用,主要应用于电力、电子、医用、核潜艇、化工、日用生活品等等,如10-500KV 硅橡胶复合绝缘子、避雷器、冷缩电缆附件、开关柜的插拔件、保护罩、耐高温高压电线电缆、互感器帽,高压锅圈、遥控器按键、电脑防尘垫,奶嘴,医用输血管、体液导流管等等。

二、硅橡胶的特点
1、弹性好、耐屈挠:硅橡胶属于橡胶中一种,具有很好的柔软性和弹性,弯曲次数可达十几万次,甚至几十万次以上;
2、耐盐雾,具有良好的憎水性;
3、耐污闪,耐漏电起痕,抗爬电性好,很好的自洁性;
4、优良的绝缘性能:体积电阻可达到1016Ω•cm ,击穿强度≧20-22KV/mm;
5、抗紫外线、耐臭氧、耐老化性能好:200℃×10天,保持率可达85%;根据公式换算,每降低10℃,使用时间延长一倍,理论上计算,如果是室外使用温度为70℃,使用时间为209.3年,由于生产工艺、环境因素,如酸雨等条件,根据美国的实际使用,可达30年以上;
6、耐高、低温性能优良,使用温度可达-70~200℃;
7、优良的医学惰性;
8、硅橡胶的主要成分是:有机硅、二氧化硅,不含卤素和重金属,燃烧后的烟气是白色的,主要是二氧化碳和水,以及二氧化硅残渣,无污染,对人体无害,符合欧盟ROSH 指令,属于环境友好型绿色产品.。

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新 。鉴 于客户 对 高压 电缆 附件 的安装 性 、维 护方
的优缺 点 。
1 高压 电缆 附件的分类
高 压 电 缆 附 件 主 要 分 为 两 大 类 :终 端 和 接 头 。其 中 电缆终 端是 安装 在 电缆 线路 末端 、具 有

便性 、安 全性 等方 面 的要求 ,硅 橡胶 逐渐 取代 了
图 1 高 压 电 缆 附 件 分 类
中硅橡胶部件所起 的作用 ,通过 比较 电缆终端的
外绝 缘材 料 瓷套 和硅橡 胶 复合套 管 ,以及 整体 预 制式 接 头 的外 绝 缘材料 三元 乙丙 橡胶 与硅 橡胶 的
收稿 日期 :2 o 1 3— 0 5—0 6。 作者简介 :张雅春 ( 1 9 6 3 一) ,女 ,工程师 ,一 直从事高压 电缆附件 的研究和制造工作。
产品 ・应
荫 机 ・ l 时 斟 , 2 0 1 3 , 2 7 ( 5 ) : 3 6 5 ~ 3 6 7
S I L I C ON E MA T ERI AL
硅橡 胶 在 高压 电缆 附件 中的应 用
张雅 春 ,赵 志强 ,周 长城 ,刘本 东
( 沈阳古河 电缆有限公司 ,沈 阳 1 1 0 1 1 5 )
硅橡 胶整 体 预 制 式 终 端 、2 2 0 k V硅 橡 胶 整 体 预 制式 接 头 、2 2 0 k V 硅 橡 胶 复 合 套 管 式 终 端 已开
始 大面 积投 人 电 网运 行 。 目前 ,就 产 品 品种 而 言 ,中国 已基 本 接 近 国 际水 平 ,呈 现 出 与 国际 同步 发展 的态 势 。 本 文主要 论 述 了在 不 同结构 的高压 电缆 附件
其它 材 料 ,成 为 附件产 品 中 的重 要原 材料 J 。 我 国 电缆 附 件 的发 展经 历 了从绕 包式 到金 属
定绝 缘 和密封 性能 、用 以连接 电缆与 电 网或 其
它 电气 设备 ( 如 架 空 线 、变 压 器 、G I S开 关 等 ) 的 电缆 附件 ;接 头是 安装 在 电缆 与 电缆之 间 、使
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
件 中 ,硅 橡 胶 在 3种 产 品 中得 到应 用 ,甚 至 更
多。由此可见 ,硅橡胶在高压电缆附件中起着举 足轻 重 的作用 。
同等 高度 的产 品上 ,复合 套管 的爬距 可 比瓷套绝 缘爬 距 增 加 许 多 _ 5 j 。而 且 ,即使 燃 烧 后 剩 下 的
灰分 ( S i O )也 能保 持一 定 的绝 缘能 力 。
环 氧树脂 。尤 其 在近些 年 ,硅橡 胶全 冷缩 式 附件
的高压 电缆 附件 分类 。
的发 展 ,大大 带 动 了硅 橡胶 在 高压 电缆 附件 中的 应用 。在 日本 ,整 体预 制式 硅橡 胶冷 缩接 头 已成
功应 用 到 4 0 0 k V 电压 等 级 ;而 在 中 国 ,1 1 0 k V
两 根及 以上 电缆 导体 联通 、并具 有 一定绝 缘 和密
壳体 、瓷套 +灌胶 ,再 到 尼龙 、塑料 、环 氧外 壳
+ 灌胶 ( 1 9 6 0~1 9 8 7年 ) ,再 到 热 缩 式 、硅 橡
胶 预 制 式 + 热 缩 套 管 、 预 制 式 +冷 缩 套 管
( 1 9 8 8— 2 0 0 0年 ) 、硅 橡 胶 全 冷 缩 式 。 不 同 电压 等级 、不 同结 构形 式 电缆 附件 中应力 锥所 选 的绝
随着 我 国经 济社会 的不 断发 展 和高压 电力 电
性 能 ,论述 硅橡 胶作 为高 压 电缆 附件 外绝缘 材 料
缆及 附 件生产 技 术 的 日趋成 熟 ,高 压 电力 电缆 逐 渐取 代架 空线 路 成 为 城 市 内 电 力 输 送 的 主要 通 道 。高 压 电缆 附 件 技 术 的 发 展 促 进 了材 料 的 更
摘 要 : 简要 介 绍 了高压 电缆 附件 的 外 绝缘 材 料 的 发 展 历 程 及 分 类 ,论 述 了在 不 同 结 构 高压 电 缆 附 件 中 硅 橡 胶 部 件 所起 的作 用 ,通 过 比较 电缆 终 端 的 外 绝缘 材 料 瓷 套 和 硅 橡 胶 复 合 套 管 , 以及 整 体 预 制 式接 头 的 外 绝 缘 材 料 三 元 乙丙橡 胶 与硅 橡 胶 的性 能 ,指 出 了硅 橡 胶 作 为 高压 电缆 附 件 外 绝 缘 材 料 的优 点及 不 足 , 以 及 硅 橡 胶 在 高压 电缆 附件 行 业 的 应 用前 景 。 关 键 词 :高压 , 电缆 附件 ,硅 橡 胶 , 复 合 套 管 ,预 制 ,接 头 ,终 端 中 图分 类 号 :T Q 3 3 3 . 9 3 文 献标 识码 :A 文 章 编 号 :1 0 0 9— 4 3 6 9( 2 0 1 3 )0 5 —0 3 6 5— 0 3
E —ma i l :z h a n g y a c h u n 8 8 8 8@ 1 6 3 . c o n。 r
请 机 | 圭 材 料
从图 1 可 以看 出 ,在 最终 的 6种 高压 电缆 附
第2 7 卷
橡胶 的电性能 和物理 机械 性能基 本不 变 。
三是 电绝缘 性优 良。硅橡胶 复合 套管 的爬 距 可 比相 同绝 缘等 级 的瓷套 的爬 距减 少 1 / 4 ;而在
四是 憎水性 、抗 湿 闪及污 闪性 能好 。硅橡胶
2 硅橡胶高压 电缆附件的性能 比较
2 . 1 瓷套 与硅 橡胶 复合 套管 的比较 交联 电缆终 端 的外绝 缘材料 主要 分为 瓷套 和 硅橡 胶复合 套管 两种 ,二 者 的性 能 比较见 表 1 。
封 性能 的 电 缆 附 件 。高 压 及 超 高 压 交 联 聚 乙 烯 ( X L P E ) 电缆接 头 技术难 度要 高 于终端 。图 1是
按 照产 品功 能 、结构 以及 主要 部件 的原材 料进 行
缘材 料不 同 ,绝缘 材料 逐 渐从瓷 套 +环 氧树脂 + 三元 乙丙 橡胶 转 变为硅 橡胶 复合 套管 + 硅 橡胶 +
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