复合绝缘子憎水性测量及影响因素分析
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７０ ６ ） １０ ８
７０ ５ ； １０４
３ 陕 西省 电力公 司物 资总公 司， ． 陕西 西安
分 子作用 力 、 硅氧 主链 的柔顺 性 、 氧键 的高 键 能 和 硅
０ 引言
复合 绝 缘 子具 有 体 积小 、 重量 轻 、 械 强 度 高 、 机 憎水 性强 、耐 污 闪性能好 、不测零 值 和少维 护 等优
３２ 电弧对憎 水性 的影 响 ＿
憎水性 分 级 的描述 如表 １ 示 。由于该方 法操 作简 所 便 ， 合 于户外 现 场测量 。 适
表 １ 憎 水 性 分 级 标 准
ＨＣ 值 试 品 表 面 水 滴 状 态 描 述
ＨＣ１ 只 有 分 离 的 水 珠 ， 部 分水 珠 的后 退 角 ≥８ 。 大 ０
技 术 交 流 与 应 用 Ｊ Ｓ Ｕ Ｊ Ｏ ＬＵ Ｙ ＩＧ Ｙ Ｉ Ｈ Ｉ Ｉ Ｕ ＹＮ ＯＮ Ａ Ｇ
复合绝缘平憎＝ 性测量 及影 响因素 析 ７ Ｉ Ｋ
赵 阳 ，惠 华 ，李娟绒 ，张 辉。
（． １ 陕西汽 车集 团有 限责任 公 司 ， 西 西安 陕 ７ ００ ； ． １２０ ２ 陕西 电力科 学研 究院 ， 陕西 西安
相 关规律 ｌ １ Ｉ
１ 憎 水 性 及 迁 移 机 理
憎水 性是 指绝 缘材 料所 吸收 的水 分在其 表 面 以
不连 续 的孤立 小水 珠形式 存 在 ， 形成 连续水 膜 ， 不 绝 缘表 面难 以构 成导 电通路 。 多 材料具 有憎 水性 ， 许 有
迁 移过程 改 变 了污 秽层 的表 面特 ｌ 生，使 其表 面具 有
有 重要 的影 响 。
ＣＨ， ＣＨ， Ｃ Ｈ Ｃ Ｈ
憎水迁移性和优异的防污闪性能。随着复合绝缘子 挂 网数量 的增 多和 运行年 限 的增长 ，其 憎水性 下降 甚至 丧失 而导致 复 合绝缘 子 发生污 闪事 故 的概率 增
大 。 国内外对 复合 绝缘子 的憎水性 变化 进行 了大量 研究 ． 仍缺 乏全 面深 入 的结论 ， 因此 有必 要从 憎水 迁 移性 的机 理 出发 ， 讨憎 水性 的分 级和 测量方 法 ， 探 近
ｏｍ ２
，
总 面 积 小 于 被 测 区
复合 绝 缘子 长 期 处在 污 湿 环境 下 ． 表面 憎水 其 性会 有不 同程 度 的下 降 。运行 绝缘 子上 表面 长期暴 露 于 污 湿 环 境 中 ， 水 性 将 下 降 ， 下 表 面 相 对受 憎 其 污湿 环 境 的影 响则 小 得 多 ， 此仍 保 持较 好 的憎水 因 性 ， 而形 成 干燥 带 ， 干 燥 带 上 将 承 受 较 高 的 电 从 其
移 和恢 复过 程有重 要 的影 响 。如果 预先 用溶 剂 充分 提取硫 化硅橡 胶 中 的低 分子 量 的链 段 ，电晕 老 化后 憎 水性 的恢 复速度 显著 降低 ，憎水 性 迁移 到人 Ｔ污 层 表 面的速 度也 明显 下降＿ 绝 缘表 面脏 污时未 与其 ３ 】 。
他 分子 相交链 的小 分 子硅氧 烷从 绝缘 材料 内部 扩散 到绝缘 材料 表面 ， 并进 一步 扩散 到污秽 层表 面 ， 这种
一
些 完 全 湿 润 的 水 带 面 积 大 于 ２ｃ ｍ ．总 面 积 小 于 被 测 区
域 面 积 的９ ％ ０
ＨＣ 完 全 湿 润 总 面 积 大 于９ ％ ， 存 在 少 量 干 燥 区域 （ 或 带 ） ６ ０ 仍 点
ＨＣ 整个 被试 区 域形 成 连续 水 膜 ７
喷水 分 级 法 测 量 憎 水 性 的操 作 过 程 是 喷 嘴 距 离 试 品２ ｍ， ５ｏ 喷水 １ ｓ共 ２ 次 ， 水 后 表 面 应 有 次／， ５ 喷 水 珠 流 下 。喷射 方 向尽 可能 垂 直 于试 品表 面 ， 水 憎 性 分级 Ｈ 值 的读取应 在 喷水 结束 后３ 内完 成 。试 Ｃ ０ｓ
（） ａ 水平面
（ 倾斜面 ｂ ）
值 溶液 中 ．每 隔２ 用ＨＣ 测 量其 憎 水性 等 级 ． ４ｈ 法 试
验结 果 见表 ２ 。
图２ 静 态 接 触 角 示 意 图
测量 时应 使用 角度 计 。将试 品水 平 布置 在角度 计 上 ， 用 注 射器 使 水 滴垂 直 置 于试 品表 面 。前进 并 角通 过 １ 目镜在 注 射 器滴 入 水 滴 的 瞬 间测 量 其扩 个
其较 高 的 周边 。水 珠 的体 积为 ４ ７ Ｌ 即水 珠 重量 — （ ４ ７ｍ ）测 量 时 ， 测 ５ 水珠 的静 态 接触 角 ， ～ ｇ ， 需 个 取其
４ ８ ７ ２ ９ ６ １Ｏ ２
ＨＣ３ ＨＣ３ ＨＣ４ ＨＣ５
ＨＣ３ ＨＣ３ ＨＣ４ ＨＣ４
品与水平面呈２ 。３ 。 ０～ ０倾角 。喷水设备可用 喷壶 ， 应
满足 ： 次 喷水 量０７ １ｍＬ 喷射 水 流散 开角 为 ５。 每 ．～ ； ０～ ７。 ０。喷射 水 流散 开角 的校 核可 采 用如 下方 法 ： 在距
体作用下 ， 很容易发生分子断链 、 表面能高 的官能
团引入和交联聚合反应 。分子断链是这种反应的第
闪络 电压 的降低嘲 。
３３ 环境 温 度对憎 水性 的影 响 ．
高 温 环 境 中 由于 复 合 绝 缘 子 外 表 面 长 期 受 紫 外线照射 。 分子结构发生微小变化 ， 其 产生 一 些 有 机 小分 子 聚硅 烷 ， 些小 分 子 聚合 物 的挥 发 使 其在 这 短 时 间 内进 入 硅 橡 胶 表 面 污层 ，使 污 层 获 得 憎 水 性 。 验 表面温 度在 ５ 试 ０℃下硅 橡胶 材料 小分子 聚合
ＨＣ 只 有 分 离 的 水珠 ． 部 分水 珠 的后 退 角５ 。 ０ ８ 。 ２ 大 ０ ＜ ｒ ０ ＜
只 有 分 离 的水 珠 ， 珠 一 般 不 再 是 圆 的 ． 部 分 水 珠 的 后 水 大
退 角２ 。 ＜ Ｏ ０＜＿ 。 ５
同 时 存 在 分 离 的水 珠 与 水 带 ． 全 湿 润 的 水 带 面积 小 于 ２ 完
一
一 。－Ｅ一 ｉ 一７ 。 。 — 牛ｍ 汩 一 Ｅ －
ＣＨ Ｃ Ｈ Ｃ ＝ Ｈ。 ＣＨ ＣＨ
图 １ ＰＤＭ Ｓ 分 子 结 构 图
硅橡 胶 材料具 有憎 水迁 移性是 由于体 内一 些低
分 子量 的链段 向表 面扩 散 ，因此对 宏 观 的憎 水性 迁
步分析 影 响复合 绝缘 子憎水 性 的 因素 ，并 总结 出
ＨＣ３ ＨＣ３ ＨＣ３ ＨＣ４
ＨＣ ３ ＨＣ ４ ＨＣ ４ ＨＣ ５
ＨＣ３ ＨＣ ４ ＨＣ ４ ＨＣ ５
平均值 。 ２２ 喷水 分级 法 （ Ｃ法 ） ． Ｈ 喷 水 分 级 法 是 用 憎 水 性 分 级来 表 示 固体 材 料
表 面 憎水 性状 态 的方法 。该 方法将 材 料表 面 的憎水 性 状态 分 为７ ， 别表 示 为ＨＣ － Ｃ 。ＨＣ 级 对应 级 分 １Ｈ ７ １
Байду номын сангаас
ｉ
罄 萎ｔ 鬟 ｉ
纛 瑶 鬟 誊
珠 的静 态 接 触 角 来 反 映 材 料 表 面 憎 水 性 状 态 的 方
法 ， 用静 态接触角测量仪器 、 采 测量 显 微 镜 或 照 相
３ 憎 水 性 的影 响 因素 分 析
３１ 高 湿度及 ｐ 值 对憎 水性 的影 响 ． Ｈ
２１ 静态 接触 角法 （ Ａ ） ． Ｃ 法
静态 接触 角法 是通过 直接 测量 固体 表面平 衡 水
收稿 日期 ：０ １ ０ — １ ２ １ － ４ ０ 作者简介 ： 阳 （ ９ ９ ） 男， 赵 １７ 一 ， 陕西西安人 ， 助理工程师 ， 从事工厂供配电项 目的建设及管理工作。
Ｊ Ｓ Ｕ ＪＡ Ｉ Ｕ ＹＮＧ Ｙ Ｇ 技 术 交 流 与 应 用 Ｉ Ｈ ＩＯ ＬＵＹ Ｉ ＯＮ
硅 氧主链 的局部离 子特 性 。 围绕硅 氧 主链 紧密 排列
的非极性 甲基基 团 向表 面取 向 ， 屏蔽 了Ｓ一 ０ 的强 ｉ 键
点 ，在电力系统中得到广泛应用 ，使用数量逐年递
增。 复合 绝缘 子 的外护 套是硅 橡胶 材料 ， 有很 好 的 具
极性作用 ， 使得硅橡胶表现出优异的憎水性。 另外在 硅 橡胶 中不 同程度 地含 有未 交链 的低分 子量 硅 氧烷 链 段 ，它 的存 在对 合成 绝缘 子憎水 性 的迁移 与恢 复
来测量静态接触角０ 的大小。 该方法对前进角和后倾 角进行 了 区分 ， 示 意图见 图２ 其 。
空 气
为 了研 究 复合 绝 缘 子 在高 湿 、 连续 大 雨 或大 雾 环 境 中其 表 面憎 水 性 的变 化 ， 复合 绝 缘 子伞 裙 做 将
成 试 品 ， 对 试 品 进行 预处 理 ， 并 然后 浸泡 在 不 同ｐ Ｈ
一
喷嘴２ ｍ ５ｏ 处立一张报纸 ， 喷射方 向垂直于报纸 。 喷 水 １ ５ ０ １ 次
步 ； 面能高的官能团的引入 ， 表 将增加硅橡胶 表
。
ｊ ｜ 一 ｜ ｜ ｜ 。
芟 席 与 应
Ｊ Ｓ ＪＪ ０ ＬＵ Ｙ Ｉ ＯＮ ／ Ｈｌ．Ａ ｔ Ｕ ＹＮＧ Ｙ Ｇ ｔ
面 的表 面 能 ， 降低 表 面 憎水 性 ； 面 分 子 的交 联 聚 表 合 限制 了硅 橡 胶 内部 的憎 水性 小 分 子 向 表 面 的 移 动， 由此 将 降 低 复合 绝 缘 子 的憎 水 迁 移 性 能 ， 致 导
憎水性 很 强 的表 面 。 Ｃ 级对 应 完全 亲水 性 的表 面 。 Ｈ７
由表 ２ 可知 硅 橡 胶 在 不 同ｐ 值 溶 液 中浸 泡 后 ， Ｈ 其憎 水 性均 发 生不 同程 度 的变 化 ，当 ｐ 值 小 于７ Ｈ 或
等于７ 。 时 在试验过程中其憎水性的变化基本一致 。 由此 可 知 ， Ｈ 小 于或等 于７ ， 液ｐ 值 对硅 橡 当ｐ 值 时 溶 Ｈ
的聚二 甲基 硅氧 烷 （Ｄ ） Ｐ ＭＳ 组成 ，Ｄ 分 子结 构 见 Ｐ ＭＳ 图 ｌ 其宏 观性 能 的４ 主要 特 征为 甲基基 团之 间小 个
２ 憎水性 的分级及测量方法
目前常用的２ 种憎水性的分级和测量方法是静
态接 触角 法 （ Ａ ） 喷水 分级法 （ 法 ） Ｃ 法 和 ＨＣ 。
胶憎 水性 的影 响是 一致 。当ｐ 值 大于７ ， 橡胶 憎 Ｈ 时 硅 水性 的丧失 随ｐ 值 的增 加 而加 速 ， Ｈ 碱性 溶 液对 硅 橡 胶憎 水性 的丧 失起 到很 重要 的作 用 。复合绝 缘子 在 运行 过 程 中，不 可避免 地 要经 受 污湿 环境 的 长期 考 验。 如果 污 湿 环境 呈 碱 性 ， 橡 胶 表 面 憎 水 性 将 受 硅 到 严 重 威 胁 并 有 可 能 完 全 丧 失 憎水 性 从 而 导 致 闪 络事 故发 生［ ５ ］ 。
散 的周 边 ． 倾 角应 当在水 滴 向上 移动 的瞬 间 测量 后
表 ２ 浸 泡 时 间及 溶 液 ｐ 值 对 憎 水 性 的 影 响 Ｈ
浸 泡 时 间， ｈ
ｌ ２
２ ４
ｐ 值 Ｈ
ＨＣ２
ＨＣ２
ＨＣ２
ＨＣ２
ＨＣ２
ＨＣ２
ＨＣ ２
ＨＣ ３
ＨＣ２
ＨＣ３
压。因此 ， 无论在试验还是在运行中 ， 极易在伞裙下
表面 的伞 径根 部 和钢脚处 产 生局部 电弧 。局 部 电弧
对 复合绝 缘子表面的憎水性产生２ 个方面 的影响 ： １硅橡胶表面分子结构被 电弧破坏 ；） ） ２ 电弧 的作用 使硅橡胶外表 面碳化剥离 出新 的表面从而能提高 表 面 的憎 水 性 。 当局部 电弧 发生 后 ， 电弧 等离 子 在
憎 水性 。
些材料的憎水性甚至比硅橡胶更强 ，但硅橡胶复合 绝缘子 以其独有 的憎水迁移性 和可 自 恢复 的特点 ， 在 耐污性 能方 面远 远超 过 了其它 材料 而得 到 电力 系 统的认可。如今所用的复合绝缘子通常是高温硫化 硅橡胶复合绝缘子 ， 其外绝缘 由分子量为４ 万～ ０ ５ ７万
７０ ５ ； １０４
３ 陕 西省 电力公 司物 资总公 司， ． 陕西 西安
分 子作用 力 、 硅氧 主链 的柔顺 性 、 氧键 的高 键 能 和 硅
０ 引言
复合 绝 缘 子具 有 体 积小 、 重量 轻 、 械 强 度 高 、 机 憎水 性强 、耐 污 闪性能好 、不测零 值 和少维 护 等优
３２ 电弧对憎 水性 的影 响 ＿
憎水性 分 级 的描述 如表 １ 示 。由于该方 法操 作简 所 便 ， 合 于户外 现 场测量 。 适
表 １ 憎 水 性 分 级 标 准
ＨＣ 值 试 品 表 面 水 滴 状 态 描 述
ＨＣ１ 只 有 分 离 的 水 珠 ， 部 分水 珠 的后 退 角 ≥８ 。 大 ０
技 术 交 流 与 应 用 Ｊ Ｓ Ｕ Ｊ Ｏ ＬＵ Ｙ ＩＧ Ｙ Ｉ Ｈ Ｉ Ｉ Ｕ ＹＮ ＯＮ Ａ Ｇ
复合绝缘平憎＝ 性测量 及影 响因素 析 ７ Ｉ Ｋ
赵 阳 ，惠 华 ，李娟绒 ，张 辉。
（． １ 陕西汽 车集 团有 限责任 公 司 ， 西 西安 陕 ７ ００ ； ． １２０ ２ 陕西 电力科 学研 究院 ， 陕西 西安
相 关规律 ｌ １ Ｉ
１ 憎 水 性 及 迁 移 机 理
憎水 性是 指绝 缘材 料所 吸收 的水 分在其 表 面 以
不连 续 的孤立 小水 珠形式 存 在 ， 形成 连续水 膜 ， 不 绝 缘表 面难 以构 成导 电通路 。 多 材料具 有憎 水性 ， 许 有
迁 移过程 改 变 了污 秽层 的表 面特 ｌ 生，使 其表 面具 有
有 重要 的影 响 。
ＣＨ， ＣＨ， Ｃ Ｈ Ｃ Ｈ
憎水迁移性和优异的防污闪性能。随着复合绝缘子 挂 网数量 的增 多和 运行年 限 的增长 ，其 憎水性 下降 甚至 丧失 而导致 复 合绝缘 子 发生污 闪事 故 的概率 增
大 。 国内外对 复合 绝缘子 的憎水性 变化 进行 了大量 研究 ． 仍缺 乏全 面深 入 的结论 ， 因此 有必 要从 憎水 迁 移性 的机 理 出发 ， 讨憎 水性 的分 级和 测量方 法 ， 探 近
ｏｍ ２
，
总 面 积 小 于 被 测 区
复合 绝 缘子 长 期 处在 污 湿 环境 下 ． 表面 憎水 其 性会 有不 同程 度 的下 降 。运行 绝缘 子上 表面 长期暴 露 于 污 湿 环 境 中 ， 水 性 将 下 降 ， 下 表 面 相 对受 憎 其 污湿 环 境 的影 响则 小 得 多 ， 此仍 保 持较 好 的憎水 因 性 ， 而形 成 干燥 带 ， 干 燥 带 上 将 承 受 较 高 的 电 从 其
移 和恢 复过 程有重 要 的影 响 。如果 预先 用溶 剂 充分 提取硫 化硅橡 胶 中 的低 分子 量 的链 段 ，电晕 老 化后 憎 水性 的恢 复速度 显著 降低 ，憎水 性 迁移 到人 Ｔ污 层 表 面的速 度也 明显 下降＿ 绝 缘表 面脏 污时未 与其 ３ 】 。
他 分子 相交链 的小 分 子硅氧 烷从 绝缘 材料 内部 扩散 到绝缘 材料 表面 ， 并进 一步 扩散 到污秽 层表 面 ， 这种
一
些 完 全 湿 润 的 水 带 面 积 大 于 ２ｃ ｍ ．总 面 积 小 于 被 测 区
域 面 积 的９ ％ ０
ＨＣ 完 全 湿 润 总 面 积 大 于９ ％ ， 存 在 少 量 干 燥 区域 （ 或 带 ） ６ ０ 仍 点
ＨＣ 整个 被试 区 域形 成 连续 水 膜 ７
喷水 分 级 法 测 量 憎 水 性 的操 作 过 程 是 喷 嘴 距 离 试 品２ ｍ， ５ｏ 喷水 １ ｓ共 ２ 次 ， 水 后 表 面 应 有 次／， ５ 喷 水 珠 流 下 。喷射 方 向尽 可能 垂 直 于试 品表 面 ， 水 憎 性 分级 Ｈ 值 的读取应 在 喷水 结束 后３ 内完 成 。试 Ｃ ０ｓ
（） ａ 水平面
（ 倾斜面 ｂ ）
值 溶液 中 ．每 隔２ 用ＨＣ 测 量其 憎 水性 等 级 ． ４ｈ 法 试
验结 果 见表 ２ 。
图２ 静 态 接 触 角 示 意 图
测量 时应 使用 角度 计 。将试 品水 平 布置 在角度 计 上 ， 用 注 射器 使 水 滴垂 直 置 于试 品表 面 。前进 并 角通 过 １ 目镜在 注 射 器滴 入 水 滴 的 瞬 间测 量 其扩 个
其较 高 的 周边 。水 珠 的体 积为 ４ ７ Ｌ 即水 珠 重量 — （ ４ ７ｍ ）测 量 时 ， 测 ５ 水珠 的静 态 接触 角 ， ～ ｇ ， 需 个 取其
４ ８ ７ ２ ９ ６ １Ｏ ２
ＨＣ３ ＨＣ３ ＨＣ４ ＨＣ５
ＨＣ３ ＨＣ３ ＨＣ４ ＨＣ４
品与水平面呈２ 。３ 。 ０～ ０倾角 。喷水设备可用 喷壶 ， 应
满足 ： 次 喷水 量０７ １ｍＬ 喷射 水 流散 开角 为 ５。 每 ．～ ； ０～ ７。 ０。喷射 水 流散 开角 的校 核可 采 用如 下方 法 ： 在距
体作用下 ， 很容易发生分子断链 、 表面能高 的官能
团引入和交联聚合反应 。分子断链是这种反应的第
闪络 电压 的降低嘲 。
３３ 环境 温 度对憎 水性 的影 响 ．
高 温 环 境 中 由于 复 合 绝 缘 子 外 表 面 长 期 受 紫 外线照射 。 分子结构发生微小变化 ， 其 产生 一 些 有 机 小分 子 聚硅 烷 ， 些小 分 子 聚合 物 的挥 发 使 其在 这 短 时 间 内进 入 硅 橡 胶 表 面 污层 ，使 污 层 获 得 憎 水 性 。 验 表面温 度在 ５ 试 ０℃下硅 橡胶 材料 小分子 聚合
ＨＣ 只 有 分 离 的 水珠 ． 部 分水 珠 的后 退 角５ 。 ０ ８ 。 ２ 大 ０ ＜ ｒ ０ ＜
只 有 分 离 的水 珠 ， 珠 一 般 不 再 是 圆 的 ． 部 分 水 珠 的 后 水 大
退 角２ 。 ＜ Ｏ ０＜＿ 。 ５
同 时 存 在 分 离 的水 珠 与 水 带 ． 全 湿 润 的 水 带 面积 小 于 ２ 完
一
一 。－Ｅ一 ｉ 一７ 。 。 — 牛ｍ 汩 一 Ｅ －
ＣＨ Ｃ Ｈ Ｃ ＝ Ｈ。 ＣＨ ＣＨ
图 １ ＰＤＭ Ｓ 分 子 结 构 图
硅橡 胶 材料具 有憎 水迁 移性是 由于体 内一 些低
分 子量 的链段 向表 面扩 散 ，因此对 宏 观 的憎 水性 迁
步分析 影 响复合 绝缘 子憎水 性 的 因素 ，并 总结 出
ＨＣ３ ＨＣ３ ＨＣ３ ＨＣ４
ＨＣ ３ ＨＣ ４ ＨＣ ４ ＨＣ ５
ＨＣ３ ＨＣ ４ ＨＣ ４ ＨＣ ５
平均值 。 ２２ 喷水 分级 法 （ Ｃ法 ） ． Ｈ 喷 水 分 级 法 是 用 憎 水 性 分 级来 表 示 固体 材 料
表 面 憎水 性状 态 的方法 。该 方法将 材 料表 面 的憎水 性 状态 分 为７ ， 别表 示 为ＨＣ － Ｃ 。ＨＣ 级 对应 级 分 １Ｈ ７ １
Байду номын сангаас
ｉ
罄 萎ｔ 鬟 ｉ
纛 瑶 鬟 誊
珠 的静 态 接 触 角 来 反 映 材 料 表 面 憎 水 性 状 态 的 方
法 ， 用静 态接触角测量仪器 、 采 测量 显 微 镜 或 照 相
３ 憎 水 性 的影 响 因素 分 析
３１ 高 湿度及 ｐ 值 对憎 水性 的影 响 ． Ｈ
２１ 静态 接触 角法 （ Ａ ） ． Ｃ 法
静态 接触 角法 是通过 直接 测量 固体 表面平 衡 水
收稿 日期 ：０ １ ０ — １ ２ １ － ４ ０ 作者简介 ： 阳 （ ９ ９ ） 男， 赵 １７ 一 ， 陕西西安人 ， 助理工程师 ， 从事工厂供配电项 目的建设及管理工作。
Ｊ Ｓ Ｕ ＪＡ Ｉ Ｕ ＹＮＧ Ｙ Ｇ 技 术 交 流 与 应 用 Ｉ Ｈ ＩＯ ＬＵＹ Ｉ ＯＮ
硅 氧主链 的局部离 子特 性 。 围绕硅 氧 主链 紧密 排列
的非极性 甲基基 团 向表 面取 向 ， 屏蔽 了Ｓ一 ０ 的强 ｉ 键
点 ，在电力系统中得到广泛应用 ，使用数量逐年递
增。 复合 绝缘 子 的外护 套是硅 橡胶 材料 ， 有很 好 的 具
极性作用 ， 使得硅橡胶表现出优异的憎水性。 另外在 硅 橡胶 中不 同程度 地含 有未 交链 的低分 子量 硅 氧烷 链 段 ，它 的存 在对 合成 绝缘 子憎水 性 的迁移 与恢 复
来测量静态接触角０ 的大小。 该方法对前进角和后倾 角进行 了 区分 ， 示 意图见 图２ 其 。
空 气
为 了研 究 复合 绝 缘 子 在高 湿 、 连续 大 雨 或大 雾 环 境 中其 表 面憎 水 性 的变 化 ， 复合 绝 缘 子伞 裙 做 将
成 试 品 ， 对 试 品 进行 预处 理 ， 并 然后 浸泡 在 不 同ｐ Ｈ
一
喷嘴２ ｍ ５ｏ 处立一张报纸 ， 喷射方 向垂直于报纸 。 喷 水 １ ５ ０ １ 次
步 ； 面能高的官能团的引入 ， 表 将增加硅橡胶 表
。
ｊ ｜ 一 ｜ ｜ ｜ 。
芟 席 与 应
Ｊ Ｓ ＪＪ ０ ＬＵ Ｙ Ｉ ＯＮ ／ Ｈｌ．Ａ ｔ Ｕ ＹＮＧ Ｙ Ｇ ｔ
面 的表 面 能 ， 降低 表 面 憎水 性 ； 面 分 子 的交 联 聚 表 合 限制 了硅 橡 胶 内部 的憎 水性 小 分 子 向 表 面 的 移 动， 由此 将 降 低 复合 绝 缘 子 的憎 水 迁 移 性 能 ， 致 导
憎水性 很 强 的表 面 。 Ｃ 级对 应 完全 亲水 性 的表 面 。 Ｈ７
由表 ２ 可知 硅 橡 胶 在 不 同ｐ 值 溶 液 中浸 泡 后 ， Ｈ 其憎 水 性均 发 生不 同程 度 的变 化 ，当 ｐ 值 小 于７ Ｈ 或
等于７ 。 时 在试验过程中其憎水性的变化基本一致 。 由此 可 知 ， Ｈ 小 于或等 于７ ， 液ｐ 值 对硅 橡 当ｐ 值 时 溶 Ｈ
的聚二 甲基 硅氧 烷 （Ｄ ） Ｐ ＭＳ 组成 ，Ｄ 分 子结 构 见 Ｐ ＭＳ 图 ｌ 其宏 观性 能 的４ 主要 特 征为 甲基基 团之 间小 个
２ 憎水性 的分级及测量方法
目前常用的２ 种憎水性的分级和测量方法是静
态接 触角 法 （ Ａ ） 喷水 分级法 （ 法 ） Ｃ 法 和 ＨＣ 。
胶憎 水性 的影 响是 一致 。当ｐ 值 大于７ ， 橡胶 憎 Ｈ 时 硅 水性 的丧失 随ｐ 值 的增 加 而加 速 ， Ｈ 碱性 溶 液对 硅 橡 胶憎 水性 的丧 失起 到很 重要 的作 用 。复合绝 缘子 在 运行 过 程 中，不 可避免 地 要经 受 污湿 环境 的 长期 考 验。 如果 污 湿 环境 呈 碱 性 ， 橡 胶 表 面 憎 水 性 将 受 硅 到 严 重 威 胁 并 有 可 能 完 全 丧 失 憎水 性 从 而 导 致 闪 络事 故发 生［ ５ ］ 。
散 的周 边 ． 倾 角应 当在水 滴 向上 移动 的瞬 间 测量 后
表 ２ 浸 泡 时 间及 溶 液 ｐ 值 对 憎 水 性 的 影 响 Ｈ
浸 泡 时 间， ｈ
ｌ ２
２ ４
ｐ 值 Ｈ
ＨＣ２
ＨＣ２
ＨＣ２
ＨＣ２
ＨＣ２
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压。因此 ， 无论在试验还是在运行中 ， 极易在伞裙下
表面 的伞 径根 部 和钢脚处 产 生局部 电弧 。局 部 电弧
对 复合绝 缘子表面的憎水性产生２ 个方面 的影响 ： １硅橡胶表面分子结构被 电弧破坏 ；） ） ２ 电弧 的作用 使硅橡胶外表 面碳化剥离 出新 的表面从而能提高 表 面 的憎 水 性 。 当局部 电弧 发生 后 ， 电弧 等离 子 在
憎 水性 。
些材料的憎水性甚至比硅橡胶更强 ，但硅橡胶复合 绝缘子 以其独有 的憎水迁移性 和可 自 恢复 的特点 ， 在 耐污性 能方 面远 远超 过 了其它 材料 而得 到 电力 系 统的认可。如今所用的复合绝缘子通常是高温硫化 硅橡胶复合绝缘子 ， 其外绝缘 由分子量为４ 万～ ０ ５ ７万