宗強(qiáng) 陸文娟 魯露

摘 要：近年來，我國逐漸開始使用硅膠線路絕緣子，以此來提高電力系統(tǒng)的外絕緣能力，伴隨著輸電行業(yè)的快速發(fā)展，絕緣材料的使用范圍越來越廣泛，污閃事故的發(fā)生頻率逐漸升高，影響了電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。本文簡要介紹了什么是電力系統(tǒng)外絕緣，并從多個角度分析了硅橡膠在電力系統(tǒng)外絕緣中的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：硅橡膠;電力系統(tǒng)外絕緣;應(yīng)用效果

中圖分類號：TM216 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）14-0131-02

在電力系統(tǒng)中，外絕緣是最容易發(fā)生事故的，若想保證電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，提升它的安全系數(shù)，就必須要提升外絕緣的能力。長期以來，關(guān)于電力系統(tǒng)外絕緣的研究都是圍繞著絕緣性能展開的，不論是哪一種絕緣子，都需要長時間在惡劣、負(fù)責(zé)的環(huán)境下運(yùn)行，對耐老化性能、機(jī)械性能以及電氣性能提出了更高的要求[1]。

1 電力系統(tǒng)外絕緣概述

近幾年，國內(nèi)外的電力系統(tǒng)中的各個設(shè)備使用的絕緣材料主要可以分為兩大類，一類是有機(jī)的材料，另一類是無機(jī)的材料，其中，前者包括硅橡膠、環(huán)氧樹脂和乙丙橡膠等材料，后者包括陶瓷或玻璃等。早高壓輸變電系統(tǒng)中，無機(jī)材料的使用比較廣泛，制造的工藝以及產(chǎn)品的規(guī)格都較為成熟。在有機(jī)材料當(dāng)中，硅橡膠存在著一些不足，例如容易發(fā)生老化問題、電蝕損性能相對較差、耐漏電起痕性能較差、運(yùn)行性能不高等問題。環(huán)氧樹脂的不足體現(xiàn)在傘裙的表面容易擠壓污垢，造成憎水性不能遷移到污層的表面，容易發(fā)生吸潮溶解的問題，所以這種材料通常會被應(yīng)用在低壓電器的套管內(nèi)。硅橡膠的優(yōu)點(diǎn)在于它的防污特性較為突出，可以使用在變電站設(shè)備的外絕緣中，在架空輸電線路中也得到了普及與應(yīng)用。熱硫化硅橡膠的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在它的憎水性能于康劣化性能優(yōu)異，具有耐電蝕、耐起痕的特點(diǎn)。通過大量的實踐研究表明，硅橡膠在電力系統(tǒng)外絕緣中的應(yīng)用一方面可以避免發(fā)生污閃事件，降低清潔、檢測零值以及維護(hù)的工作總量，另一方面還可以有效處理變電站的污閃問題。

目前，人們已經(jīng)掌握了大量的水平較高的制造橡膠的水平，同時也積累了較為豐富的經(jīng)驗。硅橡膠材料在絕緣工程中的應(yīng)用與普及，展現(xiàn)了硅橡膠的良好的經(jīng)濟(jì)特性以及使用壽命。充分發(fā)揮硅橡膠材料的優(yōu)越特性，特別是防污能力，能夠有效保證電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行，提升變電運(yùn)輸?shù)陌踩?。目前，硅橡膠的使用量越來越大，劣質(zhì)硅橡膠時有出現(xiàn)，憎水性能下降、脆化、硬化、粉化，起痕或開裂等問題比較嚴(yán)重，所以電網(wǎng)的工作人員必須要全面掌握硅橡膠材料的運(yùn)行特點(diǎn)[2]。

2 硅橡膠在電力系統(tǒng)外絕緣中的使用標(biāo)準(zhǔn)

應(yīng)用硅橡膠可以降低污閃的問題，同時還可以實現(xiàn)檢測零值的作用，能夠進(jìn)一步提升電力系統(tǒng)外絕緣的防污能力，為電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行提供保障。但值得注意的是，硅橡膠在使用期間仍然存在劣化的問題，需要相關(guān)的工作者結(jié)合硅橡膠材料的運(yùn)行特點(diǎn)確立更加科學(xué)、系統(tǒng)的應(yīng)用方案，提升電力系統(tǒng)外絕緣管理工作的基本水平。如果仔細(xì)觀察復(fù)合絕緣子的外觀，我們能夠發(fā)現(xiàn)它的表面會存在著較為明顯的放電痕跡，在這種情況下，硅橡膠實際的憎水性就會出現(xiàn)不同程度的降低，甚至?xí)?。不僅如此，傘套材料還會伴有硬化、粉化以及破裂等問題，而且運(yùn)行在不同區(qū)域的絕緣子之間，還會表現(xiàn)出差異化的特征。在評斷硅橡膠的憎水性能時，應(yīng)當(dāng)從憎水性、憎水性減弱、憎水性恢復(fù)特性以及憎水性遷移特性等幾個基礎(chǔ)的角度展開判定與分析工作。在我國，電力行業(yè)對硅橡膠材料制定了統(tǒng)一的使用標(biāo)準(zhǔn)，對硅橡膠的使用進(jìn)行了規(guī)范和約束，使用的硅橡膠必須滿足相關(guān)的使用條件。HTV硅橡膠本身應(yīng)用在高壓線路棒形懸式復(fù)合絕緣子的電站設(shè)備中，因為使用量較大，因此，相關(guān)技術(shù)部門要對其應(yīng)用特性予以關(guān)注。DL/T627就曾對RTV防污染閃涂料的技術(shù)做出了約束和管理，并在此基礎(chǔ)上要求有關(guān)的部門需要嚴(yán)格根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)檢查區(qū)域內(nèi)的電力系統(tǒng)外絕緣裝置，在使用的標(biāo)準(zhǔn)中，特意調(diào)高了其中的一小部分參數(shù)，對硅橡膠材料的憎水性重新進(jìn)行了實驗判定，同時也對工頻的濕閃絡(luò)電壓和人工污穢試驗重新開展了試驗處理。最為關(guān)鍵的是，在現(xiàn)行的使用標(biāo)準(zhǔn)中，加強(qiáng)了對RTV與HTV參數(shù)的關(guān)注，并做出了系統(tǒng)化的約束[3]。具體的使用標(biāo)準(zhǔn)如下：（1）HTV的擊穿場強(qiáng)大于20kV/mm，RTV的介電強(qiáng)度大于18 kV/mm。（2）HTV的撕裂強(qiáng)度大于10kN/m，RTV的撕裂強(qiáng)度大于3kN/m。（3）HTV與RTV-1型的拉斷伸長率超過150%，RTV-II的拉斷伸長率大于250%。（4）HTV的可燃性需要達(dá)到FV-0級，RTV-I的可燃性需要達(dá)到FV-1級，RTV-II型的可燃性需要達(dá)到FV-0級。近年來，RTV硅橡膠防污閃涂料用量逐年攀升，在這樣的形勢下，如果想要達(dá)到輸電線路HTV硅橡膠復(fù)合絕緣子的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)工作人員就必須關(guān)注掛網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)行管理的結(jié)構(gòu)，提高質(zhì)量控制的能力[4]。

3 硅橡膠在電力系統(tǒng)外絕緣中的應(yīng)用特點(diǎn)

硅橡膠是電力系統(tǒng)外絕緣設(shè)備中不可缺少的組成部分，使用的量相對較大，所以相關(guān)的技術(shù)部門應(yīng)當(dāng)著重探究硅橡膠的應(yīng)用特性。

3.1 運(yùn)行的條件對憎水性的影響

通過仔細(xì)觀察復(fù)合絕緣子的外觀可以發(fā)現(xiàn)，符合絕緣子的表面存在著比較明顯的放電印記，一旦出現(xiàn)這種情況，就意味著硅橡膠的憎水性能遭受了破壞，輕則會減弱，嚴(yán)重時會徹底喪失憎水性。不僅如此，傘套材料容易出現(xiàn)粉化和硬化或者是破裂等一系列問題，而且不同位置的運(yùn)行絕緣子它們還會顯示出不同的特點(diǎn)。在評斷硅橡膠的憎水性能的環(huán)節(jié)中，需要從多個基礎(chǔ)的角度做出判定和分析，主要可從憎水性遷移、憎水性降低、憎水性恢復(fù)、憎水性的特點(diǎn)等幾個方面入手考慮[5]。

溫度過低會影響硅橡膠的憎水性，如果把硅橡膠放在溫度范圍在零下5度至零上5度之間的水中，浸泡2到8個小時，等到溫度平衡后將硅橡膠取出，它的憎水性能會出現(xiàn)一個明顯的低溫臨界值，位于臨界值以下的硅橡膠的憎水性能會全部消失，表面會出現(xiàn)結(jié)晶[6]。不同種類的絕緣子的臨界值各不相同，運(yùn)行的時間也各不一樣，在溫度較低的環(huán)境中，硅橡膠的憎水性會出現(xiàn)不同程度的下降，增強(qiáng)表面的親水性能。因此，技術(shù)部門需要綜合考慮環(huán)境因素以及使用的需求，判定不同地區(qū)的運(yùn)行情況以及環(huán)境情況，合理的制定硅膠的處理措施[7]。

3.2 硅橡膠的耐漏電起痕和電蝕損特點(diǎn)

硅橡膠在使用一段時間之后，它的電蝕損性能以及漏電起痕性能有可能發(fā)生改變，如果不能及時的采取合理的方法，約束硅橡膠的漏電以及電蝕損性能，就會對硅橡膠的憎水性帶來直接的影響。所以，通情況下需要把它的電蝕性能以及耐漏電性能控制在TMA4.5級上下，通過這樣的方法，一方面可以保證硅橡膠的平穩(wěn)運(yùn)行，提升運(yùn)行的安全性與可靠性，還可以保持硅橡膠表面的憎水性，為接下來的各項處理工作提供安全保障，能夠在一定程度上提升絕緣子的應(yīng)用效果以及實際的處理效率[8]。

3.3 硅橡膠的機(jī)械性能

在管理電力系統(tǒng)外絕緣設(shè)備的工作當(dāng)中，如要從整體提升管理的質(zhì)量與管理工作的效率，就必須要監(jiān)督硅橡膠的機(jī)械性能，選用科學(xué)的方法完善測試的全過程，以此來提高相關(guān)參數(shù)的綜合能力[9]。在不同的運(yùn)行時間的條件下，硅橡膠的撕裂強(qiáng)度也不盡相同，如果不能及時的更換不能滿足指定撕裂強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)的硅橡膠，需要保證硅橡膠的伸長率達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，處于運(yùn)行狀態(tài)下的硅橡膠它的機(jī)械性能會發(fā)生變化，如果無法達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，就需要及時更換新的絕緣子。目前，我國還沒有評定與管理復(fù)合絕緣子傘套的標(biāo)準(zhǔn)，這就意味著有關(guān)部門需要進(jìn)一步加強(qiáng)對電力系統(tǒng)的管控力度，關(guān)注引起硅橡膠在運(yùn)行過程中性能降低的因素，同時關(guān)注硅橡膠自身的材料因素，以免留下潛在的安全隱患。

3.4 硅橡膠的積污特點(diǎn)

硅橡膠分子結(jié)構(gòu)特性決定了材料具有優(yōu)異的憎水性、憎水性減弱、憎水恢復(fù)性和憎水遷移性，保證液滴不在硅橡膠上形成連續(xù)的水膜，降低閃絡(luò)放電和高壓擊穿的風(fēng)險，因此，要按照標(biāo)準(zhǔn)化流程和應(yīng)用機(jī)制對其進(jìn)行處理，從而提升復(fù)合絕緣子積污處理水平。硅橡膠的獨(dú)特分子結(jié)構(gòu)決定了這種材料的憎水性能十分優(yōu)異，使其具有憎水性能減弱與增強(qiáng)，以及憎水性能轉(zhuǎn)移與恢復(fù)等特點(diǎn)，能夠確液滴不會在硅橡膠的表面形成不間斷的水膜，可以減小硅橡膠別高壓擊穿或者是閃絡(luò)放電等風(fēng)險。所以，需要嚴(yán)格根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的步驟以及使用的機(jī)制對硅橡膠做出處理，進(jìn)而提高復(fù)合絕緣子的處理積污的能力。

4 硅橡膠在電力系統(tǒng)外絕緣中的應(yīng)用評價

若想分析硅橡膠在電力系統(tǒng)外絕緣中的應(yīng)用效果，就必須對硅橡膠的耐老化的性能做出全面的判定，從源頭上提高硅橡膠的質(zhì)量以及應(yīng)用效果，可以考慮使用抗蝕損性能或者是耐電痕化性能對硅橡膠的使用效果做出初步的評價。現(xiàn)階段，考核硅橡膠自然老化的所需的時間比較長，人工加速老化來判定硅橡膠老化情況的新的評估方法逐漸映入大眾眼簾，并得到了認(rèn)可。最常見的人工老化方法有兩種，一種是1000小時鹽霧法，另一種是5000小時紫外線老化方法，主要是考慮沿海地區(qū)或者是鹽污染地區(qū)環(huán)境因素與自然環(huán)境中受紫外線的影響，進(jìn)而評估分析并判斷硅橡膠的絕緣特性。采用斜面法對硅橡膠的老化性能做出分級評定，保證耐漏電性能和抗蝕損性能不得低于TMA4.5級，而且在這個范圍內(nèi)還需要保證試驗品的過流中斷次數(shù)不能超過3次，不能出現(xiàn)蝕損或起痕問題，根據(jù)實驗的結(jié)果顯示，試驗判斷的結(jié)果符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T6553-2014的標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語

綜上所述，絕緣材料主要分為有機(jī)材料和無機(jī)材料，硅橡膠屬于有機(jī)材料的一種，它具有良好的防污性能，不僅可以避免發(fā)生污閃事件，降低清潔、檢測零值以及維護(hù)的工作總量，還可以有效處理變電站的污閃問題。相關(guān)工作人員需要重視掛網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)行管理的結(jié)構(gòu)，綜合考慮環(huán)境因素以及使用的需求，判定不同地區(qū)的運(yùn)行情況以及環(huán)境情況，合理的制定硅膠的處理措施，提高質(zhì)量控制的能力。

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