複合碍子には、軽量、耐汚染性、設置とメンテナンスの容易さなどの利点があります。複合碍子は、国内外の電力網の構築に広く使用されています。 現在、中国で通常使用されている複合がいしの数は約 800 万であり、複合がいしの数が最も多い国の 1 つです。 複合絶縁体は、機械、環境、電気など、動作中に多くの要因の影響を受けやすくなります。 複合がいしの動作時間が長くなると、複合がいしは硬く、もろくなり、漏れなどが発生します。複合がいしが長時間稼働すると、電力網の正常な動作に影響を与えます。 近年、複合がいしの経年劣化の問題が関係部門の注目を集めています。
複合がいしの外部絶縁材は主に高温加硫シリコーンゴムであり、ゴムに強化充填剤や構造制御剤などの各種複合体を添加し、加硫剤と相互作用させたエラストマーです。 高温加硫シリコーンゴムは、強力な安定性、疎水性、および疎水性回復を備えています。 複合絶縁体は屋外環境で長時間使用され、屋外環境の汚染、コロナ、湿気によりシリコーンゴムの表面が損傷し、複合絶縁体の特性が徐々に低下し、最終的には機能しなくなります。
現在、中国の電力網の主な建設方向は、UHVとUHVの方向に変化しています。 UHV 電力網は、多くの場合、高地や高汚染地域に構築する必要があります。 そのため、複合がいしは紫外線やコロナ放電などの問題に直面する必要があり、複合がいしの経年劣化にも注意が必要です。
複合がいしの老化の種類とメカニズム
複合絶縁体の老化は、物理的老化、化学的老化、および電気機械的老化の 3 つのタイプに分けることができます。
1.身体の老化
複合絶縁体の物理的老化の要因には、主に紫外線、局所的な高温、および応力疲労が含まれます。 物理的な老化は、シリコーン ゴムの機械的および電気的特性に深刻な影響を与えます。 中国で1998-2005の間にシリコーンゴム材料の曝露実験を実施し、シリコーンゴムの老化を研究した。 複合絶縁体が長時間屋外にさらされると、複合絶縁体の光電特性が明らかに変化することがわかりました。その変化は、砂漠地域と亜熱帯高原地域で最も顕著です。
紫外線はシリコーンゴムの老化を大きく促進しますが、紫外線はシリコーンゴムの主鎖構造を完全に切断することができますが、紫外線と他の要因がシリコーンゴムの側鎖メチルの酸化を組み合わせ、最終的にはシリコーンゴムの老化。 シリコーンゴムの主鎖構造は、切断後にフリーラジカルを生成します。このフリーラジカルの高エネルギーの部分は、互いに架橋反応を起こしやすいです。 空気にさらされると、フリーラジカルも空気中の酸素で酸化され、メタンやその他のガスが生成されます。
近年、西東送電プロジェクトの漸進的な進展に伴い、雲亀川と西蔵に複合絶縁体を主な建設材料とする高圧送電線が多数建設されました。 これらの地域は自然環境が他の地域に比べて厳しく、複合がいしは使用中に経年劣化しやすい。 ユングイチュアンやその他の高地では、紫外線照射時間の延長に伴い、シリコーンゴムの強度と伸びは時間の変化とともに徐々に減少し、抵抗率も照射時間の延長とともに減少し、シリコーンゴムの疎水性が示されます減少傾向。 この現象の理由は、複合絶縁体シリコーン ゴムの一次結合が紫外光の作用で接続され、シリコーン ゴムの機械的特性が継続的に低下するためです。
クラッキング反応もガスを生成し、ガスはシリコーン ゴムの性能から逃れ、シリコーン ゴムの表面はでこぼこしたり穴が開いたりします。 側鎖の非メチル基は酸化反応により脱落します。このとき、非メチル基は主鎖の強力なシールドを形成できず、シリコーンゴム表面の疎水性が徐々に低下します。 さらに、シリコーンゴムの親水基もシリコーンゴムの表面から水を吸収するため、シリコーンゴムの抵抗率は低下し続けます。 また、シリコーンゴムの化学鎖が切れると絶縁が弱くなり、漏液などの事故につながります。 そのため、シリコーンゴムが紫外線の強い環境下に長時間置かれると、シリコーンゴム内部にクラックが発生し続け、酸化などの架橋反応が起こり、マクロ的に見ればシリコーンゴム内部の分子構造が破壊され、シリコーンゴム 紫外線環境に長時間さらされると、シリコーンゴムの電気的性能と機械的性能が低下し、シリコーンゴムの通常の使用に影響を与えます。
着色剤酸化鉄は、複合絶縁体シリコーンゴムの熱酸化反応を抑制して、シリコーンゴムの安定性を維持できることがわかりましたが、着色剤酸化鉄の使用は、加水分解反応において触媒的役割を果たします。 シリコーンゴムにナノシリカを添加すると、添加量の増加に伴い複合絶縁体のフラッシュオーバー電圧発生確率が低下します。 ナノ BN 粒子をシリコーン ゴムに添加すると、シリコーン ゴムの表面温度分布がより均一になり、侵食深さが徐々に減少し、シリコーン ゴム表面の抵抗安定性が向上し、フラッシュオーバーの問題が発生する可能性が低くなります。減少し続けます。
応力疲労も、複合絶縁体の老化を大幅に加速します。 耐荷重絶縁体を使用した傘のスカートに高周波振動が発生すると、その振動が傘のスカートの根元に深刻な応力集中現象を引き起こすことがわかりました。 長期にわたる高強度の負荷がかかると、傘のスカートの根元は常に応力疲労状態になり、マイクロクラックが発生します。 マイクロクラックが効果的に修復されない場合、クラックの深さは増加し続け、最終的には傘のスカートが引き裂かれます.
2. 化学的老化
複合絶縁シリコーンゴムの劣化の主な原因は、オゾン、酸、塩基、および窒素酸化物であり、そのうち窒素酸化物は水と反応して硝酸を生成します。 複合碍子が長時間酸性環境にあると、複合碍子の表面が著しく腐食します。 強酸は、複合絶縁体のシリコーン ゴムの主鎖を破壊し、シリコーン ゴム材料に損傷を与えます。 複合碍子がアルカリ性環境にある場合、複合碍子の表面は弱アルカリ性を示し、アルカリ物質もシリコーンゴムの一次結合を切断し、複合碍子の疎水性を失います。 マクロの観点から、複合絶縁体シリコーンゴムは、酸性またはアルカリ性の環境で長時間使用すると、強度が低下する現象が見られます。
汚染された湿気の多い環境では、複合絶縁体のシリコーンゴム表面の疎水性が徐々に弱まり、時間の経過とともに完全に消失することさえあります。 複合絶縁体をさまざまな特性の溶液に浸漬すると、中性溶液の複合絶縁体の表面は大幅に変化しないことがわかりますが、酸性およびアルカリ性溶液の複合絶縁体の表面は明らかな腐食現象を示し、腐食の程度酸度とアルカリ度の増加に伴い、徐々に深くなります。 複合絶縁体の場合、酸性環境はアルカリ性環境よりも有害です。
高圧線の運転中の放電現象により、放電現象により発生したオゾンが酸化し、複合碍子内のポリマー材料と反応します。 酸化反応は、複合絶縁体の表面に深刻な欠陥をもたらし、複合絶縁体の性能に深刻な影響を与えることさえあります。
3. 電気的老化
自然環境の影響に加えて、複合絶縁体は高電圧電界の影響も受け、シリコーンゴムの劣化を加速させます。 同時に、帯電複合絶縁体と非帯電複合絶縁体の研究は、帯電複合絶縁体の耐用年数が非帯電複合絶縁体の耐用年数よりもはるかに短いことを示しています。複合絶縁体の老化。 複合絶縁体は、通常の動作で荷電粒子の影響を受け、複合絶縁体のシリコーン ゴム主鎖の破損につながります。 同時に、周囲の酸素などと反応して窒素酸化物などを生成し、シリコーンゴムの性能を損ないます。 コロナアークはまた、複合絶縁体の表面に高温を引き起こし、複合絶縁体の電気的および機械的特性を低下させます。 複合碍子がコロナ アークによって焼灼された後、複合碍子の表面の有機物の含有量が大幅に減少し、複合碍子の絶縁性能が低下します。 すべての老化の中で、電気老化の反応プロセスが最も複雑であり、電気老化プロセスも物理老化と化学老化と同時に現れるため、複合絶縁材料に対する電気老化の影響は最大です。