Kompozitiniai izoliatoriai pasižymi lengvu svoriu, atsparumu taršai, lengvu montavimu ir priežiūra ir kt. Kompozitiniai izoliatoriai plačiai naudojami elektros tinklų statybai namuose ir užsienyje. Šiuo metu Kinijoje įprastai naudojamų kompozitinių izoliatorių skaičius yra apie 8 mln., o tai yra viena iš daugiausiai kompozitinių izoliatorių turinčių šalių. Kompozitinius izoliatorius eksploatacijos metu lengvai veikia daugelis veiksnių, tokių kaip mašinos, aplinka ir elektra. Didėjant kompozitinių izoliatorių eksploatavimo laikui, kompozitiniai izoliatoriai taps kieti, trapūs, nesandari ir pan. Jei kompozitiniai izoliatoriai veiks ilgą laiką, tai turės įtakos normaliam elektros tinklo darbui. Pastaraisiais metais kompozitinių izoliatorių senėjimo problema patraukė atitinkamų skyrių dėmesį.
Kompozitinio izoliatoriaus išorinė izoliacinė medžiaga daugiausia yra aukštos temperatūros vulkanizuota silikoninė guma, kuri yra elastomeras, gaunamas pridedant įvairių kompleksų, tokių kaip sutvirtinantis užpildas ir struktūros kontrolės agentas, į gumą ir sąveikaujant su vulkanizuojančiu agentu. Aukštos temperatūros vulkanizuota silikoninė guma pasižymi dideliu stabilumu, hidrofobiškumu ir hidrofobiškumu. Kompozitinis izoliatorius ilgą laiką bus eksploatuojamas lauko aplinkoje, o lauko aplinkoje esanti tarša, korona ir drėgmė sukels silikoninės gumos paviršiaus pažeidimus, dėl kurių kompozitinio izoliatoriaus savybės palaipsniui pablogės ir galiausiai suges.
Šiuo metu pagrindinė Kinijos elektros tinklo statybos kryptis keičiasi į UHV ir UHV kryptį. Uhv elektros tinklas daugeliu atvejų turi būti tiesiamas dideliame aukštyje ir didelės taršos zonose. Todėl kompozitiniai izoliatoriai turi susidurti su tokiomis problemomis kaip ultravioletinė spinduliuotė ir korona iškrova, kurios taip pat yra problemos, į kurias reikia atkreipti dėmesį senstant kompozitiniams izoliatoriams.
Kompozitinio izoliatoriaus senėjimo tipas ir mechanizmas
Kompozitinių izoliatorių senėjimą galima suskirstyti į tris tipus: fizinį, cheminį ir elektromechaninį.
1.Fizinis senėjimas
Kompozitinių izoliatorių fizinio senėjimo veiksniai daugiausia apima ultravioletinę spinduliuotę, vietinę aukštą temperatūrą ir nuovargį. Fizinis senėjimas labai paveikia mechanines ir elektrines silikoninės gumos savybes. Silikono gumos medžiagos poveikio eksperimentas buvo atliktas 1998-2005 Kinijoje ir buvo tiriamas silikoninės gumos senėjimas. Nustatyta, kad kai kompozitinis izoliatorius ilgą laiką bus veikiamas lauke, kompozitinio izoliatoriaus fotoelektrinės savybės akivaizdžiai pasikeis, tarp kurių pokytis ryškiausias dykumos ir subtropinio plokščiakalnio plote.
Ultravioletinė šviesa turi didelį greitinantį poveikį silikoninės gumos senėjimui, nors ultravioletinė šviesa gali visiškai nutraukti pagrindinę silikoninės gumos grandinės struktūrą, tačiau ultravioletinė šviesa ir kiti veiksniai sujungs silikoninės gumos šoninės grandinės metilo oksidaciją, o tai galiausiai sukels silikoninės gumos senėjimas. Pagrindinė silikoninės gumos grandinės struktūra po pertraukos gamins laisvuosius radikalus, tai didelės energijos laisvųjų radikalų dalis, lengvai sukeliama kryžminio susiejimo reakcija. Patekę į orą, laisvieji radikalai taip pat oksiduojasi su ore esančiu deguonimi, gamindami metaną ir kitas dujas.
Pastaraisiais metais, palaipsniui tobulėjant Vakarų-rytų elektros perdavimo projektui, Yunguichuan ir Xizang mieste buvo pastatyta daugybė aukštos įtampos perdavimo linijų, kurių pagrindinės statybinės medžiagos yra sudėtiniai izoliatoriai. Natūrali aplinka šiose vietose yra sunkesnė nei kitose srityse, o kompozitiniai izoliatoriai čia yra linkę senti. Yunguichuan ir kitose didelio aukščio vietovėse, ilgėjant ultravioletinio spinduliavimo laikui, silikoninės gumos stiprumas ir pailgėjimas palaipsniui mažėjo keičiantis laikui, varža taip pat sumažės ilgėjant švitinimo laikui, o silikoninės gumos hidrofobiškumas parodys. mažėjimo tendencija. Šio reiškinio priežastis yra ta, kad pagrindinė sudėtinio izoliatoriaus silikoninės gumos jungtis bus sujungta veikiant ultravioletinei šviesai, todėl silikoninės gumos mechaninės savybės nuolat mažėja.
Įtrūkimo reakcija taip pat gamins dujas, dujos išbėgs dėl silikoninės gumos veikimo, silikoninės gumos paviršiuje atsiras nelygus ar net skylės. Nemetilo grupė šoninėje grandinėje nukrenta dėl oksidacijos reakcijos, šiuo metu nemetilo grupė negali suformuoti galingo skydo pagrindinei grandinei, todėl palaipsniui mažėja silikoninės gumos paviršiaus hidrofobiškumas. Be to, silikoninės gumos hidrofilinės grupės taip pat sugers vandenį iš silikoninės gumos paviršiaus, todėl silikoninės gumos varža toliau mažėja. Dėl silikoninės gumos cheminės grandinės nutrūkimo izoliacija taip pat bus silpna, o tai gali sukelti nuotėkį ir kitus nelaimingus atsitikimus. Todėl, jei silikoninė guma ilgą laiką bus veikiama UV stiprioje aplinkoje, silikoninės gumos viduje ir toliau vyks įtrūkimai, kryžminimo reakcijos, pvz., oksidacija, sunaikins viduje esančios silikoninės gumos molekulinę struktūrą, makro požiūriu. Silikoninės gumos ilgas ultravioletinių spindulių poveikis sumažėja silikoninės gumos elektrinės charakteristikos ir sumažėja mechaninės savybės, o tai turi įtakos įprastam silikoninės gumos naudojimui.
Nustatyta, kad dažiklis geležies oksidas gali slopinti šiluminės oksidacijos reakciją sudėtinėje izoliacinėje silikoninėje gumoje, kad išlaikytų silikoninės gumos stabilumą, tačiau dažiklio geležies oksido naudojimas atlieka katalizinį vaidmenį hidrolizės reakcijoje. Kai nano silicio dioksidas dedamas į silikoninę kaučiuką, didėjant pridedamam kiekiui, kompozitinio izoliatoriaus blykstės įtampos tikimybė mažėja. Pridėjus nano BN dalelių į silikoninę kaučiuką, silikoninės gumos paviršiaus temperatūros pasiskirstymas bus tolygesnis, erozijos gylis palaipsniui mažės, silikoninės gumos paviršiaus atsparumo stabilumas padidės, o persipylimo problemos tikimybė padidės. toliau mažėti.
Nuovargis dėl streso taip pat labai paspartins kompozitinių izoliatorių senėjimą. Nustatyta, kad esant aukšto dažnio vibracijai skėčio sijone su apkrovos izoliatoriais, vibracija sukels rimtą streso koncentracijos reiškinį skėčio sijono šaknyje. Esant ilgalaikei ir labai stipriai apkrovai, skėčio sijono šaknis visada bus nuovargio būsenoje, dėl ko susidarys mikro įtrūkimai. Jei mikroįtrūkimai nebus ištaisyti efektyviai, plyšių gylis toliau didės, o ilgainiui plyš skėčio sijonas.
2. Cheminis senėjimas
Pagrindinės sudėtinės izoliacinės silikoninės gumos senėjimo priežastys yra ozonas, rūgštis ir bazė bei azoto oksidas, tarp kurių azoto oksidas reaguoja su vandeniu ir gamina azoto rūgštį. Kai kompozitinis izoliatorius ilgą laiką yra rūgščioje aplinkoje, kompozitinio izoliatoriaus paviršius bus rimtai aprūdytas. Stipri rūgštis sukels kompozitinio izoliatoriaus silikoninės gumos pagrindo lūžį ir taip sugadins silikoninės gumos medžiagą. Kai kompozitinis izoliatorius yra šarminėje aplinkoje, kompozitinio izoliatoriaus paviršius bus silpnas šarmingumas, o šarminės medžiagos taip pat sukels pirminį silikoninės gumos ryšį, todėl kompozitinis izoliatorius praranda hidrofobiškumą. Makro požiūriu kompozitinė izoliacinė silikoninė guma ilgą laiką rūgštinėje ar šarminėje aplinkoje parodys stiprumo sumažėjimo reiškinį.
Ilgą laiką užterštoje ir drėgnoje aplinkoje kompozitinių izoliatorių silikoninės gumos paviršiaus hidrofobiškumas palaipsniui susilpnės, o laikui bėgant net visiškai išnyks. Kompozitinius izoliatorius panardinus į skirtingų savybių tirpalus, galima pastebėti, kad kompozitinių izoliatorių paviršius neutraliuose tirpaluose reikšmingai nesikeičia, o kompozitinių izoliatorių paviršiuje rūgštiniuose ir šarminiuose tirpaluose matomas akivaizdus korozijos reiškinys, o korozijos laipsnis. palaipsniui gilėja, didėjant rūgštingumui ir šarmingumui. Kompozitiniams izoliatoriams rūgštinė aplinka yra kenksmingesnė nei šarminė.
Dėl iškrovos reiškinio veikiant aukštos įtampos linijai, iškrovos reiškinio susidaręs ozonas oksiduosis ir reaguos su polimerine medžiaga kompozitiniame izoliatoriuje. Oksidacijos reakcija sukels rimtus kompozitinio izoliatoriaus paviršiaus defektus ir netgi turės rimtos įtakos kompozitinio izoliatoriaus veikimui.
3. Elektros senėjimas
Kompozitinius izoliatorius ne tik veikia natūrali aplinka, bet ir aukštos įtampos elektriniai laukai, kurie pagreitina silikoninės gumos senėjimą. Tuo pačiu metu įkrautų kompozitinių izoliatorių ir neįkrautų kompozitinių izoliatorių tyrimas rodo, kad įkrautų kompozitinių izoliatorių tarnavimo laikas yra daug mažesnis nei neįkrautų kompozitinių izoliatorių, o tai taip pat rodo, kad elektros senėjimas yra svarbus veiksnys, sukeliantis kompozitinių izoliatorių senėjimas. Įprasto veikimo metu kompozitinį izoliatorių paveiks įkrautos dalelės, todėl kompozitinio izoliatoriaus silikoninės gumos pagrindinė grandinė nutrūks. Tuo pačiu metu jis reaguos su aplinkiniu deguonimi ir kitomis medžiagomis, sudarydamas azoto oksidus ir kitas medžiagas, o tada sugadins silikoninės gumos veikimą. Korona lankas taip pat sukels aukštą temperatūrą kompozitinių izoliatorių paviršiuje, o tai sumažins kompozitinių izoliatorių elektrines ir mechanines savybes. Po to, kai kompozitiniai izoliatoriai bus sudeginti vainikiniu lanku, organinių medžiagų kiekis kompozitinių izoliatorių paviršiuje labai sumažės, todėl kompozitinių izoliatorių izoliacinės savybės sumažės. Viso senėjimo metu elektrinio senėjimo reakcijos procesas yra pats sudėtingiausias, kartu atsiras ir elektrinio senėjimo procesas, fizinis ir cheminis senėjimas, todėl elektrinio senėjimo įtaka kompozitinėms izoliacinėms medžiagoms yra didžiausia.