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慧正資訊:自2000年國家提出“西電東送”推動西部大開發以來,今年已是戰略實施的第二個十年。如今,特高壓輸電推動西電東送規模成倍增長。隨著特高壓交直流工程陸續投入運行,我國將西部地區能源資源的優化與配置推進到最高水平。
今天,瓦課堂要向大家講解的是輸電中的重要原件——絕緣子是如何在遠距離的高壓輸電過程中,降低因電流產生的熱損耗和降低遠距離輸電的材料成本的。
絕緣子的結構
絕緣子主要由三種材料制造:瓷、玻璃和復合絕緣子。在特高壓的線路(800KV和1000KV)應用中,復合絕緣子已占比例達57.02%,成為電力行業中不可缺少的重要組成部分。
復合絕緣子作為輸電線路中的一個重要部件,其對包覆在芯棒表面的外絕緣材料的選擇有嚴格的要求。尤其是直流絕緣子屬于特高壓等級,大部分使用在西南高海拔,強紫外線照射等地區,或南方的高溫、高濕、多雨的亞熱帶地區,再加上直流絕緣子在運行過程中的靜電吸附、電弧電流無過零點、電暈等情況,它對外絕緣材料的要求很苛刻。
高性能硅橡膠的應用,從HCR開始
鑒于對直流絕緣子的超高的外絕緣材料要求,深入研究直流復合絕緣子的硅橡膠的老化十分重要。目前使用的絕緣子用高溫硫化硅橡膠制造分為高溫硫化固體硅橡膠 (HCR)和硫化液體硅橡膠(LSR)。
早期以HCR的為主,其主要成分是聚甲基硅氧烷和二氧化硅。增強填料的選擇尤為重要主要包括具有很大比表面積(大于100m2/g)的氣相二氧化硅,例如WACKER HDKu00AE。當然,有時沉淀二氧化硅也能產生補強作用,但機械強度不如氣相二氧化硅。
合理的HCR硅橡膠配方
為了達到耐漏電起痕的效果,氫氧化鋁的使用是必不可少的。作為非增強填料,氫氧化鋁填料可以提高耐漏電起痕,但同時會降低硅橡膠材料的憎水性和憎水遷移性以及機械強度。因此,合理的配方是HCR硅橡膠用于絕緣子材料的關鍵。
同時,為了防止降低成本而過度加入氫氧化鋁,我們需要綜合考慮絕緣子傘裙材料的拉伸性能、撕裂性能、憎水性、抗老化性能等等。配方中的填料比變得尤為重要。
根據我們的經驗,絕緣子傘裙材料的含量應低于40%;聚二甲基硅氧烷的含量高于50%。如瓦克化學的Powersilu00AE 310 或 Cenusilu00AE TD315 等均按此要求,經過合理配比和嚴格工藝控制生產。這些產品已廣泛的被應用于世界各地的500 KV以及以下的復合絕緣子中。
中高溫硫化硅橡膠LSR
聚二甲基硅氧烷的含量直接與硅橡膠的老化和憎水性密切相關。含量越高性能越高。為此,瓦克化學開發了全有機硅的絕緣子加成型液體硅橡膠(LSR)。該產品為中高溫硫化,是硅橡膠中高檔產品。且該材料硫化時,無副產品產生,收縮率非常低,固化完全,成型工藝簡單,有利于制作各種復雜結構和大構件。
LSR 通常是由聚二甲基乙烯基硅氧烷生膠、聚甲基氫硅氧烷、催化劑過渡金屬(如鉑等)的絡合物等組成,根據不同用途,還可添加其它填充劑,如氣相法或沉淀法白炭黑、氧化鐵、二氧化鈦和炭黑等。為了制取透明級的LSR,也可加入硅樹脂作為填充劑。如瓦克化學的 Powersilu00AE 660就有效的詮釋了該產品的成功應用于特高壓的交流和直流絕緣子。
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