復合絕緣子從結(jié)構(gòu)到材料都全部不同與瓷或玻璃的絕緣子。性能上也大不相同,主要有以下幾點:質(zhì)量輕。接觸過合成絕緣子的人都了解,一支合成絕緣子質(zhì)量很輕,只不過是瓷質(zhì)絕緣子的1/5,但絕緣子的周向抗拉強度很高一般都在6000mpa以上,而這樣的優(yōu)點深受線路職工的歡迎,主要可以在施工和事故搶修中降低勞動強度。合成絕緣子屬于棒形絕緣結(jié)構(gòu),其傘裙是硅橡膠的有用高分子結(jié)構(gòu)其內(nèi)外間距基本相等,一般不發(fā)生內(nèi)部絕緣擊穿,所以也不需要零值檢測。
引起絕緣子物理老化的因素有紫外輻照以及應(yīng)力疲勞、高溫。強烈的紫外輻照下,硅橡膠表面平整度下降,并出現(xiàn)大量孔洞和顆粒,橡膠內(nèi)部填充物有外露的趨勢,表面顆粒物為SiO2和Al2O3的混合物。硅橡膠在紫外老化過程中發(fā)生了較復雜的斷裂、氧化和交聯(lián)等化學反應(yīng)。應(yīng)力疲勞主要與大風區(qū)工況對于,絕緣子傘群在長時間大風作用下根部出現(xiàn)疲勞,產(chǎn)生裂紋、擴展導致傘裙撕裂。電弧放電會產(chǎn)生高溫,高溫會引起材料的熱裂解,使材料變硬、變脆、彈性變差,拉伸強度和撕裂強度降低。
引起硅橡膠化學老化的因素有酸堿、臭氧以及氮氧化物等。氮氧化物實際上也是轉(zhuǎn)化為硝酸,再與傘裙材料起反應(yīng)。酸、堿會導致Si-O鍵的斷裂,Si-O為硅橡膠主鏈,斷裂對憎水性產(chǎn)生不利影響,并導致表面裂紋產(chǎn)生。高壓線路運行時由于放電產(chǎn)生臭氧,臭氧能夠破壞硅橡膠主鏈Si-O-Si、側(cè)鏈Si-C、C-H,導致硅橡膠材料表面缺陷增多、憎水性喪失、材料性能下降。
電老化是運行絕緣子主要的老化形式,包括中電暈或電弧放電引發(fā)的老化。實際上電老化也伴隨著物理、化學老化。電暈或電弧放電產(chǎn)生的帶電粒子的撞擊、活性粒子如臭氧的產(chǎn)生、本身的高溫均會導致硅橡膠分子鏈斷裂,并導致有機(以實際報告為主)物含量的減少,導致傘裙機械、憎水性能下降。當芯棒內(nèi)部產(chǎn)生放電,將導芯棒樹脂分解、芯棒碳化、玻璃纖維斷裂、護套開裂,后期導致芯棒機械性能下降、斷裂。
復合絕緣子的基本結(jié)構(gòu)為金具、芯棒、傘裙護套。芯棒是合成絕緣子機械負荷的承載部件,同時又是內(nèi)絕緣的主要部分,合成絕緣子的芯棒材料采用樹脂增強的玻璃纖維組成。傘裙護套是合成絕緣子的外絕緣部分,其作用是使合成絕緣子具有足夠的防濕閃和污閃的外絕緣性能,保護芯棒不受外部環(huán)境侵襲,通常傘裙護套都有優(yōu)良的不怕污閃性,不怕漏電起痕和電蝕性,不怕高低溫和大氣老化的性能。復合絕緣子的不錯不怕污閃性能都是由傘裙護套提供的,它在芯棒的外層,容易損壞,所以傘裙護套也是我們主要保護和研討的對象。
絕緣子傘裙與芯棒的生產(chǎn)工藝可分為擠包穿傘、整體注射式。擠包穿傘為將傘裙粘接到芯棒上,因此有芯棒-護套、護套-傘套兩個界面,整體注射式其傘裙與芯棒護套一體成型,少有芯棒-護套界面。復合絕緣子失效形式,復合絕緣子失效包括閃絡(luò)、機械強度下降、芯棒擊穿、脆斷、芯棒酥朽斷裂、外力破壞等,其他則主要取決于絕緣子自身狀態(tài),與老化密切相關(guān)。當前復合絕緣子主要采用壓接式連接結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)復合絕緣子幾乎不再產(chǎn)生機械性能下降導致絕緣子斷串的事件。在采用不怕酸芯棒的情況下,復合絕緣子也幾乎不再產(chǎn)生脆斷。因此目前與老化相關(guān)的復合絕緣子失效主要包括芯棒擊穿、酥朽斷裂。由于憎水性下降可能也會引發(fā)放電、造成芯棒的損傷,因此憎水性下降也認為是與老化相關(guān)的失效形式。