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合成绝缘子也有人称为有机复合绝缘子、橡胶绝缘子或非瓷绝缘子,它是由两种以上的有机合成材料组成的复合结构绝缘子,现在以线路棒形悬式合成绝缘子为例进行讨论。合成绝缘子的基本结构包括芯棒、伞裙护套、粘接层和金具。芯棒是复合绝缘子机械负荷的承载部件,同时又是内绝缘的主要部分,要求它有很高的机械强度、绝缘性能和长期稳定性,现在芯棒材料采用树脂增强的单向玻璃纤维引拔棒。伞裙护套是复合绝缘子的外绝缘部分,其作用是使高压绝缘子具有足够高的防湿闪和污闪的外绝缘性能,以及保护芯棒免遭外部大气的侵袭。伞裙护套长年暴露在户外大气中,经受日晒、雨淋、酷暑、严寒等各种恶劣气候条件,承受自然(飞尘、盐碱及海污)和工业污染,它在脏污潮湿条件下可能遭受火花放电或局部电弧的烧蚀。通常要求伞裙护套材料必须具有优良的耐污闪性、耐漏电起痕性和耐电蚀损性,以及耐臭氧耐高低温等大气老化作用。复合绝缘子的优异耐污闪能力主要是由伞裙护套材料决定的。它也直接关系到长期运行下的老化问题,伞裙护套是合成绝缘的重要外绝缘部件。
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复合绝缘子的憎水性试验进一步说明,遭雷击闪络但无烧损的绝缘子仍保持较好的憎水性,但有明显烧蚀痕迹的绝缘子,其憎水性能则大大降低,意味着其耐污能力也将大大下降。因此,综合考虑耐雷水平和绝缘子的保护这二个方面,不应该仅因耐雷水平不能降低而取消均压环,应该适当增加绝缘子高度,特别是在雷电活动密集区和雷电易击点,所使用的复合绝缘子更应适当加长,使装配均压环后的空气间隙及放电距离不致减小。装设均压环的另一个好处是使绝缘子串的电场分布更趋均匀,不仅可减缓在长期工作电压下,因局部高场强引发局部放电而造成绝缘子的老化或劣化,而且在同一放电距离下,可因电场均匀而使得放电电压提高,从而提高雷击闪络电压。从运行及试验情况来看,均压环的结构和加工工艺,对放电电压也有影响。均压环局部有尖端或因结构不合理形成局部的高场强也会起到降低雷击放电电压的作用。 从运行情况来看,复合绝缘子的雷击闪络大多可重合成功,这是因为复合绝缘子属不可击穿结构,当放电在空气中发生时,不会对绝缘性能产生不可逆影响,属可恢复性绝缘,而瓷绝缘子在雷击放电时可能发生内击穿,严重时可能在强大的工频电弧电流作用下发生爆炸,这种情况属不可恢复性绝缘。另需说明的是:复合绝缘子的防污性能是源于其外绝缘材料的特性,防雷性能则与外绝缘材料无关,只与其两端间隙距离及电极形状有关。距离越大,电场越均匀,其雷击放电水平就越高,
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玻璃绝缘子硅橡胶分子结构机械性能低,难以在外绝缘上直接使用,必须采用白炭黑进行补强。气相白炭黑与沉淀白炭黑相比,具有结构紧密、颗粒分布均匀、无气隙、热稳定性好、补强效果好、无杂质等特电,在外绝缘上被广泛采用”气相白炭黑微粒是通过塑炼能均匀分布硅氧烷分子中,其表面可能眦范德华力、氧键或化学键与硅氧烷分子相互连接起来。硅橡胶后,硅氧烷分子的化学交联及键的相互缠结形成把气相白炭黑微粒围在其中的稳定网状结构,由此提高硅橡胶的强度,气相白灰黑是由正硅酸经过一系列缩聚脱水反应生成的,在反应的各阶段都有残存-oh.其微粒内部虽然存在难以除去的-oh,但陶瓷绝缘子对硅橡胶性能影响不to气相白炭黑微粒表面的-oh多为独立存在,反应活性高,影响较大,先气相白炭黑在存放过程中空气的水分子很容易和微粒表面的oh生戚氢键而被吸附,在常温下可吸附好几个单分子层。苦这种吸附水随着白炭黑进入外绝缘封闭系统中排不出去,便会把硅氧烷分子打断,使高分子降解直接影响耐老化性能一其次,白炭黑微粒表面-oh过多引起微酸性能过大,虽然在常温条件-f很难使硅氧烷分子硅氧链断裂,但在催化条件下,也能使硅氧键发生比碳硅键能低得多的异裂断键现象。这是由于硅氧键极性及硅原子半径大,在白炭黑偏酸性诱导效应长期作用的结果二硅橡胶分子在白炭黑颗粒微酸作用下出现异裂断链现象,有的可以异裂成自由状态硅氧烷小分子,这虽然有利于维持外绝缘材质憎水迁移性能,但过多也会影响其整体性能。可见复合绝缘子由白炭黑作为外绝缘补强填充剂,虽然微粒表面的-oh及整体偏酸性是本身分子结构性能的必然存在,但可以严格检侧手段.使其控制在的存在程度,这不但有利于外绝缘耐老化性能,也可相应维持外绝缘的憎水迁移陛能。
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