高電壓畢業(yè)論文.doc

高電壓論文 題目：過(guò)電壓防護(hù)與絕緣配合 學(xué) 院： 機(jī) 電 工 程 學(xué) 院班 級(jí)： 10電氣工程三班學(xué) 號(hào)： 1002120329姓 名： 司欣 二 一三 年 五 月硅橡膠在電氣絕緣材料方面的應(yīng)用及進(jìn)展3摘要3關(guān)鍵詞:硅橡膠;絕緣子;電氣絕緣材料41.熱硫化型硅橡膠51) ,不易破損,運(yùn)輸安裝方便52) 憎水性好,耐污能力好63) 生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單64) 不爆炸,無(wú)須零值檢測(cè)。65) 容易制造高大型產(chǎn)品。62.室溫硫化型硅橡膠室溫硫化型硅橡膠(簡(jiǎn)稱(chēng)RTV)73.液體硅橡膠液體硅橡膠(即加成硫化型硅橡膠, 簡(jiǎn)稱(chēng)LSR)74.結(jié)束語(yǔ)7參考文獻(xiàn):8硅橡膠在電氣絕緣材料方面的應(yīng)用及進(jìn)展摘要簡(jiǎn)述了國(guó)內(nèi)外硅橡膠(高溫硫化型硅橡膠、室溫硫化型硅橡膠、液體硅橡膠等) 在電氣絕緣方面的應(yīng)用情況。硅橡膠復(fù)合絕緣材料作為新一代外絕緣材料在高壓輸變電設(shè)備上具有廣泛的發(fā)展,隨著我國(guó)有機(jī)硅工業(yè)和納米技術(shù)的快速發(fā)展,將大大地促進(jìn)硅橡膠配合技術(shù)的進(jìn)步,硅橡膠絕緣材料的綜合性能緣產(chǎn)品的發(fā)展勢(shì)不可擋,硅橡膠的應(yīng)用及研究領(lǐng)域越來(lái)越廣。將得到進(jìn)一步的提高,而成本有望進(jìn)一步降低。國(guó)際上,硅橡膠絕關(guān)鍵詞:硅橡膠;絕緣子;電氣絕緣材料電氣線(xiàn)路系統(tǒng)中，根據(jù)常用的絕緣材料按其化學(xué)性質(zhì)不同，可分為無(wú)機(jī)絕緣材料、有機(jī)絕緣材料和混合絕緣材料。常用的無(wú)機(jī)絕緣材料有：云母、石棉、大理石、瓷器、玻璃、硫黃等，主要用作電機(jī)、電器的繞組絕緣、開(kāi)關(guān)的底板和絕緣子等。有機(jī)絕緣材料有：蟲(chóng)膠、樹(shù)脂、橡膠、棉紗、紙、麻、人造絲等，大多用以制造絕緣漆，繞組導(dǎo)線(xiàn)的被覆絕緣物等?；旌辖^緣材料為由以上兩種材料經(jīng)過(guò)加工制成的各種成型絕緣材料，用作電器的底座、外殼等。下面簡(jiǎn)單介紹橡膠絕緣材料分類(lèi)中，硅橡膠絕緣材料在電氣中的應(yīng)用及進(jìn)展。硅橡膠是由各種二氯硅烷經(jīng)過(guò)水解、縮聚而得到的一種元素有機(jī)彈性體。硅橡膠具有卓越的耐高低溫、耐候、耐臭氧、耐電暈、電氣絕緣性能好、表面憎水、壓縮變形率低等特性,是橡膠中性能獨(dú)特的品種。它非常適合用作電氣電工行業(yè)的有機(jī)絕緣材料,近年來(lái)已在電氣絕緣系統(tǒng)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)外大多數(shù)復(fù)合絕緣子生產(chǎn)廠(chǎng)家均采用填充有較多氫氧化鋁(Al2033H20) 的甲基乙烯基硅橡膠(即高溫硫化硅橡膠) 作為戶(hù)外絕緣材料,還有如用作復(fù)合避雷器、斷路器、變壓器、高壓開(kāi)關(guān)和穿墻套管等的外套絕緣材料等。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),至2001 年我國(guó)在高壓線(xiàn)路上運(yùn)行的硅橡膠復(fù)合絕緣子已達(dá)190 萬(wàn)支,而且用量每年以25 %以上的速度在增長(zhǎng)。大大地促進(jìn)了電力工業(yè)的發(fā)展,提高了用電安全性,具有社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的雙重效益。自20 世紀(jì)60 年代開(kāi)始,世界上眾多的發(fā)達(dá)國(guó)家,如德、美、英、法、日等就已經(jīng)開(kāi)始研究利用有機(jī)高分子聚合物制造戶(hù)外復(fù)合絕緣子。最先采用的絕緣材料主要有脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂、二元乙丙橡膠、三元乙丙橡膠、聚四氟乙烯以及室溫硫化硅橡膠等,但由這些材料制造的復(fù)合絕緣子在使用運(yùn)行一定的時(shí)間后都出現(xiàn)了一些問(wèn)題,環(huán)氧樹(shù)脂易老化、開(kāi)裂、憎水性喪失、表面產(chǎn)生漏電起痕;乙丙橡膠運(yùn)行幾年后出現(xiàn)憎水性下降、褪色、裂紋、產(chǎn)生漏電起痕;聚四氟乙烯沒(méi)有憎水性遷移特性,表面積污后易出現(xiàn)腐蝕和傘盤(pán)洞穿等問(wèn)題,而且價(jià)格昂貴,加工困難;室溫硫化硅橡膠耐漏電起痕與電蝕損性能和機(jī)械強(qiáng)度不大理想,有出現(xiàn)表面機(jī)械損傷及腐蝕開(kāi)裂等問(wèn)題。惟獨(dú)熱硫化硅橡膠使用效果比較好,不易老化,耐漏電起痕與電蝕損性能相對(duì)較好,尤其是在其表面積污后仍具有良好的憎水性,成為制造戶(hù)外復(fù)合絕緣子的首選材料。1.熱硫化型硅橡膠從20 世紀(jì)70 年代末80 年代初開(kāi)始,歐、美國(guó)家逐漸采用高溫硫化型硅橡膠(簡(jiǎn)稱(chēng)HTV) 作為電氣絕緣材料制造復(fù)合絕緣子的傘裙護(hù)套。差不多同時(shí)我國(guó)的一些高校、研究院所,如清華大學(xué)、武漢水利水電學(xué)院、華東電力試驗(yàn)研究院、西安電瓷研究所等單位相繼開(kāi)展采用熱硫化型硅橡膠研制復(fù)合絕緣子工作,并研制出35kV500kV 各型號(hào)系列復(fù)合絕緣子產(chǎn)品。雖然我國(guó)復(fù)合絕緣子的研究工作起步比較晚,但其發(fā)展非常迅速,至今,已有不少于190 萬(wàn)支的硅橡膠復(fù)合絕緣子在全國(guó)電網(wǎng)上運(yùn)行,產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益。熱硫化型硅橡膠按化學(xué)組成的不同可分為二甲基硅橡膠、甲基乙烯基硅橡膠、甲基乙烯基苯基硅橡膠、三氟丙基硅橡膠、腈硅橡膠等。熱硫化型硅橡膠作為電氣絕緣材料,主要是制作復(fù)合絕緣子的傘裙護(hù)套,復(fù)合避雷器的外套,增爬傘裙(防污傘裙) 以及穿墻套管傘裙護(hù)套等高壓絕緣部件,以改善高壓絕緣設(shè)備表面的受污、受潮條件,提高絕緣強(qiáng)度和耐污能力,它與傳統(tǒng)陶瓷材料相比具有如下明顯優(yōu)勢(shì):1.1重量輕,體積小1) ,不易破損,運(yùn)輸安裝方便 維護(hù)工作量小,可以降低相應(yīng)安裝維護(hù)費(fèi)用。復(fù)合絕緣材料的重量在陶瓷絕緣材料的1/ 10 以下,用復(fù)合絕緣材料作套筒替代瓷套,可以降低電氣設(shè)備的重量,如ZnO 避雷器用復(fù)合絕緣構(gòu)件,重量為瓷套ZnO 避雷器的1/ 31/ 4。輕型避雷器可以直接懸掛在變電站內(nèi)或輸電線(xiàn)的導(dǎo)線(xiàn)下,減少安裝面積。其他如互感器等用硅橡膠復(fù)合絕緣材料都可以使電氣設(shè)備輕型化和安裝懸掛式,簡(jiǎn)化變電結(jié)構(gòu)及變電站小型化。2) 憎水性好,耐污能力好 提高116215 倍,可以有效提高用電安全性,減少清掃費(fèi)用。硅橡膠浸水老化試驗(yàn)表明,小分子從硅橡膠中向外遷的速度非常緩慢,可以期望硅橡膠會(huì)長(zhǎng)期保持憎水遷移性。3) 生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單產(chǎn)品合格率高,生產(chǎn)能耗低,生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境污染小。4) 不爆炸,無(wú)須零值檢測(cè)。5) 容易制造高大型產(chǎn)品。這些優(yōu)點(diǎn)是陶瓷絕緣材料所不具備的或是難以達(dá)到的,特別是用在野外的產(chǎn)品,在施工和維護(hù)時(shí),硅橡膠復(fù)合絕緣材料的優(yōu)勢(shì)是不可比擬的。在硅橡膠復(fù)合絕緣材料中常用的是甲基乙烯基硅橡膠,最適合作為電氣絕緣材料的甲基乙烯基硅橡膠型號(hào)為11022 型,其相對(duì)分子質(zhì)量在4580 萬(wàn)g/ mol ,揮發(fā)份質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于3 %。硅橡膠必須與其他物料配比共混,主要是與補(bǔ)強(qiáng)劑(白炭黑) 、結(jié)構(gòu)控制劑(羥基硅油、二苯基硅二醇等) 、抗電蝕填充劑和阻燃劑( 氫氧化鋁等) 、交聯(lián)劑(DCP、雙2 ,5 等) 、著色劑(炭黑、氧化鐵紅等) 以及其他加工助劑(增塑劑、偶聯(lián)劑等) 按一定的比例經(jīng)過(guò)混煉、過(guò)濾、硫化等工序,制成具有優(yōu)異抗漏電起痕與電蝕損性能、介電性能、耐天候老化性能以及一定機(jī)械強(qiáng)度的絕緣材料。國(guó)內(nèi)外各個(gè)廠(chǎng)家的配方嚴(yán)格保密,或是以專(zhuān)利的形式公布,因此,配方各不相同,致使各廠(chǎng)家生產(chǎn)的絕緣材料的電氣及機(jī)械強(qiáng)度性能不盡一致。至于憎水性遷移與恢復(fù)特性、耐天候老化性能等在短期內(nèi)變化不明顯,相關(guān)實(shí)驗(yàn)方法還有待斟酌和進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化,國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議工作組也正在做這方面的工作。這也從一個(gè)側(cè)面反映了我國(guó)硅橡膠配合技術(shù)的進(jìn)步,但要趕上國(guó)際先進(jìn)水平還需要一段時(shí)間。進(jìn)一步完善現(xiàn)有的試驗(yàn)手段和測(cè)試方法,是目前比較重要和首先要做的事情。2.室溫硫化型硅橡膠室溫硫化型硅橡膠(簡(jiǎn)稱(chēng)RTV) 相對(duì)分子質(zhì)量較低,通常為粘稠狀液體,按其硫化機(jī)理和使用工藝性不同,可分為單組分RTV 和雙組分RTV。單組分RTV 使用時(shí)特別方便,只需與空氣中的水分接觸即可交聯(lián)成彈性體;雙組分RTV 使用時(shí),需將兩個(gè)分別混有催化劑和交聯(lián)劑的組分按要求經(jīng)過(guò)計(jì)量進(jìn)行混合,即可硫化成型。室溫硫化型硅橡膠加工方便,對(duì)設(shè)備和模具要求也不高。RTV 對(duì)多種材料,如硅橡膠、金屬、玻璃、陶瓷等有良好的粘接性,在高壓絕緣材料方面可以用作膠粘劑,起到粘接密封作用。RTV 在防污閃涂料方面,在國(guó)外已有近30 年的歷史,使用效果不錯(cuò)。國(guó)內(nèi)在20 世紀(jì)80 年代開(kāi)始也有產(chǎn)品使用,但使用壽命比較短,一般只有幾年的有效期。RTV 在避雷器、電壓互感器等產(chǎn)品上也有少量使用。3.液體硅橡膠液體硅橡膠(即加成硫化型硅橡膠, 簡(jiǎn)稱(chēng)LSR) 除了具有絕緣性能優(yōu)越、使用溫度范圍寬和在惡劣環(huán)境下的長(zhǎng)期耐天候老化性能外,還具有工藝簡(jiǎn)單、快捷,可以快速硫化成型、高效節(jié)能等優(yōu)點(diǎn),但其價(jià)格昂貴,限制了其在絕緣產(chǎn)品上的使用,主要用作電線(xiàn)、電纜的絕緣材料。4.結(jié)束語(yǔ)硅橡膠復(fù)合絕緣材料作為新一代外絕緣材料在高壓輸變電設(shè)備上具有廣泛的發(fā)展,隨著我國(guó)有機(jī)硅工業(yè)和納米技術(shù)的快速發(fā)展,將大大地促進(jìn)硅橡膠配合技術(shù)的進(jìn)步,硅橡膠絕緣材料的綜合性能將得到進(jìn)一步的提高,而成本有望進(jìn)一步降低。國(guó)際上,硅橡膠絕緣產(chǎn)品的發(fā)展勢(shì)不可擋,硅橡膠的應(yīng)用及研究領(lǐng)域越來(lái)越廣,其他陶瓷絕緣產(chǎn)品都可以逐步用硅橡膠復(fù)合絕緣產(chǎn)品替代,而且結(jié)構(gòu)和性能都將優(yōu)于陶瓷絕緣;還可以制造陶瓷絕緣產(chǎn)品所沒(méi)有的新產(chǎn)品。有機(jī)絕緣材料雖然有許多傳統(tǒng)陶瓷材料所無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn),但也出現(xiàn)了一些新問(wèn)題,如電力部門(mén)比較關(guān)心的耐天候老化性能、憎水性遷移與恢復(fù)特性、表面憎水性與自身絕緣性能的關(guān)系以及相關(guān)的試驗(yàn)方法等。參考文獻(xiàn):1 林修勇. 氫氧化鋁對(duì)