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硅橡膠在電力系統(tǒng)外絕緣中的應(yīng)用（五）
閱讀次數(shù)：次 發(fā)布人：廣州中祥 添加時間：2013-10-10
硅橡膠老化性能的評價方法
硅橡膠能否在電力系統(tǒng)中長期可靠運行,其耐老化性能很關(guān)鍵。因此,提高硅膠材料的耐老化性能至關(guān)重要。而正確評定硅橡膠材料在嚴酷環(huán)境條件下的老化性能的重要指標之一是漏電起痕及電蝕損性能,它與絕緣子的使用壽命息息相關(guān)。自然老化考核這一指標的周期長,采用人工加速老化實驗正確模擬實際運行中漏電起痕及電蝕損的老化現(xiàn)象,在短時間內(nèi)對硅橡膠材料長期運行性能進行評估是有待人們進一步研究的問題。目前,國際上普遍采用的人工加速老化試驗方法有斜面法、1 000 h鹽霧法和5 000 h老化試驗方法,它們之間的試驗條件、試驗程序、試驗現(xiàn)象、試驗結(jié)果和試驗評定均不相同。
1000 h鹽霧法和5000 h老化試驗法施加的系統(tǒng)最高工頻相電壓(Lm/ 3)皆是模擬海岸等鹽污地區(qū)、重污穢或嚴重污穢的嚴酷環(huán)境條件。不同的是5 000 h老化試驗較全面地模擬了絕緣子在使用中遇到的強烈陽光照射、頻繁的濕熱變化、凝露和自然雨等環(huán)境條件;且循環(huán)地模擬氣候(如濕熱的變化)還可能產(chǎn)生某種程度的機械應(yīng)力,特別是在絕緣子的界面上重復(fù)出現(xiàn)數(shù)次凝露現(xiàn)象時。
斜面法僅模擬嚴酷環(huán)境條件(如海岸等鹽害地區(qū)、化學(xué)氣體及塵埃污染的空氣等特殊環(huán)境),并分級施加電壓、噴污液,其目的是加速老化效應(yīng)。
從放電電弧這一角度看, 1000 h鹽霧法和5000 h老化試驗法的放電電弧呈現(xiàn)分散燒蝕的熱點,而斜面法呈現(xiàn)集中電弧放電的熱點;因此, 1000 h鹽霧法和5000 h老化試驗法與實際運行合成絕緣子的放電電弧特征較一致,而斜面法是在較苛刻條件下再現(xiàn)了實際運行中合成絕緣子的漏電起痕及電蝕損老化觀象。
實驗判斷的評價:斜面法采取分級方式評定老化性能,相關(guān)標準規(guī)定至少應(yīng)達到TMA4.5級,實驗條件易再現(xiàn),不同實驗室的實驗數(shù)據(jù)具有可比性。現(xiàn)行標準DL/T864-2004對絕緣子的耐漏電起痕及電蝕損試驗的判斷是規(guī)定每只試品過流中斷次數(shù)不超過三次、不起痕、不蝕損到芯棒、傘裙不擊穿。鹽霧法實際上是一種較長時間的污穢耐受電壓試驗,由于污液鹽的質(zhì)量濃度為10 kg/m³時,放電電弧分散性較大,不易形成集中性燒蝕的熱點;故評估漏電起痕及電蝕損老化性能試驗的污液鹽的質(zhì)量濃度或流速應(yīng)調(diào)整到合理的值,以達到在短時間內(nèi)對絕緣子長期運行老化性能進行正確評估的目的。本院對大量試品進行了該項試驗,結(jié)果均達到試驗判斷的要求,僅出現(xiàn)一定數(shù)量的蝕損和開裂。目前還不能定量化提出允許蝕損開裂數(shù)目,應(yīng)進一步積累試驗數(shù)據(jù),提出與運行經(jīng)驗相關(guān)的判斷。5000 h老化試驗法試驗的判斷與鹽霧法相同,也有放電電弧分散性大的問題。此外,按IEC出版物的要求循環(huán)施加人工雨,雨水的電阻串規(guī)定為范圍相差最大可達15%,淋雨的水平、垂直分量相差也可達50%,無疑造成各實驗室對絕緣子老化性能的評定出入較大。
三種試驗方法各有特點,均能正確再現(xiàn)硅橡膠的自然老化過程,在短時間內(nèi)對長期運行性能進行評估,應(yīng)進一步積累實驗室數(shù)據(jù),并結(jié)合運行經(jīng)驗提出1 000 h鹽霧法和5 000 h老化試驗法污液鹽的質(zhì)量濃度或流速的合理試驗條件和現(xiàn)行標準中沒有規(guī)定的允許蝕損開裂數(shù)的試驗判斷,從而達到用人工加速老化來評估絕緣子長期運行性能的目的。
硅橡膠能否在電力系統(tǒng)中長期可靠運行,其耐老化性能很關(guān)鍵。因此,提高硅膠材料的耐老化性能至關(guān)重要。而正確評定硅橡膠材料在嚴酷環(huán)境條件下的老化性能的重要指標之一是漏電起痕及電蝕損性能,它與絕緣子的使用壽命息息相關(guān)。自然老化考核這一指標的周期長,采用人工加速老化實驗正確模擬實際運行中漏電起痕及電蝕損的老化現(xiàn)象,在短時間內(nèi)對硅橡膠材料長期運行性能進行評估是有待人們進一步研究的問題。目前,國際上普遍采用的人工加速老化試驗方法有斜面法、1 000 h鹽霧法和5 000 h老化試驗方法,它們之間的試驗條件、試驗程序、試驗現(xiàn)象、試驗結(jié)果和試驗評定均不相同。
1000 h鹽霧法和5000 h老化試驗法施加的系統(tǒng)最高工頻相電壓(Lm/ 3)皆是模擬海岸等鹽污地區(qū)、重污穢或嚴重污穢的嚴酷環(huán)境條件。不同的是5 000 h老化試驗較全面地模擬了絕緣子在使用中遇到的強烈陽光照射、頻繁的濕熱變化、凝露和自然雨等環(huán)境條件;且循環(huán)地模擬氣候(如濕熱的變化)還可能產(chǎn)生某種程度的機械應(yīng)力,特別是在絕緣子的界面上重復(fù)出現(xiàn)數(shù)次凝露現(xiàn)象時。
斜面法僅模擬嚴酷環(huán)境條件(如海岸等鹽害地區(qū)、化學(xué)氣體及塵埃污染的空氣等特殊環(huán)境),并分級施加電壓、噴污液,其目的是加速老化效應(yīng)。
從放電電弧這一角度看, 1000 h鹽霧法和5000 h老化試驗法的放電電弧呈現(xiàn)分散燒蝕的熱點,而斜面法呈現(xiàn)集中電弧放電的熱點;因此, 1000 h鹽霧法和5000 h老化試驗法與實際運行合成絕緣子的放電電弧特征較一致,而斜面法是在較苛刻條件下再現(xiàn)了實際運行中合成絕緣子的漏電起痕及電蝕損老化觀象。
實驗判斷的評價:斜面法采取分級方式評定老化性能,相關(guān)標準規(guī)定至少應(yīng)達到TMA4.5級,實驗條件易再現(xiàn),不同實驗室的實驗數(shù)據(jù)具有可比性。現(xiàn)行標準DL/T864-2004對絕緣子的耐漏電起痕及電蝕損試驗的判斷是規(guī)定每只試品過流中斷次數(shù)不超過三次、不起痕、不蝕損到芯棒、傘裙不擊穿。鹽霧法實際上是一種較長時間的污穢耐受電壓試驗,由于污液鹽的質(zhì)量濃度為10 kg/m³時,放電電弧分散性較大,不易形成集中性燒蝕的熱點;故評估漏電起痕及電蝕損老化性能試驗的污液鹽的質(zhì)量濃度或流速應(yīng)調(diào)整到合理的值,以達到在短時間內(nèi)對絕緣子長期運行老化性能進行正確評估的目的。本院對大量試品進行了該項試驗,結(jié)果均達到試驗判斷的要求,僅出現(xiàn)一定數(shù)量的蝕損和開裂。目前還不能定量化提出允許蝕損開裂數(shù)目,應(yīng)進一步積累試驗數(shù)據(jù),提出與運行經(jīng)驗相關(guān)的判斷。5000 h老化試驗法試驗的判斷與鹽霧法相同,也有放電電弧分散性大的問題。此外,按IEC出版物的要求循環(huán)施加人工雨,雨水的電阻串規(guī)定為范圍相差最大可達15%,淋雨的水平、垂直分量相差也可達50%,無疑造成各實驗室對絕緣子老化性能的評定出入較大。
三種試驗方法各有特點,均能正確再現(xiàn)硅橡膠的自然老化過程,在短時間內(nèi)對長期運行性能進行評估,應(yīng)進一步積累實驗室數(shù)據(jù),并結(jié)合運行經(jīng)驗提出1 000 h鹽霧法和5 000 h老化試驗法污液鹽的質(zhì)量濃度或流速的合理試驗條件和現(xiàn)行標準中沒有規(guī)定的允許蝕損開裂數(shù)的試驗判斷,從而達到用人工加速老化來評估絕緣子長期運行性能的目的。
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