복합 절연체는 경량, 내오염성, 쉬운 설치 및 유지 보수 등의 장점이 있습니다. 복합 절연체는 국내외 전력망 건설에 널리 사용됩니다. 현재 중국에서 일반적으로 사용되는 합성 절연체의 수는 약 800만 개이며 합성 절연체 수가 가장 많은 국가 중 하나입니다. 복합 절연체는 작동 중 기계, 환경 및 전기와 같은 여러 요인에 의해 쉽게 영향을 받습니다. 복합 절연체의 작동 시간이 증가함에 따라 복합 절연체는 단단해지고 부서지기 쉬우며 누출 등이 발생합니다. 복합 절연체가 오랫동안 작동하면 전력망의 정상적인 작동에 영향을 미칩니다. 최근 몇 년 동안 복합 절연체의 노후화 문제가 관련 부서의 관심을 끌고 있습니다.
복합 단열재의 외부 단열재는 주로 고온 가황 실리콘 고무로 고무에 보강 충전재 및 구조 조절제와 같은 다양한 복합체를 첨가한 후 가황제와 상호작용하여 얻어지는 엘라스토머입니다. 고온 가황 실리콘 고무는 강한 안정성, 소수성 및 소수성 회복을 가지고 있습니다. 복합 절연체는 장기간 실외 환경에서 작동되며 실외 환경의 오염, 코로나 및 습기로 인해 실리콘 고무 표면이 손상되어 복합 절연체의 특성이 점차 저하되어 결국 실패하게 됩니다.
현재 중국 전력망의 주요 건설 방향은 UHV 및 UHV 방향으로 변경되고 있습니다. Uhv 전력망은 고도가 높고 오염이 심한 지역에 건설해야 하는 경우가 많습니다. 따라서 복합재는 자외선, 코로나 방전 등의 문제에 직면해야 하며, 이는 복합재의 노후화에도 주의해야 할 문제이다.
복합 절연체의 노화 유형 및 메커니즘
복합 절연체의 노화는 물리적 노화, 화학적 노화 및 전기 기계 노화의 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
1.물리적 노화
복합 절연체의 물리적 노화 요인은 주로 자외선, 국부 고온 및 응력 피로를 포함합니다. 물리적 노화는 실리콘 고무의 기계적 및 전기적 특성에 심각한 영향을 미칩니다. 실리콘 고무 소재의 노출 실험은 중국에서 1998-2005 동안 수행되었으며 실리콘 고무의 노화를 연구했습니다. 복합 절연체를 옥외에 장기간 노출시키면 복합 절연체의 광전 특성이 확연하게 변화하는 것으로 나타났으며 그 중 사막 지역과 아열대 고원 지역에서 가장 큰 변화를 보였다.
자외선은 실리콘 고무의 노화를 크게 촉진하지만 자외선은 실리콘 고무의 주쇄 구조를 완전히 차단할 수 있지만 자외선 및 기타 요인은 실리콘 고무 측쇄 메틸의 산화를 결합하여 결국 실리콘 고무의 노화. 실리콘 고무의 주쇄 구조는 파손 후 자유 라디칼을 생성합니다. 이 부분은 고에너지 자유 라디칼로 서로 가교 반응을 일으키기 쉽습니다. 공기에 노출되면 자유 라디칼은 공기 중의 산소와 함께 산화되어 메탄 및 기타 가스를 생성합니다.
최근 몇 년 동안 서동 송전 프로젝트가 점진적으로 진행됨에 따라 Yunguichuan 및 Xizang에 복합 절연체를 주 건축 자재로 한 많은 고압 송전선이 건설되었습니다. 이 지역의 자연 환경은 다른 지역보다 더 가혹하며 여기의 복합 절연체는 적용 시 노화되기 쉽습니다. Yunguichuan 및 기타 고지대 지역에서는 자외선 조사 시간이 연장됨에 따라 시간이 지남에 따라 실리콘 고무의 강도와 신도가 점차 감소하고 조사 시간이 연장됨에 따라 저항률도 감소하고 실리콘 고무의 소수성이 나타납니다. 감소 추세. 이 현상의 원인은 복합 절연체 실리콘 고무의 1차 결합이 자외선의 작용으로 연결되어 실리콘 고무의 기계적 특성이 지속적으로 저하되기 때문입니다.
균열 반응은 또한 가스를 생성하고, 실리콘 고무의 성능에서 가스가 빠져 나가며, 실리콘 고무 표면은 고르지 않거나 구멍이 나타납니다. 측쇄의 non-methyl 그룹은 산화 반응에 의해 떨어져 나가는데, 이때 non-methyl 그룹은 주쇄에 대한 강력한 보호막을 형성하지 못하여 실리콘 고무 표면의 소수성(hydrophobicity)이 점차 감소하게 됩니다. 또한 실리콘 고무의 친수성 그룹은 실리콘 고무 표면에서 물을 흡수하여 실리콘 고무의 저항이 계속 감소합니다. 실리콘 고무의 화학 사슬이 끊어지면 절연이 약해져 누출 및 기타 사고가 발생합니다. 따라서 실리콘 고무가 자외선이 강한 환경에서 장기간 지속되면 실리콘 고무 내부는 균열, 산화와 같은 가교 반응의 발생을 계속하여 거시적 관점에서 내부 실리콘 고무의 분자 구조를 파괴합니다. 실리콘 고무는 자외선 환경에 장시간 노출되면 실리콘 고무의 전기적 성능과 기계적 성능이 저하되어 실리콘 고무의 정상적인 사용에 영향을 미칩니다.
착색제 산화철은 복합 절연체 실리콘 고무의 열산화 반응을 억제하여 실리콘 고무의 안정성을 유지할 수 있지만 착색제 산화철의 사용은 가수분해 반응에서 촉매 역할을 한다는 것이 밝혀졌습니다. 실리콘고무에 나노실리카를 첨가하면 첨가량이 증가함에 따라 복합절연체의 섬락전압 발생 확률이 감소한다. 나노 BN 입자가 실리콘 고무에 첨가되면 실리콘 고무의 표면 온도 분포가보다 균일하고 침식 깊이가 점차 감소하며 실리콘 고무 표면의 저항 안정성이 향상되고 플래시 오버 문제의 확률이 높아집니다. 계속 감소합니다.
응력 피로는 또한 복합 절연체의 노화를 크게 가속화할 것입니다. 하중 절연체가 있는 우산 스커트에 고주파 진동이 발생하면 진동이 우산 스커트의 루트에 심각한 응력 집중 현상을 유발하는 것으로 나타났습니다. 장기 및 고강도 하중에서 우산 스커트의 뿌리는 항상 스트레스 피로 상태에있어 미세 균열이 발생합니다. 미세 균열이 효과적으로 수리되지 않으면 균열의 깊이가 계속 증가하고 결국 우산 치마가 찢어집니다.
2. 화학적 노화
복합 절연체 실리콘 고무 노화의 주요 원인은 오존, 산 및 염기 및 질소 산화물이며, 그 중 질소 산화물은 물과 반응하여 질산을 생성합니다. 복합 절연체가 산성 환경에 오랫동안 있으면 복합 절연체의 표면이 심각하게 부식됩니다. 강산은 복합 절연체의 실리콘 고무 골격을 파괴하여 실리콘 고무 재료를 손상시킵니다. 복합 절연체가 알칼리성 환경에 있을 때 복합 절연체의 표면은 약한 알칼리성을 나타내며 알칼리성 물질은 실리콘 고무의 1차 결합을 끊어 복합 절연체의 소수성을 상실합니다. 거시적 관점에서 볼 때 합성 절연체 실리콘 고무는 산성 또는 알칼리성 환경에서 장기간 강도 감소 현상을 나타냅니다.
오염되고 습한 환경에서 오랜 시간 동안 복합 절연체의 실리콘 고무 표면의 소수성은 점차 약해지고 시간이 지남에 따라 완전히 사라집니다. 복합 절연체를 다른 특성의 용액에 담그면 중성 용액의 복합 절연체 표면은 크게 변하지 않는 반면 산성 및 알칼리성 용액의 복합 절연체 표면은 명백한 부식 현상을 나타내며 부식 정도 산도와 알칼리도가 증가함에 따라 점차 깊어집니다. 복합 절연체의 경우 산성 환경이 알칼리성 환경보다 더 해롭습니다.
고압선 운전 중 방전 현상으로 인해 방전 현상에 의해 생성된 오존이 복합 절연체 내의 고분자 재료와 산화 반응을 일으키게 됩니다. 산화 반응은 복합 절연체의 표면에 심각한 결함을 유발하고 복합 절연체의 성능에 심각한 영향을 미치게 됩니다.
3. 전기적 노화
복합 절연체는 자연 환경의 영향을 받는 것 외에도 고전압 전기장의 영향을 받아 실리콘 고무의 노화를 가속화합니다. 동시에 대전 복합 절연체와 비대전 복합 절연체에 대한 연구에서 충전 복합 절연체의 수명이 무충전 복합 절연체에 비해 훨씬 짧은 것으로 나타났으며, 이는 또한 전기적 노화가 원인이 되는 중요한 요인임을 나타냅니다. 복합 절연체의 노화. 복합 절연체는 정상 작동 시 하전 입자의 영향을 받아 복합 절연체 실리콘 고무 메인 체인이 파손됩니다. 동시에 주변 산소 및 기타 물질과 반응하여 질소 산화물 및 기타 물질을 생성하고 실리콘 고무의 성능을 손상시킵니다. 코로나 아크는 또한 복합 절연체의 표면에 고온을 유발하여 복합 절연체의 전기적 및 기계적 특성을 저하시킵니다. 합성 절연체를 코로나 아크에 의해 소작한 후 합성 절연체 표면의 유기물 함량이 크게 감소하여 합성 절연체의 절연 성능이 저하됩니다. 모든 노화에서 전기적 노화의 반응 과정이 가장 복잡하고 전기적 노화 과정도 물리적 노화와 화학적 노화가 동시에 나타나므로 복합 절연 재료에 대한 전기적 노화의 영향이 가장 큽니다.