從十九世紀后半葉開始,在架設輸電線路時,適用于高壓的絕緣材料是陶瓷和玻璃。進入廿世紀40年代,由于高分子材料的問世,陶瓷和玻璃已不再是*選的絕緣體材料,歐美著手研究復合物絕緣子。而后對電絕緣體的物理性能、電性能、長期可靠性和*佳形狀進行了研究,且生產率也得到了不斷的提高??梢源嫣沾珊筒AУ母叻肿硬牧现?,硅橡膠從60年代開始就有了實用業(yè)績,在幾種復合物中脫穎而出。硅橡膠絕緣子比陶瓷絕緣子具有更多的優(yōu)勢。它重量輕,容易操作且安全;另外,陶瓷絕緣子經(jīng)常遭受破裂的困擾,一種沖擊它就會破損。而硅橡膠絕緣子則能抗擊車輛碰撞電線桿之類的機械沖擊。

雖然其它高分子材料也具有以上所介紹的優(yōu)點,但只有硅橡膠復合絕緣子不會對環(huán)境造成太大的污染。聚合物絕緣子能防水,因而就不會發(fā)生因水滴落下而發(fā)生漏電和表面電弧現(xiàn)象。硅橡膠絕緣子的防水性比其它聚合物絕緣子恢復得快,是一種在惡劣環(huán)境中能長期使用的耐久性材料。
文中對高壓電絕緣用的硅橡膠的特征進行說明,并介紹*近的發(fā)展趨勢。
1 復合絕緣子硅橡膠的特征
1.1 復合絕緣子硅橡膠硅氧烷健的化學特征
1.1.1 復合絕緣子硅橡膠化學性能穩(wěn)定的化學鍵
復合絕緣子硅橡膠的主鏈是由硅氧烷(Si-O)鏈構成的。由于這種鍵上的Si、O的負電性分別為1.8與3.5,差異很大,復合絕緣子硅橡膠具有離子鍵性質。。另外,①由于主鏈離子鍵的性質,而使側鏈甲基C-H的離子性質減弱,不容易受其它分子攻擊,所以其化學穩(wěn)定性好;②由于Si不會形成雙鍵和三鍵,所以難以形成主鏈分解的起點(由于這一原因致使Si-C鍵相當穩(wěn)定),進而導致硅橡膠的主鏈更加穩(wěn)定。
1.1.2 復合絕緣子硅橡膠高柔軟性聚合物
硅氧烷的鍵角(Si-O-Si)大(130°-160°),其自由度比有機聚合物(C-C,C:110°)的高。而Si-O鍵距離(1.64A)也比C-C的(1.5A)大。也就是說,聚合物分子整體運動容易(容易變形)。
(3)螺旋結構
由于聚硅氧烷呈螺旋結構,主鏈上的硅氧烷鍵因離子鍵引力向內,外側是側鏈相互作用弱的甲基,所以聚硅氧烷分子間引力變小。
1.2 復合絕緣子硅橡膠的特性
根據(jù)1.1節(jié)介紹的化學特征,硅橡膠有如下特征,硅橡膠絕緣子可用于高壓電絕緣場合。
1.2.1 復合絕緣子硅橡膠耐熱和耐寒性
由于硅橡膠絕緣子的鍵能高、化學穩(wěn)定性好,所以其耐熱性比有機聚合物的好。再者,由于分子間相互作用力弱,所以玻璃化溫度低,耐寒性也好。因此,在地球上的任何地區(qū)使用,其特性都不會變化。
1.2.2 復合絕緣子硅橡膠防水性
由于聚硅氧烷的表面為甲基基團,所以硅橡膠復合絕緣子具有疏水性,因而可用于防水。
1.2.3復合絕緣子硅橡膠電性能
絕緣子硅橡膠分子中的碳原子數(shù)比有機聚合物的少,所以其抗電弧性、耐漏電性非常好。加之,即便燃燒也會形成絕緣的硅,所以硅橡膠絕緣子電絕緣性優(yōu)異。
1.2.4 復合絕緣子硅橡膠耐天候性
由于硅氧烷鍵能比紫外線能大,所以不容易產生因紫外線導致的老化。在耐臭氧性加速老化試驗中,有機聚合物在數(shù)秒至數(shù)小時時間內就會因老化而產生龜裂,而硅橡膠即使老化4周后只是強度稍有下降,并沒有產生龜裂,即它的耐臭氧性好。酸雨是PH值約5.6的離子混合液,在人工酸雨試驗(500倍)中采用了表3中的溶液。硅橡膠具優(yōu)良的抗化學藥品性,雖然將硅橡膠放在酸雨之類的混合液中也可能有不同的變化,但恐怕影響不大。
1.2.5 復合絕緣子硅橡膠變形
硅橡膠在室溫/高溫下的變形特性(**伸長率和壓縮**變形)比有機聚合物的好。
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