Kompozit izolatörler, hafiflik, kirlilik direnci, kolay kurulum ve bakım vb. avantajlara sahiptir. Kompozit izolatörler, yurtiçinde ve yurtdışında elektrik şebekelerinin yapımında yaygın olarak kullanılmaktadır. Şu anda, en fazla kompozit izolatöre sahip ülkelerden biri olan Çin'de normal kullanımdaki kompozit izolatör sayısı yaklaşık 8 milyondur. Kompozit izolatörler, çalışma sırasında makine, çevre ve elektrik gibi birçok faktörden kolaylıkla etkilenirler. Kompozit izolatörlerin çalışma süresinin artması ile kompozit izolatörler sertleşecek, gevrekleşecek ve sızıntı yapacak vb. Kompozit izolatörler uzun süre canlı çalışırsa, elektrik şebekesinin normal çalışmasını etkileyecektir. Son yıllarda kompozit izolatörlerin yaşlanma sorunu ilgili departmanların dikkatini çekmiştir.
Kompozit yalıtkanın dış yalıtım malzemesi esas olarak, kauçuğa takviye edici dolgu maddesi ve yapı kontrol maddesi gibi çeşitli komplekslerin eklenmesi ve daha sonra vulkanize edici madde ile etkileşime girmesiyle elde edilen bir elastomer olan yüksek sıcaklıkta vulkanize silikon kauçuktur. Yüksek sıcaklıkta vulkanize silikon kauçuk, güçlü stabilite, hidrofobiklik ve hidrofobiklik geri kazanımına sahiptir. Kompozit izolatör uzun süre dış ortamda çalışacak ve dış ortamdaki kirlilik, korona ve nem, silikon kauçuğun yüzeyine zarar verecek, bu da kompozit izolatörün özelliklerini kademeli olarak bozacak ve sonunda başarısız olacaktır.
Şu anda, Çin'in elektrik şebekesinin ana yapım yönü UHV ve UHV yönüne doğru değişiyor. Uhv elektrik şebekesinin birçok durumda yüksek irtifa ve yüksek kirlilik alanlarında inşa edilmesi gerekir. Bu nedenle kompozit izolatörlerin yaşlanmasında da dikkat edilmesi gereken hususlar olan ultraviyole radyasyon ve korona deşarjı gibi problemlerle kompozit izolatörlerin yüzleşmesi gerekmektedir.
Kompozit yalıtkanın yaşlanma tipi ve mekanizması
Kompozit izolatörlerin yaşlanması üç tipe ayrılabilir: fiziksel yaşlanma, kimyasal yaşlanma ve elektromekanik yaşlanma.
1. Fiziksel Yaşlanma
Kompozit izolatörlerin fiziksel yaşlanma faktörleri esas olarak ultraviyole radyasyon, yerel yüksek sıcaklık ve stres yorgunluğunu içerir. Fiziksel yaşlanma, silikon kauçuğun mekanik ve elektriksel özelliklerini ciddi şekilde etkiler. Çin'de 1998-2005 sırasında silikon kauçuk malzemenin maruz kalma deneyi yapıldı ve silikon kauçuğun eskimesi incelendi. Kompozit izolatör uzun süre açık havada maruz kaldığında, kompozit izolatörün fotoelektrik özelliğinin açık bir şekilde değişeceği bulundu; bunlar arasında değişim, çöl alanı ve subtropikal plato alanında en belirgindir.
Ultraviyole ışığı, silikon kauçuğun yaşlanması üzerinde büyük bir hızlandırıcı etkiye sahiptir, ancak ultraviyole ışık ve silikon kauçuğun ana zincir yapısını tamamen kesebilir, ancak ultraviyole ışık ve diğer faktörler, silikon kauçuk yan zincir metilinin oksidasyonunu birleştirerek sonunda yol açar. silikon kauçuğun yaşlanması. Silikon kauçuktaki ana zincir yapısı, kırılmadan sonra serbest radikaller üretecek, bu serbest radikallerin yüksek enerjili, birbirleri arasında çapraz bağlanma reaksiyonu üretmesi kolay. Havaya maruz kaldığında, serbest radikaller ayrıca havadaki oksijenle oksitlenerek metan ve diğer gazları üretir.
Son yıllarda, Batı-doğu enerji iletim projesinin kademeli olarak ilerlemesiyle birlikte, Yunguichuan ve Xizang'da ana inşaat malzemeleri olarak kompozit izolatörlü bir dizi yüksek voltajlı iletim hattı inşa edildi. Bu alanlardaki doğal ortam, diğer alanlara göre daha şiddetlidir ve buradaki kompozit izolatörler, uygulamada yaşlanmaya eğilimlidir. Yunguichuan ve diğer yüksek irtifa alanlarında, ultraviyole ışınlama süresinin uzatılmasıyla, silikon kauçuğun gücü ve uzaması, zamanın değişmesiyle kademeli olarak azaldı, ışınlama süresinin uzamasıyla direnç de azalacaktır ve silikon kauçuğun hidrofobikliği gösterecektir. azalan bir eğilim. Bu fenomenin nedeni, kompozit yalıtkan silikon kauçuğunun birincil bağının, silikon kauçuğun mekanik özelliklerini sürekli olarak azaltan ultraviyole ışığın etkisi altında bağlanacak olmasıdır.
Çatlama reaksiyonu ayrıca gaz üretecek, silikon kauçuğun performansından gaz kaçışı, silikon kauçuk yüzeyi düzensiz veya eşit delikler görünecektir. Yan zincirdeki metil olmayan grup oksidasyon reaksiyonu nedeniyle düşer, bu sırada metil olmayan grup ana zincir için güçlü bir kalkan oluşturamaz, bu da silikon kauçuk yüzeyinin hidrofobikliğinde kademeli bir azalmaya neden olur. Ek olarak, silikon kauçuğundaki hidrofilik gruplar da silikon kauçuğun yüzeyinden su emecek ve böylece silikon kauçuğun direnci azalmaya devam edecektir. Silikon kauçukta kimyasal zincirin kopması da yalıtımın zayıflamasına neden olarak sızıntı ve diğer kazalara yol açacaktır. Bu nedenle, eğer bir silikon kauçuk uzun süre uv güçlü ortam altındaysa, silikon kauçuk iç çatlama, oksidasyon gibi çapraz bağlanma reaksiyonları meydana gelmeye devam edecek, makro açıdan silikon kauçuğun moleküler yapısını tahrip edecektir. silikon kauçuk ultraviyole ışık ortamına uzun süre maruz kalma silikon kauçuğun elektrik performansında düşer ve mekanik performans azalır, silikon kauçuğun normal kullanımını etkiler.
Renklendirici demir oksidin, silikon kauçuğun stabilitesini korumak için kompozit yalıtkan silikon kauçuğundaki termal oksidasyon reaksiyonunu engelleyebildiği, ancak renklendirici demir oksit kullanımının hidroliz reaksiyonunda katalitik bir rol oynadığı bulunmuştur. Silikon kauçuğa nano silika eklendiğinde, eklenen miktarın artmasıyla kompozit yalıtkanın flashover voltajı olasılığı azalır. Silikon kauçuğa nano BN partikülleri eklendiğinde, silikon kauçuğun yüzey sıcaklık dağılımı daha düzgün olacak, erozyon derinliği kademeli olarak azalacak, silikon kauçuk yüzeyinin direnç stabilitesi artacak ve parlama problemi olasılığı artacaktır. azalmaya devam edin.
Stres yorgunluğu, kompozit izolatörlerin yaşlanmasını da büyük ölçüde hızlandıracaktır. Yük yalıtkanlı şemsiye eteğinde yüksek frekanslı titreşim meydana geldiğinde, titreşimin şemsiye eteğinin kökünde ciddi stres yoğunlaşması olgusuna yol açacağı bulunmuştur. Uzun süreli ve yüksek mukavemetli yük altında, şemsiye eteğinin kökü her zaman mikro çatlakların oluşmasına neden olacak bir stres yorgunluğu durumunda olacaktır. Mikro çatlaklar etkin bir şekilde onarılmazsa, çatlakların derinliği artmaya devam edecek ve sonunda şemsiye eteği yırtılacaktır.
2. Kimyasal Yaşlanma
Kompozit yalıtkan silikon kauçuğun yaşlanmasının ana nedenleri ozon, asit ve baz ve nitrojen oksidin su ile reaksiyona girerek nitrik asit ürettiği nitrojen oksittir. Kompozit izolatör asidik ortamda uzun süre kaldığında kompozit izolatörün yüzeyi ciddi şekilde korozyona uğrayacaktır. Güçlü asit, kompozit yalıtkanın silikon kauçuk omurgasının kırılmasına yol açacak ve böylece silikon kauçuk malzemeye zarar verecektir. Bileşik yalıtkan alkali bir ortamda olduğunda, bileşik yalıtkanın yüzeyi zayıf alkalinite gösterecek ve alkali maddeler ayrıca silikon kauçuktaki birincil bağın kopmasına neden olarak kompozit yalıtkanın hidrofobikliğinin kaybolmasına neden olacaktır. Makro açıdan, asidik veya alkali ortamda uzun süre kompozit yalıtkan silikon kauçuk, mukavemet azalması olgusunu gösterecektir.
Uzun süre kirli ve nemli ortamda, kompozit izolatörlerin silikon kauçuk yüzeyinin hidrofobikliği zamanla zayıflayacak ve hatta zamanın artmasıyla tamamen ortadan kalkacaktır. Kompozit izolatörler farklı özelliklere sahip çözeltilere daldırıldığında, nötr çözeltilerdeki kompozit izolatörlerin yüzeyinin önemli ölçüde değişmediği, asidik ve alkali çözeltilerdeki kompozit izolatörlerin yüzeyinin belirgin korozyon fenomeni ve korozyon derecesi gösterdiği bulunabilir. asitlik ve alkaliliğin artmasıyla yavaş yavaş derinleşir. Kompozit izolatörler için asidik ortam, alkali ortamdan daha zararlıdır.
Yüksek voltaj hattının çalışması sırasında deşarj fenomeni nedeniyle, deşarj fenomeni tarafından üretilen ozon oksitlenecek ve kompozit yalıtkandaki polimer malzeme ile reaksiyona girecektir. Oksidasyon reaksiyonu, kompozit yalıtkanın yüzeyinde ciddi kusurlara yol açacaktır ve hatta kompozit yalıtkanın performansı üzerinde ciddi bir etkisi olacaktır.
3. Elektriksel Yaşlanma
Kompozit izolatörler, doğal ortamdan etkilenmelerinin yanı sıra silikon kauçuğun yaşlanmasını hızlandıran yüksek voltajlı elektrik alanlarından da etkilenirler. Aynı zamanda, yüklü kompozit izolatörler ve yüksüz kompozit izolatörler üzerine yapılan çalışma, yüklü kompozit izolatörlerin hizmet ömrünün, yüksüz kompozit izolatörlerden çok daha düşük olduğunu göstermektedir, bu da elektrik yaşlanmasının önemli bir faktör olduğunu göstermektedir. kompozit izolatörlerin yaşlanması. Kompozit izolatör, normal çalışmada yüklü parçacıklardan etkilenecektir ve bu, kompozit izolatör silikon kauçuk ana zincirinin kırılmasına yol açacaktır. Aynı zamanda, nitrojen oksitleri ve diğer maddeleri üretmek için çevreleyen oksijen ve diğer maddelerle reaksiyona girecek ve daha sonra silikon kauçuğun performansına zarar verecektir. Korona ark ayrıca kompozit izolatörlerin yüzeyinde yüksek sıcaklığa neden olacak ve bu da kompozit izolatörlerin elektriksel ve mekanik özelliklerini azaltacaktır. Kompozit izolatörler korona ark ile koterize edildikten sonra, kompozit izolatörlerin yüzeyindeki organik madde içeriği büyük ölçüde azalarak kompozit izolatörlerin izolasyon performansının düşmesine neden olacaktır. Tüm yaşlanmada, elektrik yaşlanmasının reaksiyon süreci en karmaşıktır ve elektriksel yaşlanma süreci aynı zamanda fiziksel yaşlanma ve kimyasal yaşlanma da ortaya çıkacaktır, bu nedenle elektrik yaşlanmasının kompozit yalıtım malzemeleri üzerindeki etkisi en büyüktür.