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虽然硅橡胶具有上述的优良特性,但是随着硅橡胶复合绝缘子使用量逐年增加,我国有关复合硅橡胶劣化及损坏的信息也日趋增多。主要表现在硅橡胶材料憎水性下降,出现一些劣化现象,由此造成的闪络事故或设备损坏事故时有发生。这些现象表明,掌握复合硅橡胶材料的性能特点和运行特性至关重要。
硅橡胶分为室温硫化硅橡胶(Room Temperature vulcanization,简称RTV)、高温硫化硅橡胶(High Temperature vulcanization,简称HTV)和液体硅橡胶(Liquid Silicone Rubber,简称LSR)三种。
国内目前有很多研究机构都在进行有关硅橡胶的研究,对于RTV和HTV都有很多相关的试验结论,但对LSR研究甚少。
本章我们将结合国内和国外相关硅橡胶的试验结论,来分析三类硅橡胶的运行特性。
耐温特性及化学稳定性硅橡胶(Silicone Rubber)是一种分子键兼具无机和**性质的高分性材料,它的分子主键由硅原子和氧原子交替组成(-Si-O-Si-)。
硅氧键的键能达370kJ/mol,比紫外线辐照能量高,比一般的橡胶的C-C结合键能240kJ/mol要大得多,在高温(或辐射照射)子的化学键不断裂、不分解。可在-90~+300℃温度范围内长期使用,仍不失原有的强度和弹性。
硅橡胶硫化成型后,主链和侧链上均没有活性基团,因此硅橡胶具备的化学稳定性,酸和碱都不会对其分子结构造成影响。
而且,无论是化学性能还是物理机械性能,随温度的变化都很小。
优异的憎水性和憎水迁移性**硅的主链十分柔顺,其分子间的作用力比碳氢化合物要弱得多,因此,比同分子量的碳氢化合物粘度低,表面张力弱,表面能小,成膜能力强。
这种低表面张力和低表面能使其具备优良的憎水性,使得雨水在硅橡胶表面呈水珠状,随时滚落,不会形成导电水膜或连成线状的水流,这是电气设备在湿态条件下使用具有高可靠性的**。而且,硅橡胶材料具备的憎水迁移性,硅橡胶良好的憎水性能在24~48小时内迁移至其表面的污秽上,使污秽表面也具备憎水性。所以硅橡胶具有较高的耐污闪、耐雨闪能力。
因此,硅橡胶已逐渐取代了其它复合绝缘材料在高压线路和变电站中广泛应用。
双组分加成型RTV双组分加成型RTV硫化的硫化机理是基于**硅生胶端基上的乙烯基(或丙烯基)和交链剂分子上的硅氢基发生加成反应(氢硅化反应)来完成的。在该反应中,不放出副产物。由于在交链过程中不放出低分子物,因此加成型RTV在硫化过程中不产生收缩。
这一类硫化胶无毒、机械强度高、具有的抗水解稳定性(即使在高压蒸汽下)、良好的低压缩形变、低燃烧性、可深度硫化、以及硫化速度可以用温度来控制等优点;具有耐水、耐臭氧、耐电弧、耐电晕和耐气候老化等优点。它可-60~200℃温度范围内使用。是目前高压绝缘领域常用的型号。同时,也广泛用作电子电器元件的灌注和密封材料,仪器仪表的防潮、防震、耐高低温灌注和密封材料以及民用材料的防水涂层等领域。
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