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有机硅涂层将升级陶瓷绝缘子的性能
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有机硅涂层将升级陶瓷绝缘子的性能

September 3, 2015 • Columns, Silicone Technology Review, 最近文章汇总

今年早些时候,我的一篇关于有机硅与可持续发展的专栏 文章发表之后,我收到了一些批评意见,这些批评可谓 理由充分,说我漏掉了在文中提及有机硅涂层在陶瓷绝缘子领 域的应用前景。我对自己的疏忽深表歉意,现特此更正。 的 确 ,由 于 现 有 的 大 多 数 变 电 站 主 要 还 在 使 用 陶 瓷 绝 缘 子 ,因 此使用RTV有机硅涂层可显著提高这些绝缘子的闪络性能。 这 种涂层不仅可以降低年度维护成本,更重要的是,它们还有助 于延长设备的使用寿命 - 尤其是对于那些受污染影响严重的陶 瓷绝缘子而言。 为了证明这一点,我们按计划进行了一次盐雾试验,并且,根据 本专栏的题目,这次试验并非局限于典型的常规测试(常规测 试是指在绝缘子带压状态下将涂层暴露于导电盐雾中1000小 时)。相反,我们还要求第三方测试机构 - 由R. Bärsch教授领导 的德国齐陶应用科技大学高压实验室 - 深入考察有机硅涂层的 防闪络性能。
Figure 1: Silicone coating being sprayed onto porcelain insulators in the field. 有机硅涂层将升级陶瓷绝缘子的性能 有机硅涂层将升级陶瓷绝缘子的性能 Pic137

Figure 1: Silicone coating being sprayed onto porcelain insulators in the field.

本次试验所采用的测试样品为中压陶瓷绝缘子,其爬电距离为 7 0 0 m m ,绝 缘 子 杆 体 直 径 6 0 m m ,伞 裙 直 径 1 2 2 m m ,干 燥 电 弧距离355mm(见图二)。测试参数符合IEC 62217规范要求, 即:测试电压为20.3kV,爬电比距为0.29kV/cm,盐雾导电率为 6.7mS/cm。
两种受测绝缘子涂层(顺便提一下,其中一种为ATH强化型)都 经受住了1000小时测试,未发生任何腐蚀或漏电起痕。此外, 在带压状态和导电盐雾环境下,试验样品在整个试验过程中的 泄漏电流始终不高于0.1 mA。 当然,这一结果并非出人意料。但是我们还想进一步测定,带有 机硅涂层的绝缘子和不带有机硅涂层的同种绝缘子相比较,其 剩余绝缘性能究竟有何差异。换句话说,经过1000小时测试后 的有机硅涂层是否仍然能够正常工作并有效地抑制污闪呢? 为了寻找答案,我们将带全新涂层的绝缘子和已经经过1000小 时 测 试 后 的 绝 缘 子 同 时 浸 入 由 水 、润 湿 剂 、气 相 二 氧 化 硅 和 氯 化钠组成的悬浮液,以测量二者在悬浮液形成的润湿导电层中 的污闪电压。 带全新涂层的绝缘子的污闪电压与其涂层经过1000小时盐雾 测试的绝缘子的污闪电压几乎相同。尽管二者存在细微差异
Figure 2: Test specimens with silicone coatings during salt fog test. 有机硅涂层将升级陶瓷绝缘子的性能 有机硅涂层将升级陶瓷绝缘子的性能 Fig210

Figure 2: Test specimens for the salt-fog test with silicone coatings.

 
(例如,在导电率为6.7mS/cm的导电层中,全新绝缘子的污闪电 压为123.7 kV,而经过1000小时盐雾测试的绝缘子的闪污电压 为120.3 kV),但这些差异几乎可以忽略不计。总体而言,经过 1000小时测试后的涂层性能基本保持不变。换句话说,长时间 带压盐雾测试后,涂层性能不会发生任何显著降低的情形。 最后,我们还对经过1000小时盐雾测试后的带有机硅涂层的 绝缘子与不带有机硅涂层的陶瓷绝缘子的抗污闪性能进行了比 较。然后,我们将所有绝缘子的测试数据进行合并,建立了一个 更加可靠的数据库。 图三简略展示了所 有测试结果:依赖于 导电层导电率的污 闪电压Uf l由幂函数 Ufl=c1.Kc2给定。因 此该图表看似一个在 双对数图中的线性函 数图像。
该测试结果说明了有机硅涂层为绝缘子的闪污电压所带来的好处,以及随着导电层导电率的升高,这一优势就越明显。根据测量数据可以估算:如果导电层的导电率为 5 0 m S / c m( 例 如 海 水),受测绝缘子的污闪电压预计将小于20 kV。然而,相同的 绝缘子在涂覆有机硅涂层后,在污秽程度相同情况下,其污闪 电压要高出五倍多!
Figure 3: Pollution flashover voltage of insulator coatings after a 1000 h salt-fog test (green curve) in comparison to that of a porcelain insulator without coating (red curve). The black line indicates the dry flashover voltage of the same insulator. 有机硅涂层将升级陶瓷绝缘子的性能 有机硅涂层将升级陶瓷绝缘子的性能 Fig37

Figure 3: Pollution flashover voltage of insulator coatings after a 1000 h salt-fog test (green curve) in comparison to that of a porcelain insulator without coating (red curve). The black line indicates the dry flashover voltage of the same insulator.

 
图三: 绿色曲线代表绝缘子涂层在 经过1000小时盐雾测试后的污闪电 压,红色曲线代表不带涂层的陶瓷 绝缘子的污闪电压。黑色直线代表 相同绝缘子的干燥闪络电压。
结论似乎非常清楚:RTV有机硅涂层的确是一种出色的防闪 络解决方案。这种解决方案能够帮助全球电力设备维护部门 确保其采用陶瓷绝缘子的变电站具有优越的抗污闪性能。
Jens Lambrecht 博士

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