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测试标准和测试方法均取得长足进步-绝缘子
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测试标准和测试方法均取得长足进步-绝缘子

May 21, 2015 • Columns, Silicone Technology Review, 最近文章汇总

我在瓦克输配电部门工作了近25年。在即将退休之际,回顾一下有机硅在电力行业的应用历程是再恰当不过的了。1988年,我刚刚进入技术营销部门工作,当时绝缘子用硅橡胶的使用尚处于萌芽阶段,供应商更是屈指可数,主要集中在德国、瑞士和美国。 在早期阶段,人们利用含有氢氧化铝(ATH)填料的高稠度硅橡胶(HCR)并采用注射成型工艺来生产复合长棒型绝缘子。与之相反的是,空心绝缘子则利用对有机硅粘度要求较低的低压浇铸工艺进行生产。在保加利亚,有一家研究机构首次对液体硅橡胶(LSR)进行了测试。然而,由于市面上的液体硅橡胶的粘度仍然相对较高,通过上述方式生产的绝缘子在尺寸方面仍然受到种种限制。 时至今日,现有生产工艺与早期生产工艺大致相同。有人难免会轻易得出结论:绝缘子生产工艺在过去二十年间止步不前。事实上,绝缘子行业发生了翻天覆地的变化。 首先,硅橡胶配方在加工特性以及机械和电气性能等方面都得到了全面优化。以瓦克为例,它是首批为所有输配电应用提供有机硅的公司之一;此外,还于2001年引进了铂固化工艺,这种用于生产高稠度硅橡胶的单组分体系在加快固化速度的同时,还消除了不必要的副产品。与此同时,混配料设备、注射成型机及模具生产商也积极改善其产品性能。事实上,正是由于这些可喜进步,凡是启动全新复合绝缘子生产线的公司现如今都可以采用全方位解决方案,这在二十年前是难以想象的。 然而,我认为最大的进步莫过于在评估硅橡胶的关键性能以及制定最新可靠的测试标准方面所取得的进展。在最初投放市场时,有机硅主要因其良好的紫外线和气候稳定性而著称,这一点也从有机硅复合绝缘子持久卓越的性能得到印证。到了1989年,J. Kindersberger 和 M. Kuhl共同发表了一篇有关硅橡胶独特憎水性的论文1。自此开启了“憎水性研究风潮”,随后涌现了大量研究有关有机硅独特的憎水性恢复和憎水性迁移的论文。然后,除了测量水滴接触角(实用价值并不高),整个行业缺少可靠测试方法的问题不久之后便凸显出来。 国际大电网协会(CIGRE)勇挑重担,专门组建了D1.14工作组;我们在工作组中主要负责提供循环对比测试中使用的样板。稍后工作组于2009年在《ELEKTRA》上公布了相关研究结果,并向国际电工委员会(IEC)推荐了一个憎水性 迁移测试程序2。此外,工作组与德国齐陶应用科技大学合作开发了改进型转轮测试方法,基于该方法工作组正在研究一种动态憎水性测试方法,不久将推荐给IEC。 由于其具有出色的耐污闪性,有机硅复合绝缘子往往成为高污染区域的首选,能够经受局部放电和电弧压力的考验。IEC 60587对上述条件进行模拟,并对样板的耐漏电起痕和防腐性能做出了规定。 按照原有标准(1984年第二版)的要求,首先必须用砂轮打磨测试样品,以去除任何可能导致样板表面测试结果出 错的杂质材料。例如,环氧树脂样品经常含有有机硅脱模剂残留物,使用寿命可能要远远长于打磨后的样品。不过,这一工序并不适用于硅橡胶。对含有氢氧化铝填料的样品表面进行研磨将对其性能造成严重影响,并导致相关测试结果有误。2007年在修订IEC 60587 (3)规定的斜面测试法时就充分考虑了这一点。 相关测试标准在过去数年间取得重大突破的例子不胜枚举,其中就包括弹性体介电强度的测量方法。相关标准IEC 60243-1截至目前尚未对此作出任何指导性规定。在目前仍在修订的版本中,引进了一个全新测试程序,能够应对硅橡胶特有的高介电强度。 电力公司在接纳新型户外绝缘材料方面往往偏于保守,因此硅橡胶的推广之路从来不是一帆风顺的。但时至今日,经过长达四十年的使用,有机硅不仅被广为接受,应用领域还愈发广泛。因此,我们正在着手研发多种新型产品,其中包括直流输电用的硅橡胶、传统凝胶和改性凝胶、新一代绝缘子涂层以及热传导性较高的新型高稠度硅橡胶和紫外线固化材料。 有机硅的性能确实越变越好。可供选择的硅橡胶数量日益增加。有关硅橡胶关键性能和测试方法的行业知识得到整体提升。回顾过去,我可以非常骄傲地说,我认为瓦克在这一过程中贡献了自己的一份力量,在无私分享专业知识和专业技术的同时,成功开发了各种新型产品和技术,并且不断扩大我们在输配电领域的市场份额。   Hans-Jörg Winter博士 Hans-Joerg.Winter@wacker.com

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