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硅橡胶复合绝缘子的人工污秽试验方法问题
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硅橡胶复合绝缘子的人工污秽试验方法问题

August 27, 2015 • Columns, 最近文章汇总

绝缘子的人工污秽试验是在实验室里模拟绝缘子在自然界的积污 和 受 潮 状 况 ,以 及 污 秽 闪 络 过 程 。希 望绝缘子的人工污秽试验结果和自然 污秽的等价性好,操作简单,重复性好,
重复性一方面是指:在同一实验室对同一试品用同样的试 验方法,在不同时间所获得的试验结果应基本一致;另一 方面是指在不同的实验室,用同样的方法对同样试品所获 得的试验结果基本一致。
绝缘子的人工污秽试验方法有多种,常用的有固体污层法 和盐雾法。固体污层法能比较好的模拟工业及内陆污秽, 盐雾法能比较好的模拟沿海污秽。在中国采用较多的是固 体污层法,该方法对惰性物质的模拟一般采用硅藻土或 高岭土,对受潮的模拟一般采用蒸汽雾、冷雾或冷热混合 雾,IEC以及各国的相关机构都制定出固体污层试验方法 的标准,而且这些标准在不断修订、完善之中。 最初的绝缘子人工污秽试验方法都是针对电瓷和玻璃绝 缘子的,固体污层法对这两类绝缘子具有较好的等价性、 简便性和重复性。由于硅橡胶复合绝缘子问世较晚,对硅 橡胶复合绝缘子进行人工污秽试验,最初是借用电瓷和玻 璃绝缘子的人工污秽试验方法。通过大量的试验,人们逐 步认识到,硅橡胶复合绝缘子由于表面存在憎水性以及 具有憎水迁移特性,在固体污层法的试验中有区别于电瓷 和玻璃绝缘子的显著特征,主要有:
  1. 硅橡胶复合绝缘子由于表面有憎水性,涂污比较困 难,此外达到饱和受潮所需时间要长于电瓷或玻璃绝 缘子。
  2. 采用硅藻土或高岭土模拟惰性物质,对电瓷或玻璃绝 缘子而言,在其他条件都一致的前提下,所获得的污 闪 电 压 差 别 很 小 。但 对 硅 橡 胶 复 合 绝 缘 子 而 言 ,两 种 土的差别是非常明显的,采用硅藻土所获得的污闪电 压要明显高于采用高岭土所获得的污闪电压。
  3. 涂污后污层的干燥时间对电瓷或玻璃绝缘子污闪电 压 的 影 响 不 大 ,但 对 复 合 绝 缘 子 的 影 响 非 常 大 ,特 别 是当采用硅藻土时,影响尤为大,干燥时间越长,获得 的污闪电压越高。
  4. 复合绝缘子涂污后干燥的环境温度也对污闪电压有 明 显 影 响 ,我 们 在 试 验 中 发 现 ,对 相 同 试 品 ,在 同 一 试 验 室 ,用 同 样 的 方 法 ,在 冬 季 和 夏 季 所 获 得 的 污 闪
电 压 有 显 著 差 别 ,在 冬 季 获 得 的 污 闪 电 压 值 要 明 显 低于夏季获得的污闪电压值。 第1特征是人们容易注意到的,而且已采取措施解决。对 复合绝缘子试品表面进行干粉预处理,解决了涂污困难 问题。复合绝缘子在雾室中作耐受试验需持续较长时间。 第2、3、4个特征尚未引起人们足够重视。 硅藻土和高岭土对复合绝缘子污闪电压的影响,主要是这 两种土的憎水迁移特性的差别。我们曾对硅藻土、高岭土、 煤灰、水泥、铝粉、二氧化硅、钢铁厂自然污秽、沿海自然污 秽等多种惰性物质进行憎水性迁移试验,发现高岭土的迁 移特性最差,硅藻土的迁移特性最好,两种土位于所示各种 惰性物质迁移特性的两个极端。将硅藻土和高岭土按一定 比例混合,该混合土可以得到和自然污秽惰性物质类似的 迁移特性。 干燥时间也是和憎水性的迁移结果有关,硅藻土对迁移时 间尤为敏感,在迁移初期几个小时就有显著变化,而憎水 性的迁移结果是和污闪电压密切相关的,迁移时间越长, 相应的污闪电压越高。 污层干燥的环境温度也对硅橡胶材料的憎水迁移特性有 影 响 ,温 度 越 高 ,憎 水 性 的 迁 移 效 果 越 好 ,相 应 的 污 闪 电 压就越高。 综上所述,在硅橡胶复合绝缘子的人工污秽试验中,惰性 物质的种类、污层的干燥时间、污层干燥的环境温度都会 对污闪电压的试验结果有明显影响,对此问题必须给予 足够注意。目前,关于硅橡胶复合绝缘子的人工污秽试验 方法,正在讨论、修订中,希望在将来的试验方法标准中, 对上述问题能给出明确的规定。根据我们通过大量试验 获得的经验,建议对硅橡胶复合绝缘子作固体污层法人 工污秽试验时采用高岭土,因为高岭土的憎水迁移特性不 好,可以模拟复合绝缘子在实际运行条件下憎水性减弱甚 至 暂 时 消 失 的 严 酷 情 况 ,此 外 ,高 岭 土 的 憎 水 性 迁 移 特 性 对环境温度和迁移时间不是太敏感,可以规定一个范围, 在此范围内污闪电压的变化不大,从而使人工污秽试验具 有 较 好 的 等 价 性 、简 便 性 和 重 复 性 。例 如 ,可 以 规 定 污 层 的干燥时间为24±6h,污层干燥的环境温度为15-30°C。
Prof. Guan Zhicheng Tsinghua University, Shenzhen Campus

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