自2000年國(guó)家提出“西電東送”推動(dòng)西部大開發(fā)以來(lái)，今年已是戰(zhàn)略實(shí)施的第二個(gè)十年。如今，特高壓輸電推動(dòng)西電東送規(guī)模成倍增長(zhǎng)。隨著特高壓交直流工程陸續(xù)投入運(yùn)行，我國(guó)將西部地區(qū)能源資源的優(yōu)化與配置推進(jìn)到最高水平。

今天，要向大家講解的是輸電中的重要原件——絕緣子是如何在遠(yuǎn)距離的高壓輸電過程中，降低因電流產(chǎn)生的熱損耗和降低遠(yuǎn)距離輸電的材料成本的。歡迎好學(xué)的旁友們拿出小本本記筆記。

絕緣子的結(jié)構(gòu)

絕緣子主要由三種材料制造：瓷、玻璃和復(fù)合絕緣子。在特高壓的線路（800KV和1000KV）應(yīng)用中，復(fù)合絕緣子已占比例達(dá)57.02%，成為電力行業(yè)中不可缺少的重要組成部分。

復(fù)合絕緣子作為輸電線路中的一個(gè)重要部件，其對(duì)包覆在芯棒表面的外絕緣材料的選擇有嚴(yán)格的要求。尤其是直流絕緣子屬于特高壓等級(jí)，大部分使用在西南高海拔，強(qiáng)紫外線照射等地區(qū)，或南方的高溫、高濕、多雨的亞熱帶地區(qū)，再加上直流絕緣子在運(yùn)行過程中的靜電吸附、電弧電流無(wú)過零點(diǎn)、電暈等情況，它對(duì)外絕緣材料的要求很苛刻。

高性能硅橡膠的應(yīng)用，從HCR開始

鑒于對(duì)直流絕緣子的超高的外絕緣材料要求，深入研究直流復(fù)合絕緣子的硅橡膠的老化十分重要。目前使用的絕緣子用高溫硫化硅橡膠制造分為高溫硫化固體硅橡膠（HCR）和硫化液體硅橡膠（lsr）。

早期以HCR的為主，其主要成分是聚甲基硅氧烷和二氧化硅。增強(qiáng)填料的選擇尤為重要主要包括具有很大比表面積（大于100m2/g）的氣相二氧化硅，例如WACKER HDK?。當(dāng)然，有時(shí)沉淀二氧化硅也能產(chǎn)生補(bǔ)強(qiáng)作用，但機(jī)械強(qiáng)度不如氣相二氧化硅。

合理的HCR硅橡膠配方

為了達(dá)到耐漏電起痕的效果，氫氧化鋁的使用是必不可少的。作為非增強(qiáng)填料，氫氧化鋁填料可以提高耐漏電起痕，但同時(shí)會(huì)降低硅橡膠材料的憎水性和憎水遷移性以及機(jī)械強(qiáng)度。因此，合理的配方是HCR硅橡膠用于絕緣子材料的關(guān)鍵。

同時(shí)，為了防止降低成本而過度加入氫氧化鋁，我們需要綜合考慮絕緣子傘裙材料的拉伸性能、撕裂性能、憎水性、抗老化性能等等。配方中的填料比變得尤為重要。

根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，絕緣子傘裙材料的含量應(yīng)低于40%；聚二甲基硅氧烷的含量高于50%。如瓦克化學(xué)的Powersil? 310 或 Cenusil? TD315 等均按此要求，經(jīng)過合理配比和嚴(yán)格工藝控制生產(chǎn)。這些產(chǎn)品已廣泛的被應(yīng)用于世界各地的500 KV以及以下的復(fù)合絕緣子中。

中高溫硫化硅橡膠LSR

聚二甲基硅氧烷的含量直接與硅橡膠的老化和憎水性密切相關(guān)。含量越高性能越高。為此，瓦克化學(xué)開發(fā)了全有機(jī)硅的絕緣子加成型液體硅橡膠（LSR）。該產(chǎn)品為中高溫硫化，是硅橡膠中高檔產(chǎn)品。且該材料硫化時(shí)，無(wú)副產(chǎn)品產(chǎn)生，收縮率非常低，固化完全，成型工藝簡(jiǎn)單，有利于制作各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)和大構(gòu)件。

LSR 通常是由聚二甲基乙烯基硅氧烷生膠、聚甲基氫硅氧烷、催化劑過渡金屬（如鉑等）的絡(luò)合物等組成，根據(jù)不同用途，還可添加其它填充劑，如氣相法或沉淀法白炭黑、氧化鐵、二氧化鈦和炭黑等。為了制取透明級(jí)的LSR，也可加入硅樹脂作為填充劑。如瓦克化學(xué)的Powersil? 660就有效的詮釋了該產(chǎn)品的成功應(yīng)用于特高壓的交流和直流絕緣子。

硅橡膠與環(huán)氧材料的粘結(jié)

有效的粘結(jié)可以避免高壓放電，按長(zhǎng)期研究和實(shí)驗(yàn)，我們精選了可行的方法，既先用乙醇或丙酮清除環(huán)氧表面的油脂或油、污染并將其打毛。然后，用底涂Primer G 790 或 G791涂于環(huán)氧表面，自然環(huán)境中干燥一小時(shí)或在120 – 150 °C， 10分鐘后，可以將硅膠注上，其粘結(jié)強(qiáng)度在5小時(shí)后達(dá)到完善。