Công nghệ và đặc điểm phát hiện lão hóa cho chất cách điện composite

Với sự cải tiến của công nghệ cách điện composite, số lượng chất cách điện composite đã tăng lên nhanh chóng, hầu hết được làm bằng cao su silicon làm vật liệu vỏ bọc. Lý do chính để lựa chọn chất cách điện composite ở nước ngoài là trọng lượng nhẹ và chi phí thấp. Ở Trung Quốc, các chất cách điện composite hiện đang được sử dụng đều là chất cách điện bằng cao su silicon, chủ yếu nhằm giải quyết vấn đề phóng điện ô nhiễm, có liên quan chặt chẽ đến đặc điểm của đường dây trên không ở Trung Quốc. So với chất cách điện bằng sứ hoặc thủy tinh truyền thống, chất cách điện composite có những ưu điểm như độ bền cao, trọng lượng nhẹ, khả năng chống phóng điện ướt mạnh, điện áp sét cao, vận hành và bảo trì đơn giản.
Lớp cách nhiệt bên ngoài của chất cách điện composite sử dụng cao su silicon hữu cơ và khả năng chống lão hóa của vật liệu hữu cơ kém hơn nhiều so với gốm sứ hoặc thủy tinh vô cơ. Trong quá trình vận hành, vật liệu ô và vỏ của chất cách điện composite thường biểu hiện các hiện tượng lão hóa khác nhau, chẳng hạn như vết rò rỉ hoặc ăn mòn điện, nứt, nứt, hỏng, nghiền thành bột, phai màu, giòn và cứng. Sự lão hóa nghiêm trọng của vật liệu cách nhiệt bên ngoài là nguyên nhân chính dẫn đến việc loại bỏ hoặc thay thế nhiều chất cách điện composite hoạt động sớm.
Phương pháp điện thường được sử dụng để chẩn đoán sự lão hóa của chất cách điện composite là đo điện áp phóng điện của chúng trong sương mù. Được biết, có thể đánh giá những thay đổi về hiệu suất điện của chất cách điện composite trước và sau khi lão hóa bằng cách đo điện áp phóng điện của chất cách điện composite trong sương mù (sương mù sạch hoặc sương mù muối).
Trong nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và{0}}tại hiện trường, dòng điện rò được coi là một trong những thông số quan trọng để phát hiện tình trạng lão hóa của chất cách điện. Dạng sóng dòng điện rò rỉ có thể cung cấp thông tin hữu ích và thành phần hài của dạng sóng có thể đóng vai trò là dấu hiệu cho biết liệu chất cách điện có cần được làm sạch hay không.
Hai phương pháp đánh giá lão hóa cách điện ở trên được nghiên cứu từ góc độ vĩ mô. Tuy nhiên, trong quá trình lão hóa của vật liệu cách nhiệt, cấu trúc vi mô của vật liệu cách nhiệt sẽ thay đổi. Vì vậy, cần phân tích cơ chế lão hóa của vật liệu cách nhiệt từ góc độ vi mô và tìm ra phương pháp đánh giá lão hóa cách nhiệt.
Các yếu tố chính gây ra sự lão hóa của chất cách điện composite bao gồm phóng điện bề mặt (phóng điện hào quang, phóng điện hồ quang), bức xạ tia cực tím, nhiệt độ và ô nhiễm. Trong số đó, sự phóng điện bề mặt có ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất của chất cách điện composite. Khi cường độ trường trên bề mặt chất cách điện đạt 0,5-0,7kV/cm, sự phóng điện vầng quang sẽ xảy ra giữa các giọt nước trên bề mặt chất cách điện. Phóng điện bề mặt là nguyên nhân chính gây ra sự lão hóa của chất cách điện composite, bao gồm phóng điện hồ quang và phóng điện vầng quang. Cơ chế hư hỏng suy giảm chất điện môi do phóng điện cục bộ như sau:
(1) Tác động của các hạt tích điện được tạo ra do phóng điện một phần trên bề mặt cao su silicon làm cho chuỗi phân tử cao su silicon chính bị đứt và polyme bị khử hoặc biến thành một phần thành các phân tử thấp;
(2) Nhà sản xuất chất cách điện sau tin rằng phóng điện một phần làm tăng nhiệt độ cục bộ trên bề mặt chất cách điện và nhiệt độ cao ở khu vực phóng điện có thể gây ra sự phân hủy hóa học của vật liệu cao su silicon;
(3) Quá trình oxy hóa và ăn mòn của các khí hoạt động O3, NO và NO2 do phóng điện một phần tạo ra làm vật liệu cao su silicon bị hư hỏng dần; (4) Bức xạ cực tím hoặc tia X có bước sóng dài -được tạo ra do phóng điện một phần dẫn đến quá trình khử polyme và phân hủy cao su silicon.