CN106033055A - 一种复合绝缘子用硅橡胶的湿热老化评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种复合绝缘子用硅橡胶的湿热老化评价方法，该方法工艺简单，操作容易，通过傅里叶红外光谱检测经湿热老化试验后的硅橡胶材料，可以简单评价复合绝缘子用硅橡胶材料的湿热老化程度。

Description

一种复合绝缘子用硅橡胶的湿热老化评价方法

技术领域

本发明涉及一种电力设备领域，具体讲涉及一种复合绝缘子用硅橡胶的湿热老化评价方法。

背景技术

硅橡胶制成的复合绝缘子以重量轻、机械强度高、憎水性和憎水迁移性强、耐污闪电压高、制造工艺简单、不测零值、维护简便等优势在国内外有着广泛的应用。目前我国挂网运行的复合绝缘子已经超过400万支，是世界上复合绝缘子使用量最大的国家之一。随着使用年限的增加，复合绝缘子用硅橡胶材料的老化、憎水性下降等问题逐渐成为电力系统关注的焦点。

温度与湿度都是导致硅橡胶老化的主要因素，温度会引起硅橡胶分子链断裂以及侧链脱落，湿度会对硅橡胶有溶胀作用，此外，温湿度的协同效应也不容轻忽。研究温度和湿度对复合绝缘子用硅橡胶老化的影响，对于考察我国南方潮湿地区尤其是梅雨等典型气候地区复合绝缘子运行状况有很高的参考价值。

目前，复合绝缘子用硅橡胶的湿热老化试验方法并不成熟，硅橡胶材料的老化程度评价也不够深入。傅立叶红外光谱技术作为一种快速准确的测试方法被广泛应用于高分子材料的老化评估，但是将其用于复合绝缘子用硅橡胶的老化程度分析上，还鲜有报道。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种复合绝缘子用硅橡胶的湿热老化评价方法，该方法工艺简单，操作容易，通过红外光谱检测经湿热老化试验后的硅橡胶材料，可以简单评价复合绝缘子用硅橡胶材料的湿热老化程度。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一种复合绝缘子用硅橡胶的湿热老化评价方法，包括以下步骤：

(1)将复合绝缘子硅橡胶样品裁剪制样，对部分样品进行湿热老化；

(2)将经过湿热老化后的硅橡胶样品和直接裁剪得到的未经湿热老化过程的硅橡胶样品分别进行傅立叶红外光谱测试；

(3)以湿热老化时间为横坐标，以Si-CH₃特征峰的峰面积值为纵坐标，作图，拟合数据点得到曲线方程y＝f(x)，分别用峰面积S和湿热老化时间t取代y和x，即可得到复合绝缘子用硅橡胶的湿热老化方程S＝f(t)，根据此方程，可以预测在该湿热老化条件下，复合绝缘子用硅橡胶在任一时间点的湿热老化程度。

优选的，步骤(1)中对样品进行湿热老化的步骤包括：

1)选用复合绝缘子伞裙常用的高温硫化硅橡胶材料，裁成硅橡胶试片，经无水酒精擦拭表面后，倾斜放置在湿热老化试验箱内；

2)设置湿热老化试验箱温度为50摄氏度，相对湿度为96％，开始试验，老化过程中，每100小时取出5片样品，试验时间为500小时。

优选的，所述硅橡胶试片，其尺寸为20*80*2毫米，经无水酒精擦拭表面后，倾斜放置在湿热老化试验箱内。

优选的，所述傅里叶红外光谱测试的测试温度为20±5摄氏度，相对湿度60％至70％，采用漫反射的测试原理，扫描次数为8次。

优选的，所述Si-CH₃特征峰的峰面积值，为测试时取每一时间点测试值的算术平均值，随着湿热老化试验时间的延长，该峰面积值逐渐减小。

优选的，所述拟合数据点得到曲线方程采用指数函数方程拟合数据点。

优选的，所述硅橡胶试片，与水平方向成60°±10°放置在湿热老化试验箱内。

与最接近的现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过对复合绝缘子用硅橡胶材料长时间置于湿热环境进行试验，提出使用傅立叶红外光谱测试方法对湿热老化的硅橡胶材料进行评价，以指数函数分析试验数据，与实际偏差较小，是一种简单且实用的复合绝缘子用硅橡胶湿热老化程度的分析方法，对研究典型气候地区复合绝缘子运行状况有很重要的意义。

附图说明

图1是采用指数函数方程拟合数据点得到的曲线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

下面将对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

本实施例涉及的一种复合绝缘子用硅橡胶的湿热老化试验及评价方法，具体操作步骤如下：

1)复合绝缘子用硅橡胶试样的制备

选用复合绝缘子伞裙常用的高温硫化硅橡胶材料，裁成20*80*2毫米的硅橡胶试片，经无水酒精擦拭表面后，与水平方向成60度角放置在湿热老化试验箱内，准备试验；

2)湿热老化试验条件

设置湿热老化试验箱温度为50摄氏度，相对湿度为96％，开始试验，老化过程中，每100小时取出5片样品，试验时间为500小时。

一种复合绝缘子用硅橡胶的湿热老化评价方法，采用傅里叶红外光谱技术进行测试，步骤如下：

1)傅里叶红外光谱测试

将取出的经过湿热老化后的硅橡胶试样和直接裁剪得到的未经湿热老化过程的硅橡胶试样分别进行傅立叶红外光谱测试，测试温度为25摄氏度，相对湿度60％，采用漫反射的测试原理，扫描次数为8次；

2)数据处理分析

以湿热老化时间为横坐标，以Si-CH₃特征峰峰面积测试值的算术平均值为纵坐标作图，采用指数函数方程拟合数据点，如图1所示，得到拟合曲线方程y＝3.9984e^-0.003x，分别用峰面积S和湿热老化时间t取代y和x得到最终湿热老化方程S＝f(t)，即Si-CH₃峰面积S与老化时间t关系：

S＝3.9984e^-0.003t

式中：S代表Si-CH₃峰面积，单位为平方毫米，t代表湿热老化时间,单位为小时。根据此方程，可以预测在该湿热老化条件下，复合绝缘子用硅橡胶在任一时间点的湿热老化程度，例如经350小时湿热老化后，由上述湿热老化方程可以计算得到，Si-CH₃峰面积减小到1.40平方毫米。

为验证上述方程的可靠性，做如下偏差分析计算，计算结果如表1，其中t代表湿热老化时间，S代表Si-CH₃峰面积，S_n拟合曲线求得值，ε表示拟合曲线值与实际测试值偏差。计算可得ε的平均值为1.016，在误差许可范围内，证实本发明提出的分析方法具有良好的准确性。

表1湿热老化方程偏差计算

t/小时	S/平方毫米	Sn/平方毫米	ε＝Sn/S
				0	4.02	3.9984	0.995
100	2.97	2.9621	0.997
				200	2.13	2.1944	1.030
300	1.51	1.6256	1.077
				400	1.13	1.2043	1.066

500

0.96

0.8922

0.929

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种复合绝缘子用硅橡胶的湿热老化评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将复合绝缘子硅橡胶样品裁剪制样，对部分样品进行湿热老化；

(2)将经过湿热老化后的硅橡胶样品和直接裁剪得到的未经湿热老化过程的硅橡胶样品分别进行傅立叶红外光谱测试；

(3)以湿热老化时间为横坐标，以Si-CH₃特征峰的峰面积值为纵坐标，作图，拟合数据点得到曲线方程y＝f(x)，分别用峰面积S和湿热老化时间t取代y和x，即可得到复合绝缘子用硅橡胶的湿热老化方程S＝f(t)，根据此方程，可以预测在该湿热老化条件下，复合绝缘子用硅橡胶在任一时间点的湿热老化程度。

2.根据权利要求1所述的一种复合绝缘子用硅橡胶的湿热老化评价方法，其特征在于，步骤(1)中对样品进行湿热老化的步骤包括：

1)选用复合绝缘子伞裙常用的高温硫化硅橡胶材料，裁成硅橡胶试片，经无水酒精擦拭表面后，倾斜放置在湿热老化试验箱内；

2)设置湿热老化试验箱温度为50摄氏度，相对湿度为96％，开始试验，老化过程中，每100小时取出5片样品，试验时间为500小时。

3.根据权利要求2所述的一种复合绝缘子用硅橡胶的湿热老化评价方法，其特征在于，所述硅橡胶试片，经无水酒精擦拭表面后，倾斜放置在湿热老化试验箱内。

4.根据权利要求1所述的一种复合绝缘子用硅橡胶的湿热老化评价方法，其特征在于，所述傅里叶红外光谱测试的测试温度为20±5摄氏度，相对湿度60％至70％，采用漫反射的测试原理，扫描次数为8次。

5.根据权利要求1所述的一种复合绝缘子用硅橡胶的湿热老化评价方法，其特征在于，所述Si-CH₃特征峰的峰面积值，为测试时取每一时间点测试值的算术平均值，随着湿热老化试验时间的延长，该峰面积值逐渐减小。

6.根据权利要求1所述的一种复合绝缘子用硅橡胶的湿热老化评价方法，其特征在于，所述拟合数据点得到曲线方程采用指数函数方程拟合数据点。

7.根据权利要求3所述的一种复合绝缘子用硅橡胶的湿热老化评价方法，其特征在于，所述硅橡胶试片，与水平方向成60°±10°放置在湿热老化试验箱内。