CN106769746A - 一种硅橡胶透水性的测试方法 - Google Patents

一种硅橡胶透水性的测试方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106769746A
CN106769746A CN201610997157.5A CN201610997157A CN106769746A CN 106769746 A CN106769746 A CN 106769746A CN 201610997157 A CN201610997157 A CN 201610997157A CN 106769746 A CN106769746 A CN 106769746A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silicon rubber
electrochemical
capacitance
testing according
water penetration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610997157.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106769746B (zh
Inventor
黄振
彭向阳
钱金菊
方鹏飞
汪政
周宇明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd
Original Assignee
Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd filed Critical Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co Ltd
Priority to CN201610997157.5A priority Critical patent/CN106769746B/zh
Publication of CN106769746A publication Critical patent/CN106769746A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106769746B publication Critical patent/CN106769746B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/08Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/08Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
    • G01N2015/0853Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials by electrical capacitance measurement

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

本申请属于电力应用工程领域,具体涉及一种硅橡胶透水性的测试方法。本发明所提供的一种硅橡胶透水性的测试方法,包括:将硅橡胶与铁片粘接,然后和塑料圆筒、石蜡封装成电解池;往所述电解池中加入电解液,然后进行电化学交流阻抗测试,得到不同时刻的所述硅橡胶的电容值;计算水在硅橡胶中的扩散系数D。该方法结合电化学交流阻抗测试对硅橡胶的透水性进行了分析测定,针对性强,覆盖面广,操作简单,测定结果准确,对评估复合绝缘子硅橡胶部分的透水性及其老化程度具有较强的指导意义,能有效地避免高压输电线路中事故的发生。

Description

一种硅橡胶透水性的测试方法
技术领域
本发明属于电力应用工程领域,具体涉及一种硅橡胶透水性的测试方法。
背景技术
复合绝缘子的外绝缘部分(伞裙及护套)使用的是硅橡胶材料,与传统的瓷绝缘子和玻璃绝缘子相比,具有重量轻、增水性好、介电常数高和阻燃性好的优点,目前得到了广泛的应用。然而,由于电晕放电、紫外辐照、酸碱腐蚀等复杂环境的因素的影响,硅橡胶易发生老化,并逐步丧失其憎水性。老化后的硅橡胶材料憎水性能变差,水分会透过复合绝缘子的护套,在护套和芯棒的粘接层形成微电解池。在高电压的长期作用下,复合绝缘子的护套会由内而外的老化,在护套上形成腐蚀的孔洞并最终导致整只绝缘子的朽断。任何一个高压输电线路上的复合绝缘子的断串通常会导致整条线路的瘫痪,给生产、生活带来极大的不便。
目前,主要采用水煮法和采用品红的酒精溶液浸泡方法来测定硅橡胶透水性的方法。采用品红的酒精溶液浸泡法时将硅橡胶样品浸泡在品红的酒精溶液中,浸泡结束后取出,然后切开样品的截面。通过观察并测量样品截面的变红的长度来评估样品的性能好坏。然而,品红的酒精溶液在硅橡胶中的扩散行为并不能完全模拟水在硅橡胶中的扩散行为,虽然乙醇(酒精的主要成分)中存在极性的羟基,但同时也存在非极性的甲基基团,该甲基基团与硅橡胶表面有一定的相容性。尤其是在采用水煮法进行测定时需要不停的加水并保持水沸腾,浪费大量的电能。上述两种方法评估手段过于粗糙,人为操作的误差较大。
因此,研发一种能快速、准确测定硅橡胶透水性的方法,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种硅橡胶透水性的测试方法,用于快速、准确地评估复合绝缘子的硅橡胶部分的透水性能。本发明的具体技术方案如下:
一种硅橡胶透水性的测试方法,包括以下步骤:
将所述硅橡胶片与铁片粘接,然后用塑料圆柱、石蜡将硅胶片和铁片封装成电解池;
往所述电解池中加入电解液,然后在不同时刻进行电化学交流阻抗测试,得到不同时刻的所述硅橡胶片的电容值;
计算水在硅橡胶片中的扩散系数D。
所述硅橡胶样品的电容值和所述扩散系数D存在如下关系:
其中,C0表示硅橡胶的初始电容值,Ct表示硅橡胶在t时刻的电容值,Cs表示硅橡胶的饱和电容值,d表示硅橡胶的厚度,t为浸泡时间。
优选的,所述粘接采用低温银浆进行粘接。
优选的,所述电解液为氯化钠溶液。
优选的,所述氯化钠溶液的质量百分比浓度为3.5%。
优选的,所述硅橡胶为片状。
优选的,所述电化学交流阻抗测试采用电化学工作站;所述电化学工作站的电容参数为470pF,所述电化学工作站的扰动电压为10mV。
本发明公开了一种测定硅橡胶透水性的方法,该方法结合电化学交流阻抗测试对硅橡胶的透水性进行了分析测定,针对性强,覆盖面广,操作简单,测定结果准确,对评估复合绝缘子硅橡胶部分的透水性及其老化程度具有较强的指导意义,能有效地避免高压输电线路中事故的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为电化学交流阻抗内奎斯特(Nyquist)图;
图2为电化学交流阻抗伯德(Bode)图;
图3为样品电容与浸泡时间之间的关系曲线图。
具体实施方式
电化学交流阻抗(Electrochemical Impedance Spectroscopy,EIS)方法是一种以小振幅的正弦波电位(或电流)为扰动信号的电化学测量方法,通常用于评价高分子的阻水防护性能。该方法通过解析阻抗谱,得到样品的等效电路及其有关元件的参数值,如电容、电阻、扩散传质过程参数等。水在硅橡胶的扩散过程中,硅橡胶的电化学特性与水的扩散过程相关联。通过考察硅橡胶样品的电化学特性并反推水在硅橡胶样品中的扩散行为在工程应用上具有及其重要的价值。相比于已有的方法,电化学交流阻抗法具有高精度且节能的优点。同时,还可以兼顾研究复合绝缘子的伞裙和护套的透水过程。
本发明提供了一种硅橡胶透水性的测试方法,该方法结合电化学交流阻抗测试对硅橡胶的透水性进行了分析测定,针对性强,覆盖面广,操作简单,测定结果准确,对评估复合绝缘子硅橡胶部分的透水性及其老化程度具有较强的指导意义,能有效地避免高压输电线路中事故的发生。
下面将结合说明书附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例只是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。本领域技术人员应当理解,对本发明的具体实施例进行修改或者对部分技术特征进行同等替换,而不脱离本发明技术方案的精神,均应涵盖在本发明保护的范围中。
实施例1
本发明实施例的具体实施过程如下:
使用冷冻切片机将硅橡胶切成厚度为30μm,面积为1.5×1.5cm2的小片;
将切好的硅橡胶置于铁片上,并采用低温银浆进行粘接;
用高为4cm,底面积为1cm2的塑料圆柱其中一个开口端罩在粘接好的硅橡胶面上,然后采用石蜡在塑料圆柱和硅橡胶的接触面上进行密封,由此封装成一个电解池;
往电化学电解池中加入3.5%的氯化钠溶液,然后在电化学工作站中进行电化学交流阻抗测试,选取不同的时间点下测得的数值,制得图1的电化学交流阻抗的内奎斯特图和图2的伯德图;
使用Zview软件解析如图1内奎斯特图所记录的数值,得到在电解液中浸泡不同时间后的硅橡胶的电容值;
计算水在硅橡胶里的扩散系数D,通常用电容法测试水在硅橡胶中的扩散过程时,硅橡胶的电容值与水的扩散系数D存在如下关系:其中C0表示硅橡胶的初始电容值,Ct表示硅橡胶在t时刻的电容值,Cs表示硅橡胶的饱和电容值,d表示硅橡胶的厚度,t为浸泡时间;
作出log(Ct/C0)和的关系图,并进行拟合,拟合结果如图3所示,通过公式换算得到扩散系数D为:1.57×10-10cm2/s。
图1为电化学交流阻抗的内奎斯特(Nyquist)图,如图1结果所示,随着浸泡时间的增加,内奎斯特图的圆弧半径逐渐减小,依据电化学阻抗测试理论说明经过浸泡后硅橡胶薄片的电容逐渐减小(曹楚南、张鉴清(2002).电化学阻抗谱导论,科学出版社.)。图2为电化学交流阻抗伯德(Bode)图,如图2结果所示,硅橡胶在氯化钠溶液中浸泡120h后出现第二个时间常数,此时氯化钠溶液扩散至低温银浆极板和硅橡胶的界面处,即水渗透过程结束,说明经过扩散作用,氯化钠溶液完成了渗透硅橡胶薄片的过程。
综上所述,结合电化学交流阻抗测试进行测定硅橡胶的透水性,针对性强,覆盖面广,操作简单,测定结果准确,对评估复合绝缘子硅橡胶部分的透水性及其老化程度具有较强的指导意义,能有效地避免高压输电线路中事故的发生。

Claims (9)

1.一种硅橡胶透水性的测试方法,包括以下步骤:
将硅橡胶与铁片粘接,然后和塑料圆筒、石蜡封装成电解池;
往所述电解池中加入电解液,然后在不同时刻进行电化学交流阻抗测试,得到在不同时刻所述硅橡胶的电容值;
计算水在所述硅橡胶中的扩散系数D。
2.根据权利要求1所述的测试方法,其特征在于,所述硅橡胶的电容值和所述扩散系数D存在如下关系:
l o g ( C t / C 0 ) l o g ( C s / C 0 ) = 2 D d π t 1 2 ;
其中,C0表示硅橡胶的初始电容值,Ct表示硅橡胶在t时刻的电容值,Cs表示硅橡胶的饱和电容值,d表示硅橡胶的厚度,t为浸泡时间。
3.根据权利要求1所述的测试方法,其特征在于,所述粘接采用低温银浆进行粘接。
4.根据权利要求1所述的测试方法,其特征在于,所述电解液为氯化钠溶液。
5.根据权利要求4所述的测试方法,其特征在于,所述氯化钠溶液的质量百分比浓度为3.5%。
6.根据权利要求1所述的测试方法,其特征在于,所述硅橡胶为硅橡胶片,所述硅橡胶片的面积为1.5×1.5cm2,厚度为30μm。
7.根据权利要求1所述的测试方法,其特征在于,所述塑料圆筒的底面积为1cm2,高度为4cm。
8.根据权利要求1所述的测试方法,其特征在于,所述塑料圆筒的其中一个开口端罩在所述硅橡胶上,所述石蜡用于密封所述塑料圆筒和所述硅橡胶的接触部位。
9.根据权利要求1所述的测试方法,其特征在于,所述电化学交流阻抗测试采用电化学工作站;所述电化学工作站的电容参数为470pF,所述电化学工作站的扰动电压为10mV。
CN201610997157.5A 2016-11-10 2016-11-10 一种硅橡胶透水性的测试方法 Active CN106769746B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610997157.5A CN106769746B (zh) 2016-11-10 2016-11-10 一种硅橡胶透水性的测试方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610997157.5A CN106769746B (zh) 2016-11-10 2016-11-10 一种硅橡胶透水性的测试方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106769746A true CN106769746A (zh) 2017-05-31
CN106769746B CN106769746B (zh) 2019-11-08

Family

ID=58973419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610997157.5A Active CN106769746B (zh) 2016-11-10 2016-11-10 一种硅橡胶透水性的测试方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106769746B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107478560A (zh) * 2017-08-23 2017-12-15 成都本华清博科技有限公司 一种验证水能否透过护套进入复合绝缘子芯棒护套界面的方法
CN107525731A (zh) * 2017-09-04 2017-12-29 成都本华清博科技有限公司 一种测量硅橡胶材料在电场作用下吸水性的装置及方法
CN112485177A (zh) * 2020-11-19 2021-03-12 贵州电网有限责任公司 一种复合绝缘子芯棒贯穿孔的检测方法和应用
CN117368620A (zh) * 2023-12-04 2024-01-09 清华大学深圳国际研究生院 复合绝缘子老化实验装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10123042A (ja) * 1996-10-23 1998-05-15 Oozeki Kagaku Kogyo Kk 加圧式透水試験機
CN1877317A (zh) * 2005-06-11 2006-12-13 中南大学 电池与电极活性材料扩散系数的测定方法
CN101071132A (zh) * 2006-05-11 2007-11-14 上海市建筑科学研究院有限公司 一种混凝土氯离子渗透性能的快速-锈蚀测试方法
CN201163275Y (zh) * 2008-01-22 2008-12-10 中国建筑科学研究院 混凝土rcm氯离子扩散系数测定仪
CN101520400A (zh) * 2009-03-16 2009-09-02 北京农产品质量检测与农田环境监测技术研究中心 一种测定乳胶膜耐水性及透水性的方法
CN103123330A (zh) * 2012-12-19 2013-05-29 长安大学 一种测试沥青抗渗性能的方法
CN203432889U (zh) * 2013-07-23 2014-02-12 河南金拇指防水材料有限公司 透水性测试器
CN105806764A (zh) * 2016-03-25 2016-07-27 河海大学 大空隙沥青混合料渗透性能各向异性的测试装置及方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10123042A (ja) * 1996-10-23 1998-05-15 Oozeki Kagaku Kogyo Kk 加圧式透水試験機
CN1877317A (zh) * 2005-06-11 2006-12-13 中南大学 电池与电极活性材料扩散系数的测定方法
CN101071132A (zh) * 2006-05-11 2007-11-14 上海市建筑科学研究院有限公司 一种混凝土氯离子渗透性能的快速-锈蚀测试方法
CN201163275Y (zh) * 2008-01-22 2008-12-10 中国建筑科学研究院 混凝土rcm氯离子扩散系数测定仪
CN101520400A (zh) * 2009-03-16 2009-09-02 北京农产品质量检测与农田环境监测技术研究中心 一种测定乳胶膜耐水性及透水性的方法
CN103123330A (zh) * 2012-12-19 2013-05-29 长安大学 一种测试沥青抗渗性能的方法
CN203432889U (zh) * 2013-07-23 2014-02-12 河南金拇指防水材料有限公司 透水性测试器
CN105806764A (zh) * 2016-03-25 2016-07-27 河海大学 大空隙沥青混合料渗透性能各向异性的测试装置及方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李久青: "《腐蚀试验方法及监测技术》", 31 May 2007 *
王宝民: "《纳米二氧化碳高性能混凝土性能及机理》", 31 May 2012 *
范珺: "三种橡胶透水性测试方法对比与分析", 《橡胶资源利用》 *
董必钦等: "混凝土渗透性试验方法进展研究", 《混凝土》 *
赵江: "薄膜水蒸气透过率测试方法的分析与比较", 《包装工程》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107478560A (zh) * 2017-08-23 2017-12-15 成都本华清博科技有限公司 一种验证水能否透过护套进入复合绝缘子芯棒护套界面的方法
CN107478560B (zh) * 2017-08-23 2020-07-28 成都本华清博科技有限公司 一种验证水能否透过护套进入复合绝缘子芯棒护套界面的方法
CN107525731A (zh) * 2017-09-04 2017-12-29 成都本华清博科技有限公司 一种测量硅橡胶材料在电场作用下吸水性的装置及方法
CN112485177A (zh) * 2020-11-19 2021-03-12 贵州电网有限责任公司 一种复合绝缘子芯棒贯穿孔的检测方法和应用
CN112485177B (zh) * 2020-11-19 2023-06-06 贵州电网有限责任公司 一种复合绝缘子芯棒贯穿孔的检测方法
CN117368620A (zh) * 2023-12-04 2024-01-09 清华大学深圳国际研究生院 复合绝缘子老化实验装置
CN117368620B (zh) * 2023-12-04 2024-04-12 清华大学深圳国际研究生院 复合绝缘子老化实验装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN106769746B (zh) 2019-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106769746B (zh) 一种硅橡胶透水性的测试方法
Neves et al. Design and characterisation of Nafion membranes with incorporated ionic liquids cations
Soboleva et al. Investigation of the through-plane impedance technique for evaluation of anisotropy of proton conducting polymer membranes
CN106093614B (zh) 一种回复电压初始斜率评估变压器绝缘状态的方法
Gardner et al. Measurement of membrane conductivities using an open-ended coaxial probe
US7508223B1 (en) Multihole and multiwire sensors for localized and general corrosion monitoring
CN110333275B (zh) 一种导电混凝土环境中腐蚀检测电极及制备与检测方法
CN102353628B (zh) 一种埋地钢质管道阴极保护极化测试探头及测试方法
CN103792182A (zh) 一种模拟垢下腐蚀的双电解池及应用
Chen et al. Hydrogen evolution and electromigration in the corrosion of aluminium metal sheath inside high‐voltage cables
WO2013159284A1 (zh) Xlpe中压电缆水树老化试验装置
Li et al. A novel method to study the property of the interface between silicone rubber and fiber reinforced plastic
Shin et al. Comparison of solvent-cast and hot-pressed p (eo) 20lin (so 2 cf 2 cf 3) 2 polymer electrolytes containing nanosized sio2
WO2016095769A1 (zh) 一种离子电导率测试装置及采用其的测试方法
CN111788478B (zh) 腐蚀测量装置
Beblewicz et al. Electrochemical study of the transfer of tetraethylammonium and picrate ions across the water-1, 2-dichloroethane interface
CN104048913B (zh) 一种rtv材料老化程度判断方法
CN107525731A (zh) 一种测量硅橡胶材料在电场作用下吸水性的装置及方法
CN110031391A (zh) 一种楔形缝隙腐蚀装置
CN201188094Y (zh) 测试岩石微裂纹的装置
RU2339740C1 (ru) Двухкамерный медно-сульфатный электрод сравнения неполяризующийся
EP0103588A1 (en) Device for determining hydrogen flux
CN107490539A (zh) 一种片状材料透湿性的测量装置及其测量方法
CN108458908A (zh) 用于制备电、受潮联合老化交联聚乙烯样品的装置及方法
CN112485185A (zh) 无铅焊料合金大气腐蚀行为演化模拟监测装置与方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant