Technologia i charakterystyka wykrywania starzenia izolatorów kompozytowych

Wraz z udoskonaleniem technologii izolatorów kompozytowych, liczba izolatorów kompozytowych gwałtownie wzrosła, z których większość jest wykonana z kauczuku silikonowego jako materiału osłony. Głównym powodem wyboru izolatorów kompozytowych za granicą jest ich niewielka waga i niski koszt. W Chinach wszystkie izolatory kompozytowe stosowane obecnie to izolatory z kauczuku silikonowego, których głównym celem jest rozwiązanie problemu rozgorzenia zanieczyszczeń, który jest ściśle powiązany z charakterystyką linii napowietrznych w Chinach. W porównaniu z tradycyjnymi izolatorami porcelanowymi lub szklanymi, izolatory kompozytowe mają zalety, takie jak wysoka wytrzymałość, niewielka waga, duża odporność na przeskoki na mokro, wysokie napięcie piorunowe oraz prosta obsługa i konserwacja.
W izolacji zewnętrznej izolatorów kompozytowych zastosowano organiczny kauczuk silikonowy, a odporność na starzenie materiałów organicznych jest znacznie gorsza niż w przypadku nieorganicznej ceramiki lub szkła. Podczas pracy materiały osłonowe i osłonowe izolatorów kompozytowych na ogół wykazują różne zjawiska starzenia, takie jak ślady wycieków lub korozja elektryczna, pękanie, pękanie, rozpad, proszkowanie, blaknięcie, kruchość i twardość. Poważne starzenie się zewnętrznych materiałów izolacyjnych jest główną przyczyną eliminacji lub wymiany wielu wcześnie działających izolatorów kompozytowych.
Powszechnie stosowaną elektryczną metodą diagnozowania starzenia izolatorów kompozytowych jest pomiar ich napięcia przeskoku we mgle. Doniesiono, że zmiany właściwości elektrycznych izolatorów kompozytowych przed i po starzeniu można ocenić mierząc napięcie przeskoku izolatorów kompozytowych we mgle (czysta mgła lub mgła solna).
W badaniach laboratoryjnych i-na miejscu prąd upływowy jest uważany za jeden z ważnych parametrów służących do wykrywania stanu starzenia się izolatorów. Przebieg prądu upływowego może dostarczyć przydatnych informacji, a składowa harmoniczna przebiegu może służyć jako wskazówka, czy izolatory wymagają czyszczenia.
Powyższe dwie metody oceny starzenia izolacji zbadano z perspektywy makro. Jednakże w trakcie procesu starzenia materiałów izolacyjnych mikrostruktura materiału izolacyjnego ulegnie zmianie. Dlatego też konieczna jest analiza mechanizmu starzenia materiałów izolacyjnych z perspektywy mikroskopowej i znalezienie metod oceny starzenia się izolacji.
Do głównych czynników powodujących starzenie się izolatorów kompozytowych należą wyładowania powierzchniowe (wyładowania koronowe, wyładowania łukowe), promieniowanie ultrafioletowe, temperatura i zanieczyszczenia. Wśród nich wyładowania powierzchniowe mają poważny wpływ na działanie izolatorów kompozytowych. Kiedy natężenie pola na powierzchni izolatora osiągnie 0,5-0,7 kV/cm, pomiędzy kropelkami wody na powierzchni izolatora nastąpi wyładowanie koronowe. Wyładowania powierzchniowe są główną przyczyną starzenia się izolatorów kompozytowych, włączając wyładowania łukowe i wyładowania koronowe. Mechanizm uszkodzenia degradacji dielektrycznej spowodowanego wyładowaniem niezupełnym jest z grubsza następujący:
(1) Uderzenie naładowanych cząstek powstałych w wyniku wyładowania niezupełnego na powierzchnię kauczuku silikonowego powoduje pęknięcie głównego łańcucha cząsteczek kauczuku silikonowego, a polimer ulega depolimeryzacji lub częściowo zamienia się w niskocząsteczkowe;
(2) Producent izolatorów wsporczych uważa, że ​​wyładowania niezupełne powodują lokalny wzrost temperatury na powierzchni izolatora, a wysoka temperatura w obszarze wyładowania może powodować rozkład chemiczny materiałów z kauczuku silikonowego;
(3) Utlenianie i korozja aktywnych gazów O3, NO i NO2 wytwarzanych w wyniku wyładowań niezupełnych stopniowo pogarszają materiał z gumy silikonowej; (4) Promieniowanie ultrafioletowe lub promieniowanie X-o dużej długości fali generowane przez wyładowanie niezupełne prowadzi do depolimeryzacji i rozkładu kauczuku silikonowego.