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随着复合绝缘子的大量投入运行,复合绝缘子老化引起的线路故障日益增多,严重威胁着电网的安全可靠运行,给供电企业运维、检修工作的开展带来了极大困难,因而,复合绝缘子硅橡胶材料老化问题的研究具有很重要的学术价值和工程必要性。本文基于热重-红外联用(TG-FTIR)试验研究复合绝缘子伞裙老化性能,对复合绝缘子伞裙的三种主组份、全新复合绝缘子伞裙样品、运行后的复合绝缘子伞裙样品进行试验得到TG和热解气相产物FTIR结果,提出了一种基于TG-FTIR试验的老化评估方法,并利用傅里叶红外光谱分析(FTIR)试验进一步验证此老化评估方法的可行性。
首先对复合绝缘子伞裙的三种主组份和未投入使用的全新复合绝缘子伞裙样品进行TG-FTIR试验,分析了主组份的热失重曲线,发现气相白炭黑几乎未发生失重,氢氧化铝在220℃~360℃,聚二甲基硅氧烷在360℃~570℃发生明显失。气相产物FTIR结果显示,气相白炭黑热解生成了少量水蒸气和二氧化碳,氢氧化铝发生脱水反应生成水蒸气,聚二甲基硅氧烷热解过程发生裂解、交联、缩合反应,产生少量水蒸气、二氧化碳、甲烷气体,大量Si-O-Si气相分子以及烷类、醇类、酚类、醚类、脂类等气体。新样品TG-FTIR试验结果与主组份结果相对应,热失重曲线分为四个阶段,第二阶段和第三阶段有明显失重,分别对应三组份中的氢氧化铝和聚二甲基硅氧烷的热解;气相产物种类和各气体产出温度均与主组份FTIR分析结果相同。
其次基于TG-FTIR试验研究运行后复合绝缘子伞裙老化特性,试验结果表明,老化后的伞裙比未老化的伞裙热失重总量小,虽然气相产物种类不变,但各气相产物产量变少,通过TG-FTIR试验结果提出了一种K值计算方法,用于评估伞裙老化程度,并进行初步验证。研究伞裙深度、电场强度、运行年限对伞裙老化程度的影响,结果表明:同一片伞裙不同深度情况下表层老化较里层老化严重;同一支绝缘子运行于高压端的伞裙老化最严重;不同绝缘子运行时间越长老化越严重。上述结果与FTIR测试结果高度一致,与前人研究的复合绝缘子伞裙老化特性结论保持一致,证明了TG-FTIR联用应用于复合绝缘子伞裙老化特性研究的可行性。
首先对复合绝缘子伞裙的三种主组份和未投入使用的全新复合绝缘子伞裙样品进行TG-FTIR试验,分析了主组份的热失重曲线,发现气相白炭黑几乎未发生失重,氢氧化铝在220℃~360℃,聚二甲基硅氧烷在360℃~570℃发生明显失。气相产物FTIR结果显示,气相白炭黑热解生成了少量水蒸气和二氧化碳,氢氧化铝发生脱水反应生成水蒸气,聚二甲基硅氧烷热解过程发生裂解、交联、缩合反应,产生少量水蒸气、二氧化碳、甲烷气体,大量Si-O-Si气相分子以及烷类、醇类、酚类、醚类、脂类等气体。新样品TG-FTIR试验结果与主组份结果相对应,热失重曲线分为四个阶段,第二阶段和第三阶段有明显失重,分别对应三组份中的氢氧化铝和聚二甲基硅氧烷的热解;气相产物种类和各气体产出温度均与主组份FTIR分析结果相同。
其次基于TG-FTIR试验研究运行后复合绝缘子伞裙老化特性,试验结果表明,老化后的伞裙比未老化的伞裙热失重总量小,虽然气相产物种类不变,但各气相产物产量变少,通过TG-FTIR试验结果提出了一种K值计算方法,用于评估伞裙老化程度,并进行初步验证。研究伞裙深度、电场强度、运行年限对伞裙老化程度的影响,结果表明:同一片伞裙不同深度情况下表层老化较里层老化严重;同一支绝缘子运行于高压端的伞裙老化最严重;不同绝缘子运行时间越长老化越严重。上述结果与FTIR测试结果高度一致,与前人研究的复合绝缘子伞裙老化特性结论保持一致,证明了TG-FTIR联用应用于复合绝缘子伞裙老化特性研究的可行性。