[发明专利]复合绝缘子用硅橡胶的高低温循环老化试验及评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种评价方法，具体涉及一种复合绝缘子用硅橡胶的高低温循环老化试验及评价方法。

背景技术

在输电领域，绝缘子串是用于连接架空输电线路与铁塔，并在二者之间起绝缘作用。复合绝缘子串由伞裙，护套及芯棒构成，其中伞裙与护套均采用高温硫化硅橡胶材料，芯棒是由10μm左右直径的玻璃纤维束浸渍环氧树脂经拉挤而成的。硅橡胶材料为高分子有机材料，在使用过程中，复合绝缘子多用于露天环境，受到风吹日晒，其伞裙材料会发生老化，出现表面粉化，伞裙撕裂等问题，影响电网的正常运行。

对于硅橡胶材料出现的老化问题，现今已有许多研究及测试方法。对硅橡胶材料物理方面的研究方法有：表面的硬度测试、电镜扫描(Scanning Electron Microscopy，SEM)、以及憎水性测试，这些测试均能表明老化与未老化材料之间的区别。研究硅橡胶材料分子结构的方法有：红外光谱扫描分析(Fourier Transform Infrared，FTIR)、X射线光电子能谱分析(X-ray photoelectron spectroscopy，XPS)和能量色散X射线光谱仪(Energy Dispersive X-Ray，EDX)等，这些测试能够反映硅橡胶材料内部分子链的断裂情况。

由于在实际运行过程中，复合绝缘子所运行条件不同，运行时间的不一以及取样不方便，一般都采用人工加速老化的方式，来对绝缘子的老化特性进行研究。现今一般采用的人工加速老化试验有：高温烘箱加速老化，湿热老化，Ultraviolet-A(UV-A)、Ultraviolet-B(UV-B)紫外光辐照老化，电晕老化等。这些方法主要通过人工提高条件，来达到加速硅橡胶材料老化的目的。

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高低温循环老化试验及评价方法，通过对硅橡胶的高低温循环老化试验，采用TSC测试进行老化性能的判断，通过试验实现对紫外辐射的硅橡胶材料老化的评价。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种复合绝缘子用硅橡胶的高低温循环老化试验及评价方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：硅橡胶的高低温循环老化试验；

步骤2：采用TSC测试方法对硅橡胶的高低温循环老化进行评价。

所述步骤1具体包括以下步骤：

步骤1-1：选择高温鼓风烘箱用于给试样提供95℃-105℃的高温条件，并选择低温储藏柜给试样提供-50℃-30℃的低温条件；

步骤1-2：将试样高温条件下放置一天，取出后换至低温条件下放置一天，以此循环；每过一个循环后，取出多个试样进行TSC测量。

所述步骤2具体包括以下步骤：

步骤2-1：将经过高低温循环老化试验的试样制作成直径为25mm，厚度为0.7mm的圆片；

步骤2-2：将圆片放入TSC设备中，以2K/min的升温速率升温至极化温度，在极化温度下施加直流极化电压，保持该直流极化电压使原片极化，到达极化时间后，将圆片以15K/min的降温速率降温至极低温度后，移除直流极化电压，将样本上下表面短路2min；

步骤2-3：采用2K/min的升温速率将圆片升温至120℃，同时将圆片接到静电计回路，测量圆片两端的短路电流，该短路电流与温度的关系曲线即为圆片的TSC曲线；

步骤2-4：对TSC曲线进行处理分析，确定陷阱参数。

极化温度为65℃，极化时间为30min，极低温度为-80℃，极化电场为300V/mm。

所述步骤2-4中，陷阱参数包括陷阱电荷量Q_TSC和陷阱能级E，分别表示为：