[发明专利]一种微-纳米混合ZnO非线性硅橡胶复合绝缘子及制备工艺

说明书

一种微‑纳米混合ZnO填料的非线性硅橡胶复合绝缘子，硅橡胶基非线性绝缘材料按质量份数由100份硅橡胶、5～15份微米ZnO填料、5～15份纳米ZnO填料制成，其中硅橡胶基为705型单组份室温硫化硅橡胶；非线性ZnO填料为烧结而成，其中微米ZnO填料的粒径为10～50μm，纳米ZnO填料的粒径为30～100nm。解决了硅橡胶复合绝缘子实际应用中局部电场畸变严重的问题，均化了绝缘子表面电场、改善了电场分布、降低了其故障发生概率，将成为提高电力系统安全性和可靠性的重要途径。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其是一种微-纳米混合ZnO非线性硅橡胶复合绝缘子及制备工艺。

背景技术

由于特高压输电技术具有输电距离远、容量大、损耗低等特点，已经成为了解决我国能源中心和负荷中心逆向分布的一个重要方法。硅橡胶复合绝缘子凭借其良好的机械和绝缘性能，在特高压输电线路中得到了广泛地应用，保证了输电线路的正常运行，对输电线路的稳定运行和整个电网的安全起着决定性的作用。特高压输电线路的电压等级高，电场强度大，再加上绝缘子棒表面电场强度呈现两端大中间低的特点，使局部电场畸变率变得很高，容易在绝缘子表面积聚大量的表面电荷，加速其老化，最终导致沿面闪络等故障的发生。而据国内外调查得知，绝缘子沿面放电或闪络故障是造成输电线路故障的重要原因之一。

在绝缘子的制备材料中，非线性材料是一种电导率和(或)相对介电常数随外加电场变化而变化的材料。研究表明，在相同运行情况下，非线性材料表面的电场分布更加均匀，局部电场畸变率很小。

经对公开专利进行检索，发现与本技术方案最相关的如下专利文献：

一种高导热硅橡胶纳米复合绝缘材料的制备方法(CN103160126A)公开了一种高导热硅橡胶纳米复合绝缘材料的制备方法，它通过直流斜面实验，研究了添加高导热纳米BN颗粒对硅橡胶耐侵蚀能力的影响。表面放电对硅橡胶的侵蚀作用，主要是其释放大量的热的作用，因此，提高硅橡胶的导热性能，能提高其耐侵蚀能力，并且添加高导热纳米BN颗粒对硅橡胶表面的憎水性、表面电阻和闪络电压影响很小。导热橡胶是一类具有导热性能的功能橡胶材料，良好的导热性能使其具有较好的散热及热传导能力。研制适合制作绝缘子的高导热硅橡胶，对提高电网稳定将有促进作用。

一种复合硅橡胶绝缘材料及其制备方法(CN107586458A)公开了一种复合硅橡胶绝缘材料及其制备方法，其以重量份计由下列组分组成：80～100份硅橡胶、2～10份功能填料以及0.5～2份硫化剂，其中，功能填料为聚合物包覆纳米氧化铝微粒，功能填料的聚合物表面高分子层为二乙烯基苯与1-乙烯基咪唑的共聚物。从而复合硅橡胶绝缘材料电绝缘性能优异、击穿场强高、导热性好、憎水性好且力学性能优异，从而有助于促进电力系统的稳定。

通过对上述公开专利文献的对比分析，申请人认为，本申请采用不同粒径的ZnO颗粒作为优秀的纳米填料，在提高输电线路的运行稳定性和电力系统的安全性等方面与现有技术存在较大差异，经分析上述专利不影响本申请的新颖性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种微-纳米混合ZnO填料的非线性硅橡胶复合绝缘子及制备工艺，该非线性硅橡胶复合绝缘子及制备工艺解决了硅橡胶复合绝缘子实际应用中局部电场畸变严重的问题，是一种电导率和(或)相对介电常数随外加电场变化而变化的材料。

一种微-纳米混合ZnO填料的非线性硅橡胶复合绝缘子，硅橡胶基非线性绝缘材料按质量份数由100份硅橡胶、5～15份微米ZnO填料、5～15份纳米ZnO填料制成，

其中硅橡胶基为705型单组份室温硫化硅橡胶；非线性ZnO填料为烧结而成，其中微米ZnO填料的粒径为10～50μm，纳米ZnO填料的粒径为30～100nm。

而且，硅橡胶基非线性绝缘材料按质量份数由100份硅橡胶、5～15份微米ZnO填料、45～55份纳米ZnO填料制成。