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復(fù)合絕緣子因其良好的憎水性及憎水遷移性而具有優(yōu)異的耐污閃性能，從而在我國電網(wǎng)中得到了大規(guī)模的應(yīng)用。我國電力系統(tǒng)用復(fù)合絕緣子傘裙的主要材料為高溫硫化硅橡膠。有機(jī)材料的分子中各元素通過共價(jià)鍵結(jié)合，相對于離子鍵，共價(jià)鍵的鍵合力較弱，因此其在外部能量的作用下容易發(fā)生斷裂，表現(xiàn)在材料的性能上，即硅橡膠傘裙會(huì)發(fā)生氧化分解、變硬變脆、憎水性下降、粉化等現(xiàn)象。

復(fù)合絕緣子在運(yùn)行中發(fā)生粉化是很常見的現(xiàn)象，甚至不帶電的情況下也會(huì)發(fā)生。粉化層在絕緣子傘裙上分布厚度不均勻，不同環(huán)境下粉化層的形態(tài)也有差異，例如，潮濕地區(qū)的絕緣子通常會(huì)很快聚積混合型污穢粘結(jié)在表面（樣品B），這樣的污穢能夠一定程度抵抗表面粉化層的產(chǎn)生；而干燥情況下粉化層粘結(jié)力不強(qiáng)，容易在傘裙表面移動(dòng)或滑落。

圖1 樣品粉化情況

根據(jù)以往的研究，評估復(fù)合材料老化程度時(shí)常以其憎水性、外部形貌、化學(xué)結(jié)構(gòu)、機(jī)械性能或電性能為指標(biāo)，粉化對于常用評估指標(biāo)的影響、甚至是成為評估指標(biāo)的可能性是值得研究的。

就目前的研究來看，關(guān)于粉化對硅橡膠各項(xiàng)性能的影響趨勢尚未有全面而系統(tǒng)的研究，粉化是否會(huì)對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成直接影響尚無定論，在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)復(fù)合絕緣子粉化是否需要立即清除也沒有指導(dǎo)意見。

另外，即使要進(jìn)行去粉化處理，其方式也應(yīng)根據(jù)不同絕緣子粉化層的特點(diǎn)進(jìn)行選擇，一般來說有刮除、擦除、打磨等方式，選擇的方法不同將影響去粉化的效率和成效。因此，研究復(fù)合絕緣子粉化現(xiàn)象意義重大。

輸配電裝備及系統(tǒng)安全與新技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（重慶大學(xué)）的研究人員張志勁、梁田、向纓竹、蔣興良，在2022年第8期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》上撰文，對在三種不同環(huán)境條件下老化10年以上的復(fù)合絕緣子傘裙粉化現(xiàn)象進(jìn)行研究，分別測試了去除粉化層前后的憎水性、粗糙度、介電性能、微觀形貌以及表面化學(xué)成分，分析去除粉化帶來的性能變化。

他們的研究發(fā)現(xiàn)，去粉化后硅橡膠表面粗糙度會(huì)大幅下降，結(jié)構(gòu)趨于平整，化學(xué)構(gòu)成也能恢復(fù)到與材料內(nèi)部更接近的狀態(tài)，但這對提高表面憎水性能并無益處，且在某些情況下會(huì)造成介電性能小幅下降。硅橡膠復(fù)合絕緣子之所以受到廣泛運(yùn)用，主要?dú)w功于其良好的憎水性和特殊的憎水恢復(fù)性，考慮到去粉化的工作難度和經(jīng)濟(jì)性，對實(shí)際運(yùn)行的絕緣子是否應(yīng)進(jìn)行去粉化處理仍有待進(jìn)一步研究。

科研人員在對樣品進(jìn)行去粉化前后各項(xiàng)性能參數(shù)的對比測試后，得到以下主要結(jié)論：

1）粉化對復(fù)合絕緣子表面憎水性的影響趨勢不統(tǒng)一，對于表面已經(jīng)粉化嚴(yán)重的復(fù)合絕緣子，去除粉化層后其憎水性并不會(huì)得到提升。

2）粉化會(huì)導(dǎo)致復(fù)合絕緣子表面粗糙度大幅上升，微觀形貌也會(huì)發(fā)生破壞，去除粉化層后材料本身暴露出物理缺陷，但材料本體缺陷對粗糙度的影響遠(yuǎn)小于粉化物對粗糙度的影響。

3）元素分析以及分子基團(tuán)測試表明，復(fù)合絕緣子表面的粉化物主要是硅橡膠主鏈降解而生成的小分子以及材料內(nèi)部析出的填料，若將粉化層去除則可將表面恢復(fù)到接近樣品內(nèi)部的狀態(tài)。

4）粉化對材料的介電性能有影響，去粉化后介電性能會(huì)小幅下降，但介電損耗的變化受到更深層填充材料及硅橡膠本體的影響。

因此，是否需要對已經(jīng)粉化的復(fù)合絕緣子進(jìn)行去粉化處理以及采用何種方式進(jìn)行操作，需要根據(jù)粉化發(fā)生的環(huán)境及粉化特征進(jìn)行分析。總體而言，去粉化對于材料各項(xiàng)性能的影響趨勢并不是一致的。

本文編自2022年第8期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》，論文標(biāo)題為“去粉化對硅橡膠復(fù)合絕緣子性能的影響”。第一作者為張志勁，1976年生，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)楦唠妷号c絕緣技術(shù)、輸電線路覆冰及防護(hù)。通訊作者為梁田，1993年生，博士研究生，研究方向?yàn)楦唠妷号c絕緣技術(shù)。本課題得到了國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目的支持。