4.復(fù)合絕緣子在冶金污穢區(qū)應(yīng)用問題分析

4.1復(fù)合絕緣子污穢表面的憎水性狀態(tài)

復(fù)合絕緣子在污穢地區(qū)運(yùn)行過程中，其絕緣表面總會(huì)受到工業(yè)排放型和自然環(huán)境下存在的漂浮污穢物所污染。對(duì)于以硅橡膠為基材所組成的絕緣材質(zhì)結(jié)構(gòu)中，其表面硅氧烷分子自由狀態(tài)的端頭和沒有交鏈的活動(dòng)鏈段，將浸潤(rùn)包裹靠近表面污穢物。而絕緣材質(zhì)結(jié)構(gòu)中沒有交鏈的硅氧烷低分子，微酸性補(bǔ)強(qiáng)劑誘導(dǎo)異裂出來的硅氧烷小分子，表面污穢物作用異裂斷鏈而形成鏈端及硅氧烷端分子等，又以分子結(jié)構(gòu)賦于高活動(dòng)的布朗運(yùn)動(dòng)，逐漸遷移浸潤(rùn)包裹污穢物。隨著產(chǎn)品運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，復(fù)合絕緣子絕緣結(jié)構(gòu)表面，將形成有不同形式硅氧烷分子浸潤(rùn)包裹污穢物的污層，污層表面也必然存在著硅氧烷分子。硅氧烷分子的結(jié)構(gòu)體系中，結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定又不顯極性的甲基都排列在分子鏈的外側(cè)，并以碳硅鍵長(zhǎng)進(jìn)行自由狀態(tài)高速度旋轉(zhuǎn)，使整個(gè)硅氧烷分子中的極性和弱性鍵被屏蔽。這種憎水表面如果出現(xiàn)凝集水珠散落在表面上，對(duì)于運(yùn)行中的復(fù)合絕緣子來說，則由于產(chǎn)品絕緣結(jié)構(gòu)表面所處的位置形狀不同，在其表面上所凝集一定形狀質(zhì)量的水珠，必然受到地球引力的作用，使水珠形狀有所變化。
    4.1.1復(fù)合絕緣子傘裙上表面所凝集存在的水珠，本應(yīng)是以液體內(nèi)部極性水分子對(duì)表面層分子吸引的張力作用，使水珠以珠形狀存在。但它在傘裙上表面的實(shí)際形狀，則除了受到與其表面相互作用而出現(xiàn)范得華力的吸引外，而且還受到地球引力所產(chǎn)生的重力作用，使水珠更靠近其表面，由此，水珠底部與其表面接觸面積必然擴(kuò)大，球狀水珠也逐漸變成半圓形。污層與水珠接觸部分的可溶成分會(huì)逐漸溶于水中，水珠的分子也較容易浸潤(rùn)擴(kuò)散進(jìn)入污層，使得接觸區(qū)域的表面電導(dǎo)率變大，從而在傘裙表面形成的以半圓形水珠為中心的高電導(dǎo)率的“小島”。
    4.1.2復(fù)合絕緣子下表面所凝集的水珠，只受到與其表面所形成的范得華力所吸引，以液體內(nèi)部極性水分子對(duì)表面層分子吸引張力所形成的水珠，則由于水珠本身重力作用，促使水珠向脫離其表面方向發(fā)展。由此，球狀水珠底部與其表面接觸面變小，水珠容易脫離其表面的概率必然增加。即使有水珠不脫離其表面，相應(yīng)的接觸面積就小，水珠底部浸潤(rùn)擴(kuò)散進(jìn)入污層所形成的“小島”面積也不可能太大。
    4.1.3復(fù)合絕緣子護(hù)套表面所凝集存在的水珠，雖然也受到其表面范得華力的吸引，但水珠表面所出現(xiàn)張力與水珠本身重力的合力，確以一定角度促使水珠向脫離其表面方向運(yùn)動(dòng)。由此，水珠形狀也較易形成球形，水珠底部也不易向其表面擴(kuò)大接觸面積。這種形狀的水珠也容易以滾動(dòng)方式脫離護(hù)套表面。雖然水珠脫離護(hù)套表面的機(jī)會(huì)不如傘裙下表面多，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傘裙上表面水珠脫離概率。這必然使水珠在護(hù)套表面上所形成的“小島”的數(shù)量及其面積雖然高于傘裙下表面，但確遠(yuǎn)低于傘裙上表面。

4.2復(fù)合絕緣子表面防污性能特點(diǎn)

復(fù)合絕緣子在污穢環(huán)境下運(yùn)行一段時(shí)間后，其絕緣結(jié)構(gòu)表面都會(huì)形成由硅氧烷分子遷移浸潤(rùn)包裹污穢物的污層。當(dāng)遇到大霧或凝露等自然環(huán)境條件下，沿整個(gè)產(chǎn)品絕緣結(jié)構(gòu)表面開始所凝結(jié)水珠的形狀，將按著產(chǎn)品的傘裙數(shù)量以傘裙下表面、護(hù)套表面和傘裙上表面的順序相差1～2級(jí)的周期性變化。隨著大霧或凝露的時(shí)間延長(zhǎng)，在其絕緣結(jié)構(gòu)表面所分布的水珠密度和形狀必然有所改變。產(chǎn)品每個(gè)傘裙上表面的水珠形狀則因本身重力的作用下，在污層表面易形成半圓形高電導(dǎo)率的“小島”會(huì)擴(kuò)大。有的可能幾個(gè)水珠受表面傾角作用而連在一起形成局部水帶，在污層表面也相應(yīng)出現(xiàn)高電導(dǎo)率的“局部帶狀小島”。在護(hù)套表面所存在的水珠，隨著水珠的數(shù)量增多，其水珠本身重力與水珠表面張力所形成的合力，除了易集積形成大水珠以滾動(dòng)方式脫離表面外，還對(duì)滯留污層水珠起著拉長(zhǎng)形成高電導(dǎo)率的“長(zhǎng)島”。

而在傘裙下表面所凝集的水珠，則隨著水珠體積的加大而伴隨著重力的增加，更加速水珠形成球形而脫離表面，而在污層表面還粘附著的水珠，則長(zhǎng)時(shí)間浸潤(rùn)污層，對(duì)已存在高電導(dǎo)率的“小島”有可能變成“大島”。如果傘裙上表面的水珠形狀降到5級(jí)時(shí)，相應(yīng)護(hù)套和傘裙上表面的水珠狀態(tài)也隨之為4級(jí)和3級(jí)。在這種表面憎水狀態(tài)下，復(fù)合絕緣子的工作電壓將以產(chǎn)品傘裙數(shù)量確定的單元電阻區(qū)串聯(lián)來承擔(dān)，則因單元電阻區(qū)的傘裙下表面水珠的“大島”間，護(hù)套表面水珠的“長(zhǎng)島”間以及傘裙上表面的“局部帶形島”間污層的高電阻率，其產(chǎn)品表面泄漏電流是很小的。若逐步施加比工作電壓更高的試驗(yàn)電壓時(shí)，沿著產(chǎn)品表面各種狀態(tài)水珠間電場(chǎng)強(qiáng)度必然逐漸加強(qiáng)，隨之而來表面各種形狀水珠沿著電場(chǎng)方向延長(zhǎng)，當(dāng)試驗(yàn)電壓升到一定程度時(shí)，其水珠如液體擊穿過程中的橋接效應(yīng)一樣，以排列組成“小橋”的方式而導(dǎo)致產(chǎn)品表面閃絡(luò)，由此閃絡(luò)電壓比較高。

曾對(duì)復(fù)合絕緣子絕緣結(jié)構(gòu)表面新涂0.35mg/cm2的鹽密情況下，在霧室內(nèi)使其所有絕緣結(jié)構(gòu)表面水珠狀態(tài)都呈現(xiàn)5級(jí)時(shí)，其產(chǎn)品閃絡(luò)電壓還應(yīng)為正常工作電壓的2.4倍。如果復(fù)合絕緣子的傘裙上表面假設(shè)有90％面積被水膜所覆蓋6級(jí)時(shí)，護(hù)套和傘裙下表面的水珠狀態(tài)也隨之相應(yīng)地降為5級(jí)和4級(jí)。這時(shí)復(fù)合絕緣子運(yùn)行工作電壓，將由護(hù)套和傘裙下表面各種狀態(tài)下水珠間所組成單元電阻串聯(lián)來承擔(dān)。在這種情況下，占近60％產(chǎn)品爬電距離的護(hù)套和傘裙下表面，其各種狀態(tài)下水珠電場(chǎng)強(qiáng)度雖然有所加大，但對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)有相當(dāng)大裕度的爬電距離來說，產(chǎn)品護(hù)套和傘裙下表面各種狀態(tài)下水珠間出現(xiàn)電弧的機(jī)會(huì)是很小的。就是出現(xiàn)電弧，則沿產(chǎn)品表面形成總弧長(zhǎng)，也難以達(dá)到70％以上爬電距離閃絡(luò)臨界值的必要條件。況且具有一定形狀電解液水珠，在交流電場(chǎng)作用的極性交替變化滯后現(xiàn)象，也相應(yīng)影響閃絡(luò)電弧恢復(fù)的充分條件。復(fù)合絕緣子護(hù)套和傘裙下表面水珠狀態(tài)假設(shè)往壞的方向進(jìn)一步發(fā)展，這將縮短了表面各種狀態(tài)水珠間有效承壓距離。同時(shí)由于傘裙上表面水膜帶著已溶污穢物的流失，也降低上表面污層的電導(dǎo)率。當(dāng)護(hù)套和傘裙下表面上各種狀態(tài)水珠間如果出現(xiàn)電弧時(shí)，在傘裙上表面出現(xiàn)泄漏電流所形成剩余高電阻的污層，必然會(huì)分擔(dān)部分工作電壓，從而抑制電弧進(jìn)一步發(fā)展為閃絡(luò)的臨界值。曾在表面上新涂的0.35mg/cm2鹽密的復(fù)合絕緣子，在霧室里使其所有絕緣結(jié)構(gòu)表面水珠狀態(tài)都為6級(jí)時(shí)，其表面閃絡(luò)電壓還為正常工作電壓的2倍以上。至于復(fù)合絕緣子絕緣結(jié)構(gòu)表面有90％面積被水膜覆蓋的6級(jí)，以及全部面積都形成連續(xù)水膜的7級(jí)。對(duì)于硅橡膠絕緣材質(zhì)來說，只有在水里長(zhǎng)時(shí)間浸泡和新涂污穢物馬上進(jìn)行污穢試驗(yàn)情況下才呈現(xiàn)出來。而在自然環(huán)境下長(zhǎng)期運(yùn)行的復(fù)合絕緣子，其表面都同時(shí)成為6級(jí)或7級(jí)是不可能顯現(xiàn)的。運(yùn)行中的復(fù)合絕緣子，其表面鹽密不大于0.4mg/cm2，灰密不大于2mg/cm2的污穢情況下，沿整個(gè)產(chǎn)品絕緣結(jié)構(gòu)表面有明顯爬電痕跡的污閃的概率是很低的。這可以說明，復(fù)合絕緣子以硅橡膠為基材制成合理的傘套絕緣結(jié)構(gòu)，其產(chǎn)品表面在自然環(huán)境下長(zhǎng)期運(yùn)行有良好防污閃性能。