摘要：绝缘子是支承或悬挂导线或电气设备带电部分绝缘体。随容量、电压提高，对绝缘子的要求越来越高。百年的瓷绝缘子终将退出历史的舞台,有机高分子合成新型绝缘材料的出现，为制造高压电气设备提出广阔的前途。 合成绝缘子是一种节能产品，与瓷绝缘子比较，合成绝缘子的缺点是造价较高，但随电压等级的升高两者价格会逐渐接近，合成绝缘子经济效益是无法估计的。
关键词：绝缘子；硅橡胶合成绝缘子
[中图分类号]：TQ333.93 [文献标识码]：A
[文章编号]：1002-2139(2012)-12-0244-02
硅橡胶合成绝缘子优良性分析
硅橡胶材料具有良好的耐污闪性、机械性、硅橡胶憎水性及憎水迁移性和抗老化性能等特性。本文只对硅橡胶绝缘子憎水性及憎水迁移性进行重点研究。
1.1、硅橡胶憎水性、憎水迁移性及憎水性使用寿命。
1.1.1、硅橡胶材料的性质
硅橡胶作为合成绝缘子外部绝缘的主要材料，硅橡胶具有强憎水性及憎水性迁移性和憎水恢复的特点，与其分子结构有密切的关系。由于分子结构特点使其具有热氧化物稳定性、耐臭氧、耐气侯、电气性能。
1.1.2、硅橡胶的憎水性
绝缘子是否能够耐受系统电压主要于水分和污秽是否在绝缘子表面形成导电通道（或水份能否侵入到绝缘子内部破坏内部绝缘）。硅橡胶充当绝缘子外部绝缘材料，所谓憎水性是指绝缘子表面不易受潮，吸附的水分以不连续的孤立小水珠的形成存在，不形成连续水膜，从而限制表面泄露电流，提高闪络电压。这种性质的材料不仅可以保护绝缘子内部不被水解击穿，同时保证外部绝缘的良好。环氧树脂、聚四氟乙烯、乙丙橡胶和硅橡胶等材料拥有憎水性，但硅橡胶是几种伞套材料中运行效果最好的。
以瓷式与硅橡胶绝缘子进行实验表明，瓷式绝缘子表面为亲水性，而硅橡胶表面则是憎水性。在硅橡胶进行实验过程中喷落在硅橡胶表面的水份呈现出不连续的小水滴，并在倾斜是水滴掉落且在硅橡胶表面而没有水膜，这一点充分表明硅橡胶的憎水性。
1.1.3、硅橡胶的憎水迁移性
憎水迁移性是硅橡胶独有的特性，使之在电力行业绝缘子独占熬头。对硅橡胶的憎水性迁移性大致有两种说法：一种是大分子链理论，另一种是小分子理论。对这两种说法都有各自不同的见解。通过以下实验证明硅橡胶憎水迁移性的机理。
实验1：在一块硅橡胶板上涂一层干燥的硅藻土污层，该污层盐密为0，灰密为2㎎/㎝2 再将硅橡胶板置于20℃的环境中，当环境相对湿度为95℅时仅经过四小时污层就具有强憎水性,水滴的静态接触角达110℃-120℃，而当相对湿度为50%时，经过12小时，污层才能达到相对的憎水性水平。
憎水性小分子聚合物具有挥发性，在高湿度条件下，只需要较短是时间，硅藻土污层就是可以获得较高的憎水性。
实验2：在玻璃容器底部涂以硅藻土污层，无污层盐密度为0，灰密度为2㎎/㎝2，再将一个硅橡胶圈放置在容器底部，然后将容器放置在100℃的环境中。当容器加盖时，仅经过三天，整个污层就具有高憎水性0：当容器敞开时经过20天除邻近的硅橡胶圈的一片5mm宽的环污层具有憎水性外，中间大部分污层完全无憎水性。又将未加盖的容器于50℃的环境中，在室温下（约25℃），放置了三十天，污层憎水性未见增强。
由于小分子聚合物具有挥发性，在敞开的容器中从硅谷橡胶本体中挥发出来的小分子聚合物大部分进入了空间，留在容器中的较少，被污层吸附的更少，因此污层难以获得憎水性。在加盖的容器中从硅橡胶本体挥发出的小分子聚合物全部留在容器内，因此有较多的小分子聚合物被灰尘吸附，使灰尘在短时间内获得憎水性。
实验3：将环氧板一置于容器外，环氧板二置于容器内，用几根细铁条支撑并连接板一板二几容器，其尺寸为：容量20×12CM×6CM；板一及板二16CM×7CM；容量口直径为15CM。在板一板二的上下表面均涂以硅藻土污层，污层盐密为0，灰密为2㎎/㎏2。又在容器底部放置一块硅橡胶板，然后将容器置于100℃的环境中。经过3天，板二下表面的污层具有强憎水性，接触角达100℃-120℃，板二上表面的污层具有较弱的憎水性(滴在上面的水滴经5-10s渗入污层)板一的污层完全无憎水性,即污层获得憎水性次序为：板二下表层，板二上表层，板一。
如果憎水性小分子聚合物沿面迁移，既沿图中虚线迁移，则污层获得憎水性的先后次序为：板一，板二上表面。但实际测得的次序恰好相反。可见，憎水性小分子聚合物是挥发性的，挥发途径沿图中实线所示。
实验4：选用不同厂家的两种RTV材料和1种HTV材料，分别记为RTV1、RTV2、和HTV。每种材料为1组，每组都由5个试品组成，试品均为7CM、厚3CM 的圆盘。实验前，先将试品放入50℃的真空室中进行干燥，从真空室取出后，在室温下放置3天，然后，确定其初始重量（使用精度为0.1MG的电子秤）。为能较准确的确定试品中的LMW含量，对每组试品做如下4次循环。每一个循环包括：（1）、在1L CH2CL2溶液中浸泡4天；（2）取出后，室温下放置3天；（3）确定重量。试品在1L CH2CL2溶液中浸泡4天,其中大部分LMW含量将脱离试品进入CH2CL2溶液。将试品取出后，在室温下放置3天，目的是使浸入试品中的CH2CL2能全部蒸发。本文采用两种方法确定3组材料中LMW含量。第一种是试品重量差法：试品浸入CH2CL2前的重量与取出后在室温下放置3天后的重量差即为LMW含量；第二种是蒸馏法：试品取出后将含有LMW 的CH2CL2溶液蒸馏，CH2CL2将被蒸发，残留物的重量是LMW和1LCH2CL2溶液所含杂重量之和，该杂质重量可通过蒸馏等容量的CH2CL2溶液所含杂质重量减去杂质的重量来确定LMW重量。
采用重量差法和蒸馏法测量硅橡胶中的LMW含量，结果一致的，每个循环的最大误差约为试品的0.04%总含量的最大误差约为试品的0.1 %。由实验可知LMW含量比硅橡胶中实际的LMW含量偏低一些。
实验5：1）新、旧试品的憎水性迁移实验：“旧”试品是用CH2CL2溶液提取试品重量4.5%的LMW后的试品，将采用人工污秽层（SIO2）细砂，粒平均直径为16厘米，砂层厚度为 0.5㎜）实验现象：新、旧两种试品，在人工污秽后马上将来 30ul 水滴滴到试品上，马上消失，即为亲水性；新试品在24h后，滴上 30ul 水滴，达到半憎水性，74h后可以完全达到憎水性；而“旧”试品直到50h后才达到直到半憎水性， 260h 后依然为半憎性。（2）RTV、HTV的憎水性迁移性实验：尽管RTV比HTV 中的LMW含量多一倍以上，实验表明，两者达到完全憎水性所需要的时间相差无几。用上述实验方法，得知LSR比RTV 中的LMW含量少，但憎水迁移比RTV快得多，只需求24H可达到憎水性状态。
结论：（1）、硅橡胶的憎水迁移性速度的快慢与周围环境湿度和温度有很大关系，与污层的成份也有直接关系。（2）、硅橡胶的憎水迁移性主要是以憎水性分子聚合物挥发全途径使绝缘子表面污层获得憎水性，也可能含水大分子。（3）、不同硫化的硅橡胶中LMW含量也不同。（4）、对相同材料，LMW含量高，则憎水迁移性速度快，效果好。（5）、不同材料，LMW含量不能是决定憎水性迁移性的，只唯一标准。
1.1.4、硅橡胶绝缘子使命寿命
合成绝缘子的运行期间，硅橡胶材料中材料的憎水性物质在不断丧失，因此硅橡胶合成绝缘子存在老化问题，其使用寿命通过清华大学的实验可以了解到使用寿命远远大于17年。
经过17年实际运行的老化试验，硅橡胶表面现象面获得憎水性的速度有所减慢，合成绝缘子的憎水性老化是一个十分缓慢的过程从憎水性的角度讲，合成绝缘子使用寿命远大于17年。
结论：硅橡胶合成绝缘子中的憎水性小分一聚合物的挥发性说明合成绝缘的老化问量题，通过加速老化实验，验证了这种憎水性老化过程十分缓慢，对合成绝缘子的安全运行不构成威胁。
参考文献：
[1]、周泽存主编、高电压技术 北京：水利电力出版社 1988
[2]、刘子玉、刘其永 电力绝缘结构设计原理 上下册 机械工业出版社 1981