Page 91 - 《橡塑技术与装备》2023年7期

材料与配方 陈钰珺 等·退役硅橡胶复合绝缘子的表面污秽及老化特性分析

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化程度的影响 ； Jiang Haitao 等人 [10] 采用三维光热辐 分辨率为 4 cm ，扫描次数为 32 次，红外光谱记录
射仪（PTR）来确定自然环境中老化的硅橡胶复合绝 在傅里叶变换红外光谱仪上。
缘子的热扩散特性和吸收特性，进而了解其老化机制， （3）激光共聚焦显微拉曼光谱分析（Raman）
评价其老化程度。但是实验室模拟并不能完全实现实 激光器为 532 nm 的氩离子激光器，激光功率为 9 mW，
际的自然条件，其等价关系难以确定，且不同厂家的 曝光时间 0.02 s，扫描次数为 1000。
绝缘子配比存在差异，从而导致同期同线路的复合绝 （4）热重分析 (TGA)
缘子老化程度不一，所以难以得出具有说服力的结论。 通过 TGA 以 10 ℃ /min 从 30 ℃ ~800 ℃的加热
本文以东南沿海的退役硅橡胶复合绝缘子为对 速率测量新、旧硅橡胶复合绝缘子样品的热稳定性。
象，与未服役的硅橡胶复合绝缘子进行对比，通过扫 氮气流速为 50 mL/min, 每个样品约 5~10 mg，然后
描电子显微镜（SEM）/ 能量色散谱（EDS）、傅里叶 在上述条件下进行热重分析实验。
红外光谱（FT-IR）、激光共聚焦显微拉曼、热重分析
(TGA) 及差示扫描量热仪（DSC）来研究退役硅橡胶 2 结果与讨论
复合绝缘子的表面污秽和老化特征，分析其老化过程 2.1 基于 SEM、EDS 及拉曼谱图的表面形
中结构与性能的变化规律。 貌分析
图 1、图 2 分别表示 110 kV 未服役、退役硅橡胶
1 实验部分 复合绝缘子的外观及细节图。其中，图 1（a）、图 2（a）
1.1 材料与仪器 是典型的新、旧复合绝缘子整体形貌图，可以看出绝
（1）材料 缘子是由芯棒做为轴心，红色橡胶伞裙包着外层，两
未服役的硅橡胶复合绝缘子（新）及退役硅橡胶 端为金具，是典型的复合绝缘子结构。通过测量，新
复合绝缘子（旧）均由相关单位提供，其相关参数如 复合绝缘子的长度大约为 150 cm，旧复合绝缘子的长
表 1 所示。 度大约为 147 cm。图 1（b）、图 2（b）分别是新、旧
表 1 新硅橡胶复合绝缘子及退役硅橡胶复合绝缘子相关 复合绝缘子的伞裙细节图，可以看到未服役复合绝缘
参数
子表面光滑，颜色鲜艳较亮，韧性很好 ；退役复合绝
厂家 型号 出厂时间 服役时间及地点
浙江伊新电气 FXBW-110/120-3 2020.10 未服役 缘子表面光滑但较脏，颜色成暗红色，韧性较差。图
有限公司 1（c）、（d）分别是肉眼和 100 μm 显微拉曼下可观
淄博泰光电力 FXBW4-110/120 2003.03 2003-2021 年
器材厂 福州金山 察到的新硅橡胶伞裙表面，其表面较平整光滑，无裂
缝，在 100 μm 的显微拉曼下能观察到新硅橡胶伞裙
（2）仪器
扫描电子显微镜（SEM，HITACHI-Regulus 还添加了一些其他填料 ；图 2（c）、（d）分别是肉眼
和 100 μm 显微拉曼下可观察到的旧硅橡胶伞裙表面，
8100，日本）、傅里叶变换红外光谱仪 (FT-IR，
其表面较平整光滑，但有裂缝，还可观察到其表面有
Nicolet 6700， USA)、显微激光共焦拉曼光谱 (Raman，
许多颗粒。
DXR2xi，Thermo Scientific)、热重分析仪 (TGA，
Q50， TA Instruments， USA) 及差示扫描量热仪 (DSC，
Q20，TA Instruments，USA)。
1.2 表征方法
（1）扫描电子显微镜（SEM）/ 能量色散谱（EDS）
通过场发射扫描电子显微镜 (SEM) 测定新、旧硅
橡胶复合绝缘子表面及脆断面的形貌 ；硅橡胶复合绝
缘子及其填料成分的分析是通过 SEM 后的能量色散谱
（EDS）来确定。
（2）傅里叶变换红外光谱（FT-IR）
采用全反射模式（ATR）将样品制备成薄膜用于
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FT-IR 研究。光谱从 4 000 cm -1 记录到 400 cm ， 图 1 未服役硅橡胶复合绝缘子外观及细节图

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