[發明專利]硅橡膠復合絕緣子電老化的檢測方法

有效

• 申請號: 201310200405.5
• 申請日: 2013-05-24
• 公開（公告）號: CN103267937A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 許志海;徐曉剛;彭向陽;麥曉明;毛先胤;方鵬飛;王建國;劉楊;王康
• 申請（專利權）人: 廣東電網公司電力科學研究院;武漢大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01N21/65
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 鄭彤;萬志香

技術領域

本發明涉及分析檢測領域，特別是涉及一種硅橡膠復合絕緣子電老化的檢測方法。

背景技術

硅橡膠復合絕緣子以重量輕、機械強度高、憎水性和憎水遷移性強、耐污閃電壓高、制造工藝簡單、不測零值、維護簡便等優勢在國內外得到了廣泛應用。目前我國掛網運行的復合絕緣子已經超過400萬支，是世界上硅橡膠復合絕緣子使用量最大的國家之一。隨著使用年限的增加，硅橡膠復合絕緣子傘裙材料的電老化導致壽命下降等問題逐漸成為電力系統關注的焦點。

硅橡膠材料在使用過程中不僅要受到環境氣候條件的作用，還處于電場、污穢作用下，電因素對硅橡膠的老化作用更嚴重，速度也更快。硅橡膠在運行過程中放電或電弧放電產生的能量使周圍空氣中的氧氣分解，產生活性氧原子，活性氧原子與空氣中的氧氣結合生成臭氧，而臭氧又是不穩定的，活性氧能量較大，超過900kJ/mol，可引起硅橡膠硅氧鏈的斷裂，破壞硅橡膠的性能，且放電電弧的作用引起硅橡膠表面的局部高溫和分子鏈的破壞，在硅橡膠表面形成導電的碳化通道，引發硅橡膠材料機械和電氣性能的下降，且放電電弧燒蝕后材料有機物含量的減少和無機物含量的相對升高以及無機物質的裸露使硅橡膠表面的憎水性和憎水遷移性以及絕緣性能下降。

目前，絕緣子行業盡管提出了一些評價材料電老化程度的指標，譬如顏色變化、憎水性等，但可以看出，現有的評價指標主要是從絕緣子性能的變化來進行評判的，一方面某些特性需要在老化到一定程度才可以觀察到，且大多數指標只能在老化進程加速到一定程度后才能作為診斷判據，對老化變化過程不夠敏感，不利于老化的早期判斷以及及時發現存在潛在危險的劣化絕緣子。同時，材料老化及失效的本質原因其實是其化學結構及微觀結構受到了破壞，因此需要發展和完善以絕緣子的結構變化為評價標準、對其老化過程進行診斷與監測的新技術和方法。

發明內容

基于此，本發明的要解決的技術問題是提供一種檢測硅橡膠復合絕緣子內部結構變化的檢測方法。

具體的技術方案如下：

一種硅橡膠復合絕緣子電老化的檢測方法，包括如下步驟：

（1）取運行線路硅橡膠復合絕緣子高壓側傘裙作為試樣；

（2）在試樣表面進行顯微拉曼光譜采集，以在2906cm^-1，2966cm^-1，3371cm^-1，3437cm^-1，3524cm^-1處是否存在明顯的拉曼峰來判斷試樣的電老化程度。

在其中一些實施例中，所述顯微拉曼光譜的操作條件為：激光器波長為488～785nm；功率5～10mW（為了防止碳化，采用較小的功率）。

本發明的原理：

拉曼光譜在有機化學方面主要是用作結構鑒定和分子相互作用的手段，它與紅外光譜互為補充，可以鑒別特殊的結構特征或特征基團。聚合物領域，拉曼光譜可提供聚合物材料結構方面的許多重要信息。如分子結構與組成、立體規整性、結晶與去向、分子相互作用，以及表面和界面的結構等。拉曼位移的大小、強度及拉曼峰形狀是鑒定化學鍵、官能團的重要依據。未老化的硅橡膠復合絕緣子在2906cm^-1，2966cm^-1，3371cm^-1，3437cm^-1，3524cm^-1處有明顯的拉曼峰，這些特征峰隨著電老化會逐步消失，可以作為診斷電老化程度的一種依據，本發明采用顯微拉曼光譜來研究硅橡膠絕緣子在老化過程中表面發生的變化。

本發明的優點和特點：

1.本發明具有取樣少、測試時間短、測試方法簡單方便的優點。

2.本測試無需對試樣進行復雜的處理便可完成測試。

3.本發明采用拉曼特征峰來作為分析硅橡膠復合絕緣子電老化的的工具，可以消除人為、環境等主觀因素，提高了準確性。

4.本發明可以用于硅橡膠復合絕緣子傘裙電老化的鑒別與評估以及運行線路中服役的硅橡膠復合絕緣子傘裙老化等級的鑒別和評價。

附圖說明

圖1為本發明顯微拉曼光譜檢測硅橡膠復合絕緣子傘裙電老化方法流程圖；

圖2為顯微拉曼光譜測試電老化樣品實例（1為硅橡膠復合絕緣子內部拉曼光譜（inside）；2為未處理硅橡膠復合絕緣子表面拉曼光譜（unwashed）；3為無水乙醇處理過的硅橡膠復合絕緣子表面拉曼光譜（washed））；

圖3為顯微拉曼光譜檢測硅橡膠復合絕緣子傘裙電老化分級示意圖。