一种测量复合绝缘子伞裙材料老化深度范围的方法技术

本申请属于电力应用工程领域，具体涉及一种测量复合绝缘子伞裙材料老化深度范围的方法。本发明专利技术所提供的一种测量复合绝缘子伞裙材料老化深度范围的方法给出了具体的操作过程和计算方法，操作简便，实现了快速判断伞裙硅橡胶材料的老化趋势并精确测量其老化深度范围的目标；本发明专利技术方法采用切片法并结合热失重分析，计算得到了表征不同深度的伞裙材料主要成分的相对百分含量，客观准确地评估了伞裙材料的老化深度范围。

Method for measuring aging depth range of composite insulator umbrella skirt material

The utility model belongs to the field of power application engineering, in particular to a method for measuring the aging depth range of composite insulators and umbrella skirts. The depth of aging method provided by the invention for measuring composite insulator material gives the operation process and calculation method, the specific operation is simple, the aging trend of rapid judgment of umbrella skirt of silicone rubber material and accurate measurement of the aging depth range of the target; the method of the invention adopts the slice method and thermal gravimetric analysis combined with and calculate the relative content sheds main component characterization of different depth, objective and accurate assessment of the umbrella skirt material aging depth.

【技术实现步骤摘要】
一种测量复合绝缘子伞裙材料老化深度范围的方法
本专利技术属于电力应用工程领域，具体涉及一种测量复合绝缘子伞裙材料老化深度范围的方法。
技术介绍
硅橡胶是复合绝缘子伞裙部分的主要材料，硅橡胶中的主要组分包括：甲基乙烯基硅橡胶(PDMS)、白炭黑(SiO2)和氢氧化铝(ATH)，此外，还加入了相对量较少的其他有机类(硫化剂、偶联剂、各种硅油等)或无机类(氧化锌、无机颜料等)组分。硅橡胶复合绝缘子在长期的运行过程中，易受热、力、光、电等因素影响而发生老化，该老化是一个由表及里的过程，在老化部位，材料自身的有机填料会逐渐分解，因而其应用性能大大降低。然而，在高压输电线路中，复合绝缘子的老化程度直接影响着整条输电线路的使用寿命。若能够客观准确地掌握复合绝缘子伞裙由表及里的老化情况，将能够为电力部门对输电线路的研究与维护提供较为有效的依据。在现有对复合绝缘子伞裙老化研究中，一般只能对样品最表面老化的宏观特征作出一定的主观描述，而不能准确客观地反映出绝缘子伞裙由表及里渐变的老化情况。而且，在此之前的许多相关方法也只适用于出厂新样的检测，不能对实际运行中的复合绝缘子伞裙材料老化深度范围进行客观准确地评估。因此，电力行业亟需一种能准确客观地测量绝缘子伞裙硅橡胶材料由表及里渐变的老化程度的方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供了一种测定硅橡胶材料老化程度的方法，以实现较为快速、精确地反映伞裙硅橡胶材料的老化趋势并确切测量其老化深度范围的目标。为实现上述目的，本专利技术的具体技术方案如下：一种测量复合绝缘子伞裙材料老化深度范围的方法，包括以下步骤：a)从复合绝缘子伞裙的老化部位取一长方体小块，将其沿上表面至下表面方向依次切片，得到表征不同深度的切片；b)将所述切片烘干，剪碎，得到表征不同深度的伞裙碎片；c)利用热失重分析计算所述伞裙碎片的主要成分的相对百分含量，根据所述伞裙碎片主要成分相对百分含量的变化判断所述复合绝缘子伞裙的老化深度范围；其中，所述复合绝缘子伞裙的主要成分包括：甲基乙烯基硅橡胶、白炭黑和氢氧化铝。优选的，步骤a)所述切片的大小为0.6cm×0.4cm，厚度为20-30μm的切片。优选的，步骤a)所述切片采用的设备为YD-2508A轮转式切片机。优选的，步骤a)所述烘干的温度为30℃；所述烘干的时间为12h。优选的，步骤a)所述烘干在电热干燥箱中进行。本专利技术所提供的一种测量复合绝缘子伞裙材料老化深度范围的方法给出了具体的操作过程和计算方法，操作简便，实现了快速判断伞裙硅橡胶材料的老化趋势并精确测量其老化深度范围的目标；本专利技术方法采用切片法并结合热失重分析，计算得到了表征不同深度的伞裙材料主要成分的相对百分含量，客观准确地评估了伞裙材料的老化深度范围。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为A线路运行复合绝缘子伞裙不同深度范围PDMS含量分布柱状图；图2为B线路断串复合绝缘子伞裙不同深度范围PDMS含量分布柱状图；图3为本专利技术对复合绝缘子伞裙材料进行切片的操作流程图。具体实施方式硅橡胶是复合绝缘子伞裙部分的主要材料，硅橡胶中的主要组分包括：甲基乙烯基硅橡胶(PDMS)、白炭黑(SiO2)、氢氧化铝(ATH)。伞裙材料中的甲基乙烯基硅橡胶、白炭黑和氢氧化铝的相对百分含量的变化可一定程度上反映硅橡胶材料的老化程度。采用TG-DTA法可以计算出硅橡胶样品内ATH、PDMS(含有机助剂)和SiO2(含稳定无机填料)的相对百分含量。在一定温度范围内，复合绝缘子硅橡胶材料是一种良好的弹性体。利用其在较低温度下不易发生脆断的特点，使用切片机可以沿伞裙上表面至下表面依次切出一系列微米级别的等厚的薄片，在微米级别范围内，样品的平均效果减弱，含量的变化将会更大程度上凸显出来，根据薄片的主组分含量，即可得到不同深度范围内的主组分含量的变化，由此反映出材料的老化信息。其中，复合绝缘子的伞裙进行切片的操作流程如图3所示。本专利技术所公开的一种直接测量复合绝缘子伞裙材料老化深度范围的方法，包括：1、从复合绝缘子伞裙的老化部位取一长方体小块，将其沿上表面至下表面方向依次切片，得到表征不同深度的切片；2、为排除污秽对实验的影响，去掉第一片，然后两片一组，依次得到5-7组切片样品，然后按顺序置于电热干燥箱中烘干，冷却至室温后转移到干燥柜中放置；3、将烘干的切片剪碎，得到表征不同深度范围的伞裙碎片；4、利用热失重分析计算所述伞裙碎片的主要成分的相对百分含量，根据所述伞裙碎片主要成分相对百分含量的变化评估所述复合绝缘子伞裙的老化深度范围；其中，所述复合绝缘子伞裙的主要成分包括：甲基乙烯基硅橡胶、白炭黑和氢氧化铝。在本专利技术的具体实施过程中，采用YD-2508A切片机进行切片，切片时，由于工艺需要，在生产制造时复合绝缘子伞裙上表面与下表面不平行，为了能够一开始就可以从上表面切出完成的片状样品，首先将伞裙小块上表面朝下并固定在冷台上，对下表面进行切片直到切出完整片状样品为止，将小块样品倒置，对样品上表面进行切片，切片时厚度设置为30μm，大小为0.6cm×0.4cm。本专利技术所提供的一种测量复合绝缘子伞裙材料老化深度范围的方法给出了具体的操作过程和计算方法，操作简便，实现了快速判断伞裙硅橡胶材料的老化趋势并精确测量其老化深度范围的目标；本专利技术方法采用切片法并结合热失重分析，计算得到了表征不同深度的伞裙材料主要成分的相对百分含量，客观准确地评估了伞裙材料的老化深度范围。下面将结合本专利技术具体实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域技术人员应当理解，对本专利技术的具体实施例进行修改或者对部分技术特征进行同等替换，而不脱离本专利技术技术方案的精神，均应涵盖在本专利技术保护的范围中。实施例1取A线路运行复合绝缘子伞裙，其主要成分含量未知，测定该复合绝缘子伞裙材料的老化深度范围，包括以下步骤：(1)从A线路运行复合绝缘子伞裙上切取一块样品，用无水乙醇清洗表面污秽后放在干燥箱中干燥12h，待用。(2)采用YD-2508A轮转式切片机将待测样品的从上表面进行切片并依次排序编号，为排除污秽对实验的影响，去掉第一片，然后两片一组，依次得到5组切片样品。(3)将5组切片样品置于电热干燥箱中，在30℃下烘干12小时，冷却至室温后转移到干燥柜中放置；分别将样品依次取出，将其剪切成极小碎片并放入德国耐驰STA449综合热分析仪进行实验。(4)采用分析软件测出不同阶段待测样品的总失重率以及甲基乙烯基硅橡胶、白炭黑和氢氧化铝在相应温度范围的热失重率，然后按以下公式求出每组样品中甲基乙烯基硅橡胶、白炭黑和氢氧化铝的相对百分含量，各主要成分的含量测定结果请参照表1；ΔM＝(mATH×ΔmATH+mPDMS×ΔmPDMS+mSiO2×ΔmsiO2)/(mATH+mPDMS+mSiO2)；其中，ΔM表示不同阶段待测样品的总失重率，ΔmATH、ΔmPDMS和ΔmSiO2分别表示氢氧化铝、甲基乙烯基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量复合绝缘子伞裙材料老化深度范围的方法，包括以下步骤：a)从复合绝缘子伞裙的老化部位取一个长方体小块，将其沿上表面至下表面方向依次切片，得到表征不同深度的切片；b)将所述切片烘干，剪碎，得到表征不同深度的伞裙碎片；c)利用热失重分析计算所述伞裙碎片的主要成分的相对百分含量，根据所述伞裙碎片主要成分相对百分含量的变化判断所述复合绝缘子伞裙的老化深度范围；其中，所述复合绝缘子伞裙的主要成分包括：甲基乙烯基硅橡胶、白炭黑和氢氧化铝。

【技术特征摘要】
1.一种测量复合绝缘子伞裙材料老化深度范围的方法，包括以下步骤：a)从复合绝缘子伞裙的老化部位取一个长方体小块，将其沿上表面至下表面方向依次切片，得到表征不同深度的切片；b)将所述切片烘干，剪碎，得到表征不同深度的伞裙碎片；c)利用热失重分析计算所述伞裙碎片的主要成分的相对百分含量，根据所述伞裙碎片主要成分相对百分含量的变化判断所述复合绝缘子伞裙的老化深度范围；其中，所述复合绝缘子伞裙的主要成分包括：甲基乙烯基硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭向阳，黄振，余欣，方鹏飞，罗义，陈龙，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44