Comment améliorer la résistance au vieillissement des isolants composites en caoutchouc de silicone
L'approche principale pour améliorer la résistance au vieillissement des isolants en caoutchouc de silicone consiste à « ralentir la rupture de trois types de chaînes » : - la chaîne principale Si-O, les chaînes latérales méthyle et les interfaces de charge. Des recherches récentes ont résumé les mesures d'amélioration en « 4 niveaux et 12 méthodes spécifiques », qui ont toutes été vérifiées par des tests de vieillissement accéléré tels que la chaleur humide-, le brouillard salin et l'exposition aux ultraviolets, et sont prêtes pour une application pratique directe :
Structure moléculaire "Vaccination" à l'avance
① Introduisez des groupes phényle dans la chaîne principale : remplacez le caoutchouc de silicone méthylvinylique conventionnel par du caoutchouc de silicone méthylvinylphényle. L'encombrement stérique des groupes phényle inhibe le réarrangement et la dégradation cyclique des liaisons Si-O, réduisant ainsi la perte de poids thermique de plus de 30 % à 250 degrés et doublant environ la durée de vie.
② Greffer des groupes époxy sur des chaînes latérales : après le greffage avec du méthacrylate de glycidyle, des "points d'ancrage" de réticulation-sont formés. Cela réduit la consommation de groupes méthyle sous exposition à l'ozone ultraviolet - et diminue le taux de dégradation de l'hydrophobie de 40 %.
"Armer" les interfaces de remplissage
③ Effet synergique nano-micron : combinez 5 phr de nano-dioxyde de silicium (SiO₂) avec 45 phr de micro-hydroxyde d'aluminium (Al(OH)₃). Les nano-particules migrent préférentiellement vers la surface, formant une couche inorganique dense. Après 1 000 heures de vieillissement au brouillard salin, l'angle de contact reste supérieur à 100 degrés et le taux de rétention de tension de contournement dépasse 90 %.
④ Remplacez partiellement Al(OH)₃ par de l'hydroxyde de magnésium : l'hydroxyde de magnésium (Mg(OH)₂) présente une température de décomposition plus élevée et une plus grande capacité à neutraliser les gaz acides. Dans les mêmes conditions d’essai au brouillard salin, la densité des fissures superficielles est réduite de 50 %.
⑤ Activation in-situ des charges : adoption d'un processus intégré de « raffinement -revêtement » pour Al(OH)₃ à l'aide d'un broyeur à jet ultrasonique combiné à l'additif silane Z-6173. La charge obtenue présente une granulométrie de 0,5 µm et un taux de greffage en surface supérieur à 6 %. Après 5 000 heures de vieillissement, aucun blanchiment ni farinage ne se produit et le taux de rétention de la résistance à la traction est augmenté de 25 %.
"Réticulation secondaire-" dans la formulation et le processus
⑥ Double vulcanisation avec catalyse au peroxyde et au platine : effectuez d'abord une réticulation au peroxyde-à haute température-, suivie d'une réticulation par addition catalysée au platine--à 120 degrés. Cela augmente la densité de réticulation-de 15 %, réduit l'allongement thermique de 30 % et double le temps d'initiation des fissures induites par les ultraviolets-.
⑦ Irradiation par faisceau d'électrons pour la « micro-réticulation- : introduisez des liaisons de réticulation C-C- supplémentaires avec une dose d'irradiation de 60 kGy. Après 1000 heures de vieillissement complet, le taux de rétention de la résistance à la traction passe de 70 % à 85 %, sans quasiment aucun impact sur l'hydrophobicité.
Exploitation et maintenance « réparables »
⑧ Revêtement in situ-Re-de RTV sur la surface : lorsque le vieillissement de l'isolant polymère atteint la classe HC 5, pulvérisez une couche de caoutchouc de silicone vulcanisé à température ambiante (RTV) de 0,3 mm d'épaisseur. Cela rétablit l'angle de contact à la classe HC 1-2, réduit le courant de fuite à 1/30 de sa valeur d'origine et prolonge la durée de vie de l'isolateur de 5 à 7 ans.
⑨ Surveillance en ligne-et prévision de la durée de vie : établissez un « indice de vieillissement » basé sur les harmoniques de courant de fuite et l'imagerie ultraviolette pour mettre en œuvre une maintenance basée sur l'état{{1}, en évitant une « sur-maintenance » ou une « sous-maintenance ».
L'intégration des mesures ① à ⑦ dans la formulation du composé de caoutchouc et l'intégration des mesures ⑧ à ⑨ dans les réglementations d'exploitation et de maintenance peuvent réduire le taux de vieillissement des isolateurs composites de plus de 50 % dans des environnements difficiles avec une chaleur humide, des brouillards salins et un rayonnement ultraviolet intense. La durée de vie attendue est étendue de 15 ans à 25 à 30 ans, ce qui a été vérifié par lots-sur les lignes de transport d'électricité du Xinjiang et des régions côtières.