Cómo mejorar la resistencia al envejecimiento de los aisladores compuestos de caucho de silicona
El enfoque principal para mejorar la resistencia al envejecimiento de los aisladores de caucho de silicona radica en "ralentizar la rotura de tres tipos de cadenas": - la cadena principal de Si-O, las cadenas laterales de metilo y las interfaces de relleno. Investigaciones recientes han resumido las medidas de mejora en "4 niveles y 12 métodos específicos", todos los cuales han sido verificados mediante pruebas de envejecimiento acelerado como calor húmedo-, niebla salina y exposición a rayos ultravioleta, y están listos para una aplicación práctica directa:
Estructura molecular "vacunación" por adelantado
① Introduzca grupos fenilo en la cadena principal: reemplace el caucho de silicona de metil vinil convencional con caucho de silicona de metil vinil fenil. El impedimento estérico de los grupos fenilo inhibe el reordenamiento y la degradación cíclica de los enlaces Si-O, lo que reduce la pérdida de peso térmica en más de un 30 % a 250 grados y duplica la vida útil aproximadamente.
② Injerto de grupos epoxi en cadenas laterales: después del injerto con metacrilato de glicidilo, se forman "puntos de anclaje" de entrecruzamiento. Esto reduce el consumo de grupos metilo bajo exposición al ozono -ultravioleta y disminuye la tasa de degradación de la hidrofobicidad en un 40 %.
"Armadura" de las interfaces de relleno
③ Efecto sinérgico de nano-micras: combine 5 phr de nano-dióxido de silicio (SiO₂) con 45 phr de micro-hidróxido de aluminio (Al(OH)₃). Las nanopartículas-migran preferentemente a la superficie, formando una densa capa inorgánica. Después de 1000 horas de envejecimiento por niebla salina, el ángulo de contacto permanece por encima de los 100 grados y la tasa de retención de voltaje de descarga disruptiva supera el 90%.
④ Reemplace el Al(OH)₃ parcial con hidróxido de magnesio: el hidróxido de magnesio (Mg(OH)₂) presenta una temperatura de descomposición más alta y una mayor capacidad para neutralizar gases ácidos. Bajo las mismas condiciones de prueba de niebla salina, la densidad de las grietas superficiales se reduce en un 50%.
⑤ Activación in-de rellenos in situ: adoptar un proceso integrado de "refinamiento-recubrimiento" para Al(OH)₃ utilizando un molino de chorro ultrasónico combinado con el aditivo de silano Z-6173. El relleno resultante tiene un tamaño de partícula de 0,5 µm y una tasa de injerto de superficie superior al 6%. Después de 5000 horas de envejecimiento, no se produce blanqueamiento ni formación de tiza y la tasa de retención de la resistencia a la tracción aumenta en un 25%.
"Enlace cruzado-secundario" en Formulación y Proceso
⑥ Vulcanización dual con catálisis de peróxido y platino: primero realice una reticulación de peróxido-a alta-temperatura, seguida de una reticulación de adición catalizada por platino--a 120 grados. Esto aumenta la densidad de reticulación-en un 15 %, reduce el alargamiento térmico en un 30 % y duplica el tiempo hasta la iniciación de grietas inducidas por rayos ultravioleta-.
⑦ Irradiación con haz de electrones para "micro-enlaces-cruzados": introduzca enlaces cruzados C-C-adicionales con una dosis de irradiación de 60 kGy. Después de 1000 horas de envejecimiento completo, la tasa de retención de la resistencia a la tracción aumenta del 70% al 85%, casi sin impacto en la hidrofobicidad.
Operación y mantenimiento "reparables"
⑧ Recubrimiento in-re-in situ de RTV en la superficie: cuando el envejecimiento del aislante de polímero alcance HC Clase 5, rocíe una capa de caucho de silicona vulcanizado a temperatura ambiente-(RTV) de 0,3 mm de espesor. Esto restablece el ángulo de contacto a HC Clase 1–2, reduce la corriente de fuga a 1/30 de su valor original y extiende la vida útil del aislador entre 5 y 7 años.
⑨ Monitoreo-en línea y predicción de vida útil: establezca un "índice de envejecimiento" basado en armónicos de corriente de fuga e imágenes ultravioleta para implementar el mantenimiento basado-en la condición, evitando el "sobre-mantenimiento" o el "infra-mantenimiento".
La incorporación de las medidas ①–⑦ en la formulación del compuesto de caucho y la integración de las medidas ⑧–⑨ en las regulaciones de operación y mantenimiento pueden reducir la tasa de envejecimiento de los aisladores compuestos en más del 50% en ambientes hostiles con calor húmedo, niebla salina y radiación ultravioleta intensa. La vida útil esperada se amplía de 15 años a 25-30 años, lo que se ha verificado por lotes-en líneas de transmisión de energía en Xinjiang y las regiones costeras.