一种硅橡胶伞裙憎水迁移性测定方法

摘要

本发明一种硅橡胶伞裙憎水迁移性测定方法，对选取不同配方、不同工艺、不同伞形的多种硅橡胶伞裙，对硅橡胶伞裙进行500小时人工老化后，先洗去其表面污秽，之后再取仿自然污秽物进行涂污，再选取未经500小时人工老化的不同配方、不同工艺、不同伞形的崭新的多种硅橡胶伞裙进行涂污，之后再对第一待测硅橡胶伞裙、第二待测硅橡胶伞裙进行憎水性实验，可以直观准确地判定进行500小时人工老化前后硅橡胶伞裙憎水迁移性能变化情况，有益于选出适合南方沿海的硅橡胶伞裙用硅橡胶材料；本发明方法与以前已知的方法相比，进行500小时人工老化后不直接进行憎水性实验，可消除环境因素的不利影响，可直观准确地测定出硅橡胶伞裙憎水迁移性。

说明书

技术领域

本发明涉及憎水迁移性检测技术领域，具体涉及一种硅橡胶伞裙憎水迁移性测定方法。

背景技术

硅橡胶复合绝缘子由高温硫化硅橡胶材料制成的伞裙护套、玻璃纤维增强的环氧树脂芯棒及端部金具等组成。国内外的大量研究结果表明：与传统的瓷和玻璃绝缘子相比，复合绝缘子在防污闪性能方面优势显著。其优越的防污闪特性得益于多方面因素，但主要还是被归因于外绝缘材料硅橡胶良好的憎水性(hydrophobicity)和独特的憎水迁移性(hydrophobic transfer property)：憎水性是指硅橡胶材料具有低表面张力，受潮后其表面所吸附的水分以不连续的孤立小水珠的形式存在，不形成连续水膜；憎水迁移性是指硅橡胶表面脏污后，其体内的憎水性物质会扩散到污秽层表面从而使后者也获得一定的憎水性能；在潮湿的环境中，污层表面憎水性的存在可以明显抑制绝缘子沿面泄漏电流的发展进而提高绝缘子的污闪电压。

憎水性是反映硅橡胶绝缘子伞裙老化的重要因素，运行中的复合绝缘子由于污秽、潮湿、放电、低温等因素的影响，其表面会出现严重的污损或老化现象，致使其表面憎水性变差造成绝缘。在阴雨等潮湿天气中表面绝缘强度急剧下降，从而极有可能发生沿面闪络，造成污闪。污闪事故往往造成大面积、长时间停电，导致经济受到严重损失。对憎水性的检测判断可以很好的掌握绝缘子的抗污闪能力，以便及时维护防止事故发生。测试憎水性有三种方法：静态接触角、表面张力法、喷水分级法。其中喷水分级法通过检测时用普通喷壶对绝缘子表面喷洒水雾并观察水分在绝缘子表面的湿润状态并对照分级判据和参考图像，从而得出复合绝缘子的憎水性的状态，是最早由瑞典输电研究所提出来的。它操作最为简捷，既可以对简单形状的复合绝缘子进行测试也可以对真实绝缘子进行非破坏性测试，此种为常用的复合绝缘子的憎水性的检测方法。

以南方沿海为代表的热带海岛常年具有高温、高湿、高盐等不利气候条件，对我国热带海岛地区的硅橡胶复合绝缘子提高了更高的运行要求。硅橡胶复合绝缘子的实际使用中必须在硅橡胶中加入各种填料，使得通常所指的“硅橡胶”材料与实际配方不同，憎水性迁移特性也有很大差异，有些硅橡胶材料的憎水性迁移特性很好，有些硅橡胶材料的憎水性迁移特性较差，这说明硅橡胶材料的憎水迁移特性与其配方密切相关。

本发明对进行500小时人工老化后的硅橡胶复合绝缘子进行憎水性实验，测试硅橡胶复合绝缘子护套的憎水性能变化，并以此作为硅橡胶伞裙老化的重要指标之一，有益于选出适合南方沿海的硅橡胶伞裙用硅橡胶材料。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种测定方法简单、有益于选出适合南方沿海的硅橡胶伞裙用硅橡胶材料、工作效率高的硅橡胶伞裙憎水迁移性测定方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种硅橡胶伞裙憎水迁移性测定方法，包括以下步骤：

步骤S1，对硅橡胶伞裙进行500小时人工老化，得到老化的硅橡胶伞裙；

步骤S2，在线路中的对应位置处悬挂取样用硅橡胶伞裙，用以收集自然污秽；取下取样用硅橡胶伞裙，获取取样用硅橡胶伞裙上的自然污秽，得到待测污秽物；

步骤S3，对待测污秽物进行可溶性分析，得出可溶物含量及不溶物的含量；用NaCl模拟污秽物中的可溶物，用硅藻土模拟污秽物中的不溶物，根据可溶性分析得出的可溶物含量及不溶物的含量，配制出仿自然污秽物；

步骤S4，用去污溶液清洗干净老化的硅橡胶伞裙表面的污秽，再用自来水冲洗老化的硅橡胶伞裙，干燥，得到处理的硅橡胶伞裙；所述去污溶液为乙醇的含量为20～25wt%、甘油的含量为10～15wt%、二氯甲烷的含量为8～12wt%的水溶液；

步骤S5，涂污：

S51.取步骤S2制得的待测污秽物，采用定量涂刷法在未进行5000小时人工老化的崭新硅橡胶伞裙上涂敷步骤S2制得的待测污秽物，得到第一待测硅橡胶伞裙；

S52.取步骤S2制得的待测污秽物，采用定量涂刷法在步骤S4制得的处理的硅橡胶伞裙上涂敷步骤S2制得的待测污秽物，得到第二待测硅橡胶伞裙；

步骤S6，对第一待测硅橡胶伞裙、第二待测硅橡胶伞裙进行憎水性实验。

进一步地，所述步骤S1中选取不同配方、不同工艺、不同伞形的多种硅橡胶伞裙，参照标准IEC 61109的老化程序对硅橡胶伞裙进行500小时人工老化，得到老化的硅橡胶伞裙。

进一步地，所述步骤S2中选取线路中的3-5个对应位置，分别悬挂一个至多个取样用硅橡胶伞裙35～45天，用以收集自然污秽；取下取样用硅橡胶伞裙，获取取样用硅橡胶伞裙上的自然污秽，得到待测污秽物。

进一步地，所述步骤S2中选取线路中的3～5个对应位置，分别悬挂一个至多个取样用硅橡胶伞裙35～45天，用以收集自然污秽，每个取样点间隔1～5公里；取下取样用硅橡胶伞裙，获取取样用硅橡胶伞裙上的自然污秽，得到待测污秽物。

进一步地，所述步骤S3中在温度为30～35℃、相对湿度为65～70%的条件下对待测污秽物进行可溶性分析，得出可溶物含量及不溶物的含量；用NaCl模拟污秽物中的可溶物，用硅藻土模拟污秽物中的不溶物，根据可溶性分析得出的可溶物含量及不溶物的含量，配制出仿自然污秽物。

进一步地，所述步骤S3中在温度为30～35℃、相对湿度为65～70%的条件下对待测污秽物进行可溶性分析，得出可溶物含量及不溶物的含量；用NaCl模拟污秽物中的可溶物，用硅藻土模拟污秽物中的不溶物，根据可溶性分析得出的可溶物含量及不溶物的含量，配制出仿自然污秽物；仿自然污秽物中水的含量为80～90wt%。

进一步地，所述步骤S4中用去污溶液清洗干净老化的硅橡胶伞裙表面的污秽，再用自来水冲洗老化的硅橡胶伞裙，干燥，得到处理的硅橡胶伞裙；所述去污溶液为乙醇的含量为22～25wt%、甘油的含量为12～15wt%、二氯甲烷的含量为10～12wt%的水溶液。

进一步地，所述步骤S5中实验室的环境要求为：温度为30～35℃、相对湿度为65～70%。

进一步地，所述步骤S6中对第一待测硅橡胶伞裙、第二待测硅橡胶伞裙进行憎水性实验，测定时间分别为迁移后12h、24h、36h、48h、96h。

进一步地，所述步骤S6中分别采用喷水分级法、静态接触角法对第一待测硅橡胶伞裙、第二待测硅橡胶伞裙进行憎水性实验，测定时间分别为迁移后12h、24h、36h、48h、96h。

本发明一种硅橡胶伞裙憎水迁移性测定方法的有益效果是：硅橡胶材料的憎水迁移特性与其配方密切相关，而且同一支硅橡胶绝缘子随运行时间的不同，其伞裙材料的憎水性表现得时强时弱，即憎水性在某些外界因素作用下逐渐减弱，外界因素停止作用后憎水性又自然恢复的现象，进行500小时人工老化后直接进行憎水性实验无法直观准确地测定出硅橡胶伞裙憎水迁移性，因此本发明一种硅橡胶伞裙憎水迁移性测定方法，对选取不同配方、不同工艺、不同伞形的多种硅橡胶伞裙，参照标准IEC 61109的老化程序对硅橡胶伞裙进行500小时人工老化后，先洗去其表面污秽，之后再取仿自然污秽物进行涂污，再选取未经500小时人工老化的不同配方、不同工艺、不同伞形的崭新的多种硅橡胶伞裙进行涂污，之后再对第一待测硅橡胶伞裙、第二待测硅橡胶伞裙进行憎水性实验，可以直观准确地判定进行500小时人工老化前后硅橡胶伞裙憎水迁移性能变化情况，有益于选出适合南方沿海的硅橡胶伞裙用硅橡胶材料；本发明方法与以前已知的方法相比，进行500小时人工老化后不直接进行憎水性实验，可消除环境因素的不利影响，可直观准确地测定出硅橡胶伞裙憎水迁移性。

本发明一种硅橡胶伞裙憎水迁移性测定方法，以南方沿海为代表的热带海岛常年具有高温、高湿、高盐等不利气候条件，对我国热带海岛地区的硅橡胶复合绝缘子提高了更高的运行要求，本发明方法直接在热带海岛地区线路上获取取样用硅橡胶伞裙上的自然污秽，可以配制出仿自然污秽物，实验效果更佳；去污溶液由乙醇、甘油、二氯甲烷组成，可以轻松洗去老化的硅橡胶伞裙表面的污秽，使用效果好。

具体实施方式

下面的实施例可以帮助本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不可以以任何方式限制本发明。

本发明一种硅橡胶伞裙憎水迁移性测定方法，憎水性实验的方法有：

一、喷水分级法

1）喷水分级法(HC法)采用伞裙试品，面积(50~100)cm

2）清洁表面试品预处理:用无水乙醇清洗表面，然后用去离子水(或蒸馏水)冲洗，干燥后置于防尘容器内，在实验室标准环境条件下至少保存24h；

3）取出试样，使喷水设备喷嘴距试样25mm，每秒喷水一次，共25次。喷射方向垂直于试样表面，憎水性分级的 HC值读取应在喷水结束后30s以内完成。试样与水平面约呈20°~30°倾角。

结果：根据国家标准DL/T810-2002将材料表面的憎水性状态分为六级，分别表示为HC1~HC6。HC1 级对应憎水性很强的表面，HC6级对应完全亲水性的表面。具体如下表：

材料表面憎水性等级表

二、静态接触角法

参照标准JB/T 10945-2010，采用静态接触角法（CA法）。测试仪器为静态接触测量仪。采用平板试样，选取洁净干燥的硅橡胶伞裙，将其切成面积为（30-50）cm

清洁试样的静态接触角θave≥100°，θmin≥90°，表明憎水性良好，若θ＜90°，表明憎水性暂失。

本发明一种硅橡胶伞裙憎水迁移性测定方法， 500小时人工老化主要是力学老化和紫外老化，主要分为11，10，00，01四种类型，其分别表示有力学老化有紫外老化、有力学老化无紫外老化、无力学老化无紫外老化及无力学老化有紫外老化。

实施例1

一种硅橡胶伞裙憎水迁移性测定方法，包括以下步骤：

步骤S1，选取不同配方、不同工艺、不同伞形的多种硅橡胶伞裙，参照标准IEC61109的老化程序对硅橡胶伞裙进行500小时人工老化，得到老化的硅橡胶伞裙；

步骤S2，选取线路中的3个对应位置，分别悬挂一个至多个取样用硅橡胶伞裙35天，用以收集自然污秽，每个取样点间隔1公里；取下取样用硅橡胶伞裙，获取取样用硅橡胶伞裙上的自然污秽，得到待测污秽物；

步骤S3，在温度为30℃、相对湿度为65%的条件下对待测污秽物进行可溶性分析，得出可溶物含量及不溶物的含量；用NaCl模拟污秽物中的可溶物，用硅藻土模拟污秽物中的不溶物，根据可溶性分析得出的可溶物含量及不溶物的含量，配制出仿自然污秽物；仿自然污秽物中水的含量为80wt%；

步骤S4，用去污溶液清洗干净老化的硅橡胶伞裙表面的污秽，再用自来水冲洗老化的硅橡胶伞裙，干燥，得到处理的硅橡胶伞裙；所述去污溶液为乙醇的含量为20wt%、甘油的含量为10wt%、二氯甲烷的含量为8wt%的水溶液；

步骤S5，涂污：实验室的环境要求为：温度为30℃、相对湿度为65%；

S51.取步骤S2制得的待测污秽物，采用定量涂刷法在未进行5000小时人工老化的崭新硅橡胶伞裙上涂敷步骤S2制得的待测污秽物，得到第一待测硅橡胶伞裙；

S52.取步骤S2制得的待测污秽物，采用定量涂刷法在步骤S4制得的处理的硅橡胶伞裙上涂敷步骤S2制得的待测污秽物，得到第二待测硅橡胶伞裙；

步骤S6，对第一待测硅橡胶伞裙、第二待测硅橡胶伞裙进行憎水性实验，测定时间分别为迁移后12h、24h、36h、48h、96h；憎水性实验的方法有：喷水分级法、静态接触角法。

本施例中静态接触角法中测出的憎水角的实验结果如下表所示：

本施例中喷水分级法的测定结果为：经500小时人工老化后硅橡胶伞裙的憎水定级为HC2—HC3，未经500小时人工老化的硅橡胶伞裙憎水定级为HC1。

实施例2

一种硅橡胶伞裙憎水迁移性测定方法，包括以下步骤：

步骤S1，选取不同配方、不同工艺、不同伞形的多种硅橡胶伞裙，参照标准IEC61109的老化程序对硅橡胶伞裙进行500小时人工老化，得到老化的硅橡胶伞裙；

步骤S2，选取线路中的5个对应位置，分别悬挂一个至多个取样用硅橡胶伞裙45天，用以收集自然污秽，每个取样点间隔5公里；取下取样用硅橡胶伞裙，获取取样用硅橡胶伞裙上的自然污秽，得到待测污秽物；

步骤S3，在温度为35℃、相对湿度为70%的条件下对待测污秽物进行可溶性分析，得出可溶物含量及不溶物的含量；用NaCl模拟污秽物中的可溶物，用硅藻土模拟污秽物中的不溶物，根据可溶性分析得出的可溶物含量及不溶物的含量，配制出仿自然污秽物；仿自然污秽物中水的含量为90wt%；

步骤S4，用去污溶液清洗干净老化的硅橡胶伞裙表面的污秽，再用自来水冲洗老化的硅橡胶伞裙，干燥，得到处理的硅橡胶伞裙；所述去污溶液为乙醇的含量为25wt%、甘油的含量为15wt%、二氯甲烷的含量为12wt%的水溶液；

步骤S5，涂污：实验室的环境要求为：温度为35℃、相对湿度为70%；

S51.取步骤S2制得的待测污秽物，采用定量涂刷法在未进行5000小时人工老化的崭新硅橡胶伞裙上涂敷步骤S2制得的待测污秽物，得到第一待测硅橡胶伞裙；

S52.取步骤S2制得的待测污秽物，采用定量涂刷法在步骤S4制得的处理的硅橡胶伞裙上涂敷步骤S2制得的待测污秽物，得到第二待测硅橡胶伞裙；

步骤S6，对第一待测硅橡胶伞裙、第二待测硅橡胶伞裙进行憎水性实验，测定时间分别为迁移后12h、24h、36h、48h、96h；憎水性实验的方法有：喷水分级法、静态接触角法。

本施例中静态接触角法中测出的憎水角的实验结果如下表所示：

本施例中喷水分级法的测定结果为：经500小时人工老化后硅橡胶伞裙的憎水定级为HC2—HC3，未经500小时人工老化的硅橡胶伞裙憎水定级为HC1。

实施例3

一种硅橡胶伞裙憎水迁移性测定方法，包括以下步骤：

步骤S1，选取不同配方、不同工艺、不同伞形的多种硅橡胶伞裙，参照标准IEC61109的老化程序对硅橡胶伞裙进行500小时人工老化，得到老化的硅橡胶伞裙；

步骤S2，选取线路中的4个对应位置，分别悬挂一个至多个取样用硅橡胶伞裙40天，用以收集自然污秽，每个取样点间隔3公里；取下取样用硅橡胶伞裙，获取取样用硅橡胶伞裙上的自然污秽，得到待测污秽物；

步骤S3，在温度为32℃、相对湿度为68%的条件下对待测污秽物进行可溶性分析，得出可溶物含量及不溶物的含量；用NaCl模拟污秽物中的可溶物，用硅藻土模拟污秽物中的不溶物，根据可溶性分析得出的可溶物含量及不溶物的含量，配制出仿自然污秽物；仿自然污秽物中水的含量为85wt%；

步骤S4，用去污溶液清洗干净老化的硅橡胶伞裙表面的污秽，再用自来水冲洗老化的硅橡胶伞裙，干燥，得到处理的硅橡胶伞裙；所述去污溶液为乙醇的含量为22wt%、甘油的含量为12wt%、二氯甲烷的含量为10wt%的水溶液；

步骤S5，涂污：实验室的环境要求为：温度为32℃、相对湿度为68%；

S51.取步骤S2制得的待测污秽物，采用定量涂刷法在未进行5000小时人工老化的崭新硅橡胶伞裙上涂敷步骤S2制得的待测污秽物，得到第一待测硅橡胶伞裙；

S52.取步骤S2制得的待测污秽物，采用定量涂刷法在步骤S4制得的处理的硅橡胶伞裙上涂敷步骤S2制得的待测污秽物，得到第二待测硅橡胶伞裙；

步骤S6，对第一待测硅橡胶伞裙、第二待测硅橡胶伞裙进行憎水性实验，测定时间分别为迁移后12h、24h、36h、48h、96h；憎水性实验的方法有：喷水分级法、静态接触角法。

本施例中静态接触角法中测出的憎水角的实验结果如下表所示：

本施例中喷水分级法的测定结果为：经500小时人工老化后硅橡胶伞裙的憎水定级为HC2—HC3，未经500小时人工老化的硅橡胶伞裙憎水定级为HC1。

对比例1

一种硅橡胶伞裙憎水迁移性测定方法，包括以下步骤：

步骤S1，选取不同配方、不同工艺、不同伞形的多种硅橡胶伞裙，参照标准IEC61109的老化程序对硅橡胶伞裙进行500小时人工老化，得到老化的硅橡胶伞裙；

步骤S2，选取线路中的4个对应位置，分别悬挂一个至多个取样用硅橡胶伞裙40天，用以收集自然污秽，每个取样点间隔3公里；取下取样用硅橡胶伞裙，获取取样用硅橡胶伞裙上的自然污秽，得到待测污秽物；

步骤S3，在温度为32℃、相对湿度为68%的条件下对待测污秽物进行可溶性分析，得出可溶物含量及不溶物的含量；用NaCl模拟污秽物中的可溶物，用硅藻土模拟污秽物中的不溶物，根据可溶性分析得出的可溶物含量及不溶物的含量，配制出仿自然污秽物；仿自然污秽物中水的含量为85wt%；

步骤S4，用酒精清洗干净老化的硅橡胶伞裙表面的污秽，再用自来水冲洗老化的硅橡胶伞裙，干燥，得到处理的硅橡胶伞裙；

步骤S5，涂污：实验室的环境要求为：温度为32℃、相对湿度为68%；

S51.取步骤S2制得的待测污秽物，采用定量涂刷法在未进行5000小时人工老化的崭新硅橡胶伞裙上涂敷步骤S2制得的待测污秽物，得到第一待测硅橡胶伞裙；

S52.取步骤S2制得的待测污秽物，采用定量涂刷法在步骤S4制得的处理的硅橡胶伞裙上涂敷步骤S2制得的待测污秽物，得到第二待测硅橡胶伞裙；

步骤S6，对第一待测硅橡胶伞裙、第二待测硅橡胶伞裙进行憎水性实验，测定时间分别为迁移后12h、24h、36h、48h、96h；憎水性实验的方法有：喷水分级法、静态接触角法。

本施例中静态接触角法中测出的憎水角的实验结果如下表所示：

对比例1与实施例3相比，清洗干净老化的硅橡胶伞裙表面污秽的难度增高了，清洗硅橡胶伞裙表面污秽的时间增长40%左右，且在处理的硅橡胶伞裙表面涂污的难度增大了；根据对比例1与实施例3的操作难度可知，去污溶液由乙醇、甘油、二氯甲烷组成，可以轻松洗去老化的硅橡胶伞裙表面的污秽，使用效果好，且有益于后续的涂污工艺，可以减轻涂污的难度，使用效果好。

对比上述实施例1-3的实验结果，硅橡胶伞裙憎水迁移性能变化较小则说明硅橡胶伞裙憎水迁移性能好，硅橡胶伞裙憎水迁移性能变化较大则说明硅橡胶伞裙憎水迁移性能差；可根据实验结果判定进行500小时人工老化前后硅橡胶伞裙憎水迁移性能变化情况，从而判定不同配方、不同工艺、不同伞形的硅橡胶伞裙憎水迁移性能变化，选出适合南方沿海用硅橡胶伞裙。

对比上述实施例1-3及对比例1的实验结果，可知发明一种硅橡胶伞裙憎水迁移性测定方法的重现性高，可靠性高。

由上述实施例1-3及对比例1的实验结果可知，本发明一种硅橡胶伞裙憎水迁移性测定方法，对选取不同配方、不同工艺、不同伞形的多种硅橡胶伞裙，参照标准IEC 61109的老化程序对硅橡胶伞裙进行500小时人工老化后，先洗去其表面污秽，之后再取仿自然污秽物进行涂污，再选取未经500小时人工老化的不同配方、不同工艺、不同伞形的崭新的多种硅橡胶伞裙进行涂污，之后再对第一待测硅橡胶伞裙、第二待测硅橡胶伞裙进行憎水性实验，可以直观准确地判定进行500小时人工老化前后硅橡胶伞裙憎水迁移性能变化情况，有益于选出适合南方沿海的硅橡胶伞裙用硅橡胶材料；本发明方法与以前已知的方法相比，进行500小时人工老化后不直接进行憎水性实验，可消除环境因素的不利影响，可直观准确地测定出硅橡胶伞裙憎水迁移性；直接在热带海岛地区线路上获取取样用硅橡胶伞裙上的自然污秽，可以配制出仿自然污秽物，实验效果更佳；去污溶液由乙醇、甘油、二氯甲烷组成，可以轻松洗去老化的硅橡胶伞裙表面的污秽，使用效果好。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。