瓦克高温硅橡胶助力国家特高压输电技术

慧正资讯：自2000年国家提出“西电东送”推动西部大开发以来，今年已是战略实施的第二个十年。如今，特高压输电推动西电东送规模成倍增长。随着特高压交直流工程陆续投入运行，我国将西部地区能源资源的优化与配置推进到最高水平。

今天，瓦课堂要向大家讲解的是输电中的重要原件——绝缘子是如何在远距离的高压输电过程中，降低因电流产生的热损耗和降低远距离输电的材料成本的。

绝缘子主要由三种材料制造：瓷、玻璃和复合绝缘子。在特高压的线路（800KV和1000KV）应用中，复合绝缘子已占比例达57.02%，成为电力行业中不可缺少的重要组成部分。

复合绝缘子作为输电线路中的一个重要部件，其对包覆在芯棒表面的外绝缘材料的选择有严格的要求。尤其是直流绝缘子属于特高压等级，大部分使用在西南高海拔，强紫外线照射等地区，或南方的高温、高湿、多雨的亚热带地区，再加上直流绝缘子在运行过程中的静电吸附、电弧电流无过零点、电晕等情况，它对外绝缘材料的要求很苛刻。 

鉴于对直流绝缘子的超高的外绝缘材料要求，深入研究直流复合绝缘子的硅橡胶的老化十分重要。目前使用的绝缘子用高温硫化硅橡胶制造分为高温硫化固体硅橡胶 （HCR）和硫化液体硅橡胶（LSR）。

早期以HCR的为主，其主要成分是聚甲基硅氧烷和二氧化硅。增强填料的选择尤为重要主要包括具有很大比表面积（大于100m2/g）的气相二氧化硅，例如WACKER HDK®。当然，有时沉淀二氧化硅也能产生补强作用，但机械强度不如气相二氧化硅。

为了达到耐漏电起痕的效果，氢氧化铝的使用是必不可少的。作为非增强填料，氢氧化铝填料可以提高耐漏电起痕，但同时会降低硅橡胶材料的憎水性和憎水迁移性以及机械强度。因此，合理的配方是HCR硅橡胶用于绝缘子材料的关键。

同时，为了防止降低成本而过度加入氢氧化铝，我们需要综合考虑绝缘子伞裙材料的拉伸性能、撕裂性能、憎水性、抗老化性能等等。配方中的填料比变得尤为重要。

根据我们的经验，绝缘子伞裙材料的含量应低于40%；聚二甲基硅氧烷的含量高于50%。如瓦克化学的Powersil® 310 或 Cenusil® TD315 等均按此要求，经过合理配比和严格工艺控制生产。这些产品已广泛的被应用于世界各地的500 KV以及以下的复合绝缘子中。

聚二甲基硅氧烷的含量直接与硅橡胶的老化和憎水性密切相关。含量越高性能越高。为此，瓦克化学开发了全有机硅的绝缘子加成型液体硅橡胶（LSR）。该产品为中高温硫化，是硅橡胶中高档产品。且该材料硫化时，无副产品产生，收缩率非常低，固化完全，成型工艺简单，有利于制作各种复杂结构和大构件。 

LSR 通常是由聚二甲基乙烯基硅氧烷生胶、聚甲基氢硅氧烷、催化剂过渡金属（如铂等）的络合物等组成，根据不同用途，还可添加其它填充剂，如气相法或沉淀法白炭黑、氧化铁、二氧化钛和炭黑等。为了制取透明级的LSR，也可加入硅树脂作为填充剂。如瓦克化学的 Powersil® 660就有效的诠释了该产品的成功应用于特高压的交流和直流绝缘子。