電力設(shè)備的長期安全運行需要建立在有效的絕緣保護體系下，而絕緣材料作為保護體系的基礎(chǔ)，其性能的優(yōu)劣對電力設(shè)備運行十分重要。選擇合適的絕緣材料作為電力設(shè)備的保護，并進一步研究和更新現(xiàn)有絕緣材料，以適應(yīng)多變的使用環(huán)境，一直是促進電力行業(yè)發(fā)展的重要研究課題。對于裸露在自然環(huán)境的電氣設(shè)備，進行絕緣包覆是一種常見的絕緣保護形式，例如電纜接頭處的絕緣防護、線夾和開關(guān)柜中導(dǎo)體的絕緣保護等。

目前常見的包覆性外絕緣保護材料主要有以下3類：熱塑套管類、環(huán)氧澆注類和高溫硫化硅橡膠類。熱 塑套管類多由聚氯乙烯（PVC）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS）、乙 烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）等塑料制成，通過加熱收縮可緊覆于保護物表面，但對于不規(guī)則的表面難以做到完全覆蓋與密封，而且熱塑套管容易老化，使用壽命短。環(huán)氧樹脂在澆注時流動性較強，沒有表面形狀的限制，但其成型工藝復(fù)雜，固化后柔韌性降低，容易發(fā)生斷裂而導(dǎo)致失效。硅橡膠則兼顧了絕性、表面適應(yīng)性和柔韌性這三大優(yōu)勢，具有理化性能穩(wěn)定、耐候性良好等優(yōu)點，在設(shè)備外絕緣保護中發(fā)揮著重要作用。但采用硅橡膠作為絕緣保護材料仍存在許多困難。首先是由于交聯(lián)工藝的限制，常用的高溫硫化硅橡膠交聯(lián)條件比較苛刻，難以在工作現(xiàn)場完成。其次是純硅橡膠的性能仍存在缺陷，難以滿足外絕緣保護材料的性能要求，所以實際工程中迫切需要一種施工便捷且具備優(yōu)良綜合性能的硅橡膠絕緣保護材料。自固化硅橡膠絕緣保護材料通常應(yīng)用于較低電壓等級的導(dǎo)線包覆和開關(guān)柜中，主要用于外絕緣及防水密封等，其最重要的性能是電氣絕緣性能和力學(xué)性能。針對硅橡膠在電力設(shè)備外絕緣保護應(yīng)用方面的不足，本研究采用室溫交聯(lián)和摻雜兩種改性手段，綜合考慮各種填料配方與成品性能，研究不同填料對自固化硅橡膠絕緣保護材料電氣絕緣性能和介電性能的影響，確定具備良好綜合性能的材料配方。

 1 試 驗

 1.1 原材料

自固化硅橡膠基料為市售南大704硅橡膠聯(lián)劑 KH-550 采購自廣州億琿盛化工有限公司， T660 炭黑采購自東莞市斯洛爾貿(mào)易有限公司，Al(OH)（3 分析純）、CBN（分析純）、CH3COOC2H5、白炭黑（分析純）均來自天津市天力化學(xué)試劑有限公司。 

1.2 主要儀器和設(shè)備

QX-3SD2 行星式球磨機，北京大學(xué)儀器儀表廠；真空攪拌裝置，自制；FRQ-1020超聲水浴裝置，深圳法蘭特科技有限公司；聚四氟乙烯固化模板，浙江巨化集團進出口有限公司（材料來源于集中采購，生產(chǎn)廠家尚不可考）；HTP-410變溫烘箱，北京五環(huán)儀器儀表廠；6517B 型高阻計，美國 KEITHLEY公司；2821型高壓西林電橋，瑞士TETTES AG INSTRUMENTS公司；電子萬能試驗機，MTS公司。

1.3 試樣的制備

為了避免不同尺寸的填料對試樣整體性能的影響，采用行星式球磨機將除炭黑外的填料處理至10 μm級，該尺寸有利于避免更加精細的納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的團聚等問題。為了解決無機填料與有機基料間的界面結(jié)合問題，使填料與基體緊密地結(jié)合，選用硅烷偶聯(lián)劑KH-550對炭黑、氫氧化鋁和氮化硼等無機填料進行偶聯(lián)處理。

在硅橡膠基料中摻雜填料，首先應(yīng)考慮填料在基料中的分散問題。本研究選擇在真空環(huán)境下，采用機械攪拌裝置使微米級填料在硅橡膠基料中快速地充分分散，同時使用超聲水浴進行超聲分散，防止填料團聚。充分混合均勻后，在尺寸為 100 mm×100 mm×5 mm的聚四氟乙烯模具中澆注成型，隨后將模具放入濕熱烘箱中固化 72 h，控制溫度為15 ℃，濕度為50%。待材料完全固化后脫模，制得試樣，制備流程如圖 1 所示，制備好的試樣如圖 2所示。

1.4 試驗方法

1.4.1 體積電阻率

體積電阻率是表征材料絕緣性能最基本的物理量，是材料的本征參數(shù)，與其形狀、大小無關(guān)。根 據(jù)GB/T 31838.2—2019，采用高阻計對試樣的體積電阻率（以下簡稱“電阻率”）進行測量。高阻計測試采用三電極系統(tǒng)，以避免邊緣效應(yīng)對測試結(jié)果的影響。試驗電壓為1 kV工頻交流電，通過測量漏電流的大小計算試樣的體積電阻率。 

1.4.2 擊穿強度

按照 GB/T 1695—2005 對試樣的電氣強度進行測試。采用直徑為50 mm的球電極，以25#絕緣油為絕緣介質(zhì)，在室溫下對試樣施加工頻電壓，電壓從0 kV開始，采用1 kV/s的連續(xù)升壓方式。每個試樣選取20個點進行擊穿試驗，使用威布爾統(tǒng)計方法計算電氣強度。

1.4.3 介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因數(shù)

根據(jù) GB/T 1409—2006 采用高壓西林電橋測量試樣的相對介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因數(shù)。為提高測量精度，試驗電壓設(shè)置為2 kV工頻交流電。 

1.4.4 拉伸強度和斷裂伸長率

使用專用銃具將試樣制成國標(biāo)規(guī)定的3型啞鈴型試樣，采用電子萬能試驗機根據(jù)GB/T 528—2009進行拉伸強度和斷裂伸長率測量，設(shè)置拉伸速率為500 mm/min。各配方試樣分別進行5次重復(fù)試驗，計算拉伸強度與斷裂伸長率的平均值。

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