硅橡胶讲义
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硅橡胶培训资料讲解
补加抑制剂,慢干型B剂 补加硅胶专用稀释剂
丝印标签胶
• 工具：网板传，传送带，烘道
• 工艺：1.A/B按比例混合均匀
•
2.用网板印刷在布料上
•
3.过烘道固化
•
丝印标签胶
• 问题点及解决方案
问题点
难固化 附着力
难过网 表面平整度
差
原因 布料影响PT硫化 布料表面太光滑
黏度太大 流平性差
解决方案
补加PT 底涂处理
某些化学品 、 高透气性以及生理惰性。 广泛应用于航空 、 电气 、 电子 、 化工 、 汽车 、 机械
等工业以及医疗卫生和日常生活。
四、加成型液体硅橡胶分类
种类 标签胶
钻石胶 按键胶 奶嘴奶瓶胶 医疗制品胶 硅凝胶 点胶
典型产品及典型工艺
模压成型：BQ-1054A/B 丝网印刷：BQ-6000A/B
标签胶介绍
BQ-1054A/B BQ-6000A/B BQ-1034A/B
• 配比
外观
黏度
固化条件 成型工艺
A：B=10：1 A：B=10：1 A：B=10：1 A：乳白半透明 A：乳白半透明 A：乳白半透明 B：无色透明 B：乳白半透明 B：乳白半透明
A:10万mpa.s B:1000mpa.s 180℃/10-30S 模压成型
SH-9560 SH-9570
半透 明
250±20
290±20
1.17±0.02 1.19±0.02
60±2
70±2
≥7.5
≥7
≥250
≥200
≥18
≥18
3.5±0.2
3.4±0.2
SH-9580
310±30 1.21±0.02
丝印标签胶
• 工具：网板传，传送带，烘道
• 工艺：1.A/B按比例混合均匀
•
2.用网板印刷在布料上
•
3.过烘道固化
•
丝印标签胶
• 问题点及解决方案
问题点
难固化 附着力
难过网 表面平整度
差
原因 布料影响PT硫化 布料表面太光滑
黏度太大 流平性差
解决方案
补加PT 底涂处理
某些化学品 、 高透气性以及生理惰性。 广泛应用于航空 、 电气 、 电子 、 化工 、 汽车 、 机械
等工业以及医疗卫生和日常生活。
四、加成型液体硅橡胶分类
种类 标签胶
钻石胶 按键胶 奶嘴奶瓶胶 医疗制品胶 硅凝胶 点胶
典型产品及典型工艺
模压成型：BQ-1054A/B 丝网印刷：BQ-6000A/B
标签胶介绍
BQ-1054A/B BQ-6000A/B BQ-1034A/B
• 配比
外观
黏度
固化条件 成型工艺
A：B=10：1 A：B=10：1 A：B=10：1 A：乳白半透明 A：乳白半透明 A：乳白半透明 B：无色透明 B：乳白半透明 B：乳白半透明
A:10万mpa.s B:1000mpa.s 180℃/10-30S 模压成型
SH-9560 SH-9570
半透 明
250±20
290±20
1.17±0.02 1.19±0.02
60±2
70±2
≥7.5
≥7
≥250
≥200
≥18
≥18
3.5±0.2
3.4±0.2
SH-9580
310±30 1.21±0.02
硅橡胶材料基本性能讲解课件
硅橡胶材料在硫化过程中，通过交联反应将线 型分子链转化为三维网络结构，提高材料的强 度、硬度、耐热性和耐化学腐蚀性等性能。
硅橡胶硫化过程中，交联密度高且交联键能低 ，使得材料具有较好的耐高温性能和化学稳定 性。
硅橡胶硫化时不易产生过度交联和焦烧现象， 具有较好的加工安全性和稳定性。
粘合性能
硅橡胶材料具有较好的粘合性能，能够粘合多种材料如金属、玻璃、陶瓷、塑料等，广泛应用于密封 、粘合、防护等领域。
硅橡胶材料具有良好的耐候性，可在户 外长期使用。
硅橡胶材料具有优良的电绝缘性能，体 积电阻率可达10^14～10^17Ω·cm。
硅橡胶材料的表面能低，疏水性强，不 易被水和许多有机溶剂浸润。
硅橡胶材料具有优良的耐高温、耐低温 性能，可在-60℃～+250℃范围内长期 使用。
02
硅橡胶材料的物理性能
硅橡胶还具有优良的耐腐蚀性能，能抵抗各种化 学物质的侵蚀。
高压电器绝缘材料
硅橡胶具有优良的电气性能，可用于高压电器的绝缘材料 。
硅橡胶的介电常数和介质损耗角正切值随温度和频率的变 化而变化，但变化幅度很小，因此硅橡胶在宽广的温度和 频率范围内都能保持良好的绝缘性能。
硅橡胶还具有优良的耐电晕性能，适用于高电压、大电流 的电器设备。
3
填料在硅橡胶材料中能够填充空隙、提高密实度 ，从而提高材料的硬度、强度和耐磨性能等。
05
硅橡胶材料的应用领域
高温密封材料
硅橡胶具有优良的高温性能，可在-60℃～250℃ 温度范围内使用，适用于各种高温工况下的密封 。
硅橡胶具有优良的耐老化性能，即使在高温环境 下长期使用，也能保持良好的密封性能。
03
硅橡胶材料的化学性能
耐化学腐蚀性能
硅橡胶理论知识介绍PPT012
（三）老化测试
• 将已测好硬度的样品放 放高温箱里，根据客户要 求的时间、温度进行试验， 完成后取出放置24小测试 老化后的硬度，算出其老 化后的变化率。
（四）拉力测试
• 按照国标要求取样做好测试片， 装到拉力测试仪上进行进拉力测 试；可算出拉伸强度、撕列强度、 扯断伸长率等力学性能。
六.影响硅胶制品质量因素及常见的问题
• 优点：优良的回弹性、绝缘性、隔水性及可塑性等 特性，而且可与多数合成橡胶并用；是综合性能最 好的橡胶。
• 缺点：耐油、耐溶剂性差、耐老化性差。 • 主要应用于：如日常生活中使用的雨鞋、暖水袋、
松紧带；医疗卫生行业所用的外科医生手套、输血 管、避孕套；工业上的轮胎、胶带、减振件等领域 。
天然橡胶（NR）
七、互动环节 • 大家提问 • 合理化建议
⑶耐寒性:硅橡胶可在-20度~-30度时仍具有较好的弹性，某些特殊配方的硅橡 胶还可承受极低温度。
⑷耐侯性:普通橡胶在遇到臭氧作用下会降解，而硅橡胶则不受臭氧影响。且 长时间在紫外线和其他气候条件下，其物性仅有微小变化。
⑸电性能:硅橡胶具有很高的电阻率，且在很宽的温度和频率范围内其阻值保 持稳定。同时硅橡胶对高压电晕放电和电弧放电具有很好的抵抗性。可做 ：高压绝缘子、电视机高压帽、电器零部件等。
课程大纲內容
一.橡胶概述
二.橡胶基本特性
三.常用橡胶性能介绍
(一).硅橡胶( SR 或Q ) (三). 氯丁橡胶（CR ） (五).氟橡胶（FPM） (七).丁苯橡胶（SBR）
(二). 丁腈橡胶（NBR） (四).三元乙丙橡胶（EPDM） (六).天然橡胶（NR） (八).顺丁橡胶（BR ）
四.硅橡胶制品生产工艺流程
• 优点：具有良好的综合性能，耐油、耐燃、耐氧化 和耐臭氧。
硅橡胶讲义 ppt课件
CIGRE2000年调查中的复合绝缘子故障统计
故障类型 电气故障
机械故障
电压等级
金具
沿面 闪络
界面 击穿
金具 损坏
滑移 与脱落
芯棒 断裂
U<200kV
25 51 2
4
23
200≤U<300kV 8 10 0
2
8
300≤ U<500kV 0 6 0
0
101
U≥500kV 总计
故障率（％）
020 33 69 2
高温硫化硅 橡胶 （HTV）
具有耐老化、耐漏电起痕及电蚀损、憎水性、 防污性、阻燃性、耐臭氧性、耐紫外光性、 耐潮湿、耐高低温和抗撕强度等方面特点
液体硅橡胶 （LSR）
具备高温硫化硅橡胶的所有优点,在工艺性能、
耐漏电起痕、耐高低温性能和憎水性能方面
表现更加优异
PPT课件
8
3、三类硅橡胶的基本性能比较 ，见下表：
雷击故障约占故障总数的47.2％左右； 问题：试验研究的结论是，复合绝缘子自身的耐雷电 冲击水品与玻璃或瓷绝缘子串的耐雷电冲击水平相当，甚 至高于玻璃或瓷绝缘子串。但在实际运行情况却表明换复 合绝缘子后，线路雷击闪络次数增加。
PPT课件
19
原因分析： 复合绝缘子结构长度短，电极间距离被缩短。为改
善复合绝缘子端部电场而加装的均压环使电极间距离。 同时，部分生产厂家为了降低生产成本，盲目修改配方， 大量添加价格低廉的无机添加剂；或者选择劣质的材料， 导致绝缘子本体性能和使用寿命下降。
0.015
PPT课件
0
1
6
133
0.02
总计
106 28 107 3 243 0.035
有机硅化学课件—硅橡胶
21:05
有机硅化学 2011 第十二章 硅橡胶
3
硅橡胶的缺点
耐磨性差，机械性能差。 如：未加二氧化硅补强的硅橡胶，其拉伸强度仅为0.4MPa， 加二氧化硅补强后，其拉伸强度可提升至14MPa。相应的， 聚丁二烯橡胶为18MPa。
硅橡胶的应用
航天工业用耐高温、耐臭氧、耐油等密封制品，绝缘制品， 医疗制品，人造器官等。
过氧化物
高活性或通用型 低活性或乙烯基专用型
21:05
有机硅化学 2011 第十二章 硅橡胶
22
O
O
COOC
Cl O
Cl O
Cl
COOC
Cl
O
CH3
C O O C CH3 CH3
通用型
CH3
CH3
H3C C O O C CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
C O OC
CH3
CH3
CH3
CH3
H3C C CH2 CH2 C CH3
21:05
有机硅化学 2011 第十二章 硅橡胶
25
补强填料
补强填料的作用
硅橡胶生胶的分子链非常柔软，链间相互作用弱，所以纯 硅生胶的机械性能强度很低(大约0.35MPa)，几乎没有使用 价值，加入补强填料后，硫化硅橡胶的邵尔A硬度在2090 度、相对伸长率在100%800%、拉伸强度在215MPa，撕 裂强度在0.350kN/m范围。
端乙烯生胶的合成，使硫化胶微观分子中端基可产生 交联，减少了不稳定的“悬挂链”，因而不但性能更 好，而且更适应于人体材料的制造。
21:05
有机硅化学 2011 第十二章 硅橡胶
13
甲基苯基乙烯基硅橡胶(PVMQ)
硅橡胶基本知识培训讲解PPT课件
，如焚烧或生物降解等。
THANKS
感谢观看
通过改变硅橡胶的交联密度和交联方式，可以调节硅橡胶 的硬度、弹性等性能。
03
CATALOGUE
硅橡胶的生产工艺
硅橡胶的生产原料
01
02
03
04
硅橡胶的主要原料
硅油、白炭黑、催化剂等。
硅油
主要提供硅橡胶的有机基团， 影响硅橡胶的弹性和耐温性能
。
白炭黑
作为硅橡胶的补强剂，提高硅 橡胶的力学性能和耐老化性能
硬度测试
使用硬度计对硅橡胶进行硬度测试， 一般采用邵氏硬度计进行测量。
耐温性能测试
通过高温箱和低温箱对硅橡胶进行耐 温性能测试，观察其在不同温度下的 变化情况。
耐介质性能测试
将硅橡胶置于不同的介质中，如油、 水、酸、碱等，观察其性能的变化。
硅橡胶的性能参数
拉伸强度
硅橡胶的拉伸强度一般在10-30MPa之间， 表示其在拉伸过程中所能承受的最大力。
。
催化剂
用于促进硅橡胶的硫化过程， 提高生产效率。
硅橡胶的生产流程
配料与混合
将各种原料按配方比例 称重，加入混合设备中
进行搅拌混合。
塑炼与混炼
通过塑炼和混炼设备， 使各种原料充分混合均 匀，形成一定黏度的胶
料。
硫化
在一定温度和压力下， 胶料经过硫化反应，使 硅橡胶分子链交联固化
。
加工成型
硫化后的硅橡胶可进行 各种加工成型，如挤出
硅橡胶基本知识培 训讲解ppt课件
目 录
• 硅橡胶简介 • 硅橡胶的化学性质 • 硅橡胶的生产工艺 • 硅橡胶的性能测试与表征 • 硅橡胶的产业发展与前景 • 硅橡胶的安全与环保问题
硅橡胶培训资料
亚等国家是主要生产区域。
应用领域
03
硅橡胶在汽车、电子、建筑、医疗等多个领域得到广泛应用。
中国硅橡胶市场概况
市场规模
中国硅橡胶市场规模不断扩大，已经成为全球最大的硅橡胶生产 国和消费国。
区域分布
中国硅橡胶生产主要集中在南方地区，如广东、浙江、江苏等地 。
应用领域
中国硅橡胶在汽车、电子、建筑、医疗等领域得到广泛应用，其 中建筑领域的应用占比最大。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
硅橡胶行业发展趋势分析
1 2
技术创新
随着科技的不断发展，硅橡胶生产工艺和配方不 断得到优化和改进，提高了硅橡胶的性能和品质 。
绿色环保
随着环保意识的不断提高，硅橡胶行业也在积极 推广绿色环保理念，减少对环境的污染。
3
多元化应用
随着人们对硅橡胶性能和用途的不断认识和了解 ，硅橡胶在各个领域的应用也将不断扩大和深化 。
硅橡胶具有良好的绝缘性能，可以用于电线电缆的绝缘层、电子元件的封装、电路板的防潮密封等应 用。
导电性能
一些特殊改性的硅橡胶可以具有导电性能，可以用于制作导电胶带、导电涂料等，广泛应用于电子、 通讯、汽车等领域。
化学性能与用途
耐化学腐蚀
硅橡胶具有良好的耐化学腐蚀性能，可 以抵抗大部分酸、碱、盐等化学物质的 侵蚀，因此常用于化学反应釜、化工管 道、制药设备等中的密封件和减震器。
硅橡胶还具有良好的电绝缘性和生物相容性，可用于制造医疗器械和生物材料等。
CHAPTER 02
硅橡胶的应用领域
工业领域
01
02
03
制造业
硅橡胶在制造业中应用广 泛，如汽车零部件、电子 设备、航空航天器材等。
硅橡胶知识教材
❖ ３．扯断伸长率：
❖ （１）扯断伸长率＝ 扯断时的标距－试验前的标距
❖
试验前的标距
❖ （２）标准：
❖ GB／T528-1998，ISO37：1994
❖ （３）单位：％
❖ （４）仪器：拉力试验机
❖ （５）硅橡胶的扯断伸长率一般是200～650%,
常规来说，气相胶的比沉淀胶长，低硬度的比高 硬度的长．
❖ ４．彩艳有机硅成立于1993年，是中国第 一批硅橡胶的生产厂家．
❖ （三）硅橡胶的概念：
❖ 分子的主链为－Ｓi－Ｏ－无机结构，侧链 为有机基团的高分子弹性体.
❖ 高分子：大分子
❖ （四）硅橡胶的结构：
❖
CH3 CH3
CH3 CH3
❖
︱︱
︱
︱
❖ CH3-Si-O-〔Si-O-〕m-〔Si-O-〕n-Si- CH3
❖ （４）仪器：拉力试验机
❖ （５）硅橡胶的拉伸强度一般是5～9MPa
❖ ２．撕裂强度：
❖ （１）撕裂强度＝撕裂时的最高负荷
❖
试样的厚度
❖ （２）标准：
❖ GB／T529-1999，ISO34-1：1994
❖ 裤形，直角形，新月形
❖ （３）单位：N/mm
❖ （４）仪器：拉力试验机
❖ （５）硅橡胶的撕裂强度一般是15～25 N/mm， 高的可达40 N/mm以上．型号：CY30X2系列
❖
︱︱
︱
︱
❖
CH3 CH3
R
CH3
❖ R基团决定硅橡胶的种类
❖ (五)硅橡胶的分类：
❖
第一部分 生胶
❖ 生胶：未被硫化的橡胶．
❖ １．甲基硅橡胶：硫化活性低
❖ ２．甲基乙烯基硅橡胶：应用最广
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但因引入活性基团，环氧树脂表面易积污，积污后憎 水性不能迁移至污层表面，使其耐污闪得能力降低。环氧 树脂非常坚硬，长期运行后老化容易脆断；且环氧树脂易 吸潮，潮气与树脂中的酸性物质结合，形成酸性溶液，腐 蚀环氧树脂，不能保证内外绝缘的电气性能。
1.3硅橡胶 硅橡胶主要是由高摩尔质量的线型聚硅氧烷组成。由
复合绝缘子的优点 复合绝缘子的这种结构，将机械性能和电气性能分开，
综合了伞群护套材料耐大气老化性能优越及芯棒材料拉伸 性能好的优点。
与传统的瓷绝缘子相比，复合绝缘子优越的性能主要 体现在：
·重量轻、运输安装方便； ·结构距离短，节省塔头空间，降低设计难度； ·强度高、不易破碎；抗震性能佳 ·耐污、湿闪性能优异，免清洗； ·免零值检测，减少输电线路的运行维护费用 ·220k V以上电压等级的价格优势明显
在长期的运行中，由于大气环境、电场、机械力等的 联合作用，芯棒中的玻璃纤维会产生机械疲劳；环氧树脂 材料老化；同时亦会出现端部金具和芯棒连接配合处松动， 可能出现微量的滑移，使密封胶开缝，或导致外绝缘与金 具和芯棒脱开，使芯棒材料受潮，形成酸性溶液腐蚀芯棒 等。在金具端部强电场的作用下，导致加速老化。
故障类型 电气故障
电压等级
沿面 界面 闪络 击穿
U<200kV 200≤U<300kV 300≤ U<500kV
U≥500kV 总计
故障率（％）
25 51 8 10 06 02 33 69
0.015
机械故障
金具
金具 损坏
滑移 与脱落
芯棒 断裂
2
4
23
0
2
8
0
0
101
0
0
1
2
6
133
0.02
总计
106 28 107 3 243 0.035
雷击故障约占故障总数的47.2％左右； 问题：试验研究的结论是，复合绝缘子自身的耐雷电 冲击水品与玻璃或瓷绝缘子串的耐雷电冲击水平相当，甚 至高于玻璃或瓷绝缘子串。但在实际运行情况却表明换复 合绝缘子后，线路雷击闪络次数增加。
原因分析： 复合绝缘子结构长度短，电极间距离被缩短。为改
善复合绝缘子端部电场而加装的均压环使电极间距离。 同时，部分生产厂家为了降低生产成本，盲目修改配方， 大量添加价格低廉的无机添加剂；或者选择劣质的材料， 导致绝缘子本体性能和使用寿命下降。
复合绝缘子损坏的主要原因包括：芯棒断裂；界面击 穿；金具与芯棒连接区滑移甚至拉脱；外绝缘材质严重劣 化(如：端部密封失效、护套开裂、漏电起痕或电蚀损等)。
绝缘子损坏事故的事故率并不高，但其一旦发生，往 往会发生掉线事故，需较长的后续维修、更换时间，所造 成的影响和损失较大。
在机械故障中主要是芯棒断裂 问题，金具原因的较
品种
工艺性能
物理性能
应用
室温硫化 室温硫化，流动性很好，分子量级低，抗撕强
硅橡胶 成型工艺简单，可在现 度、耐紫外光性及耐
（RTV） 场进行操作
电蚀损等性能较差
可做涂料喷 涂，也可做 简单的注塑 成型
高温硫化 硅橡胶
（HTV）
1流大氧产蚀4型动化品0～设性剂中18备差易，0℃成，产且高型特 气 对工温殊 并 模艺硫形 留 具复化状 存 有，杂或 于 腐；硬 漏 防 耐 等污度 电 高性高 起 低、， 痕 温耐耐 、 和紫老 憎 抗外化 水 撕光、 性 强性耐、度、
三元乙丙橡胶具备较好的憎水性，但表面积污后憎水性 不能迁移至污层表面，而且在相同的接触压力下，耐电强度 要比硅橡胶差。
1.2环氧树脂 环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团
的有机高分子化合物 。 环氧树脂为热固性绝缘材料，在加入固化剂高温固化
成型后，有很好的化学稳定性 ，具有优良的耐碱性、耐酸 性和耐溶剂性，而且是具有高介电性能、耐表面漏电、耐 电弧的优良绝缘材料。 在环氧树脂的主链上引入脂环或苯 环支链，采用特殊的固化剂，可用于户外绝缘。
·电场、机械负荷与环境因素的共同作用则会进一步加剧 复合绝缘子老化、劣化的进程。
·伞裙护套材料有些变化如褪色、变硬、伞群形状略微形 变等，一般并不妨碍复合绝缘子的继续使用，但需要加强对 该批次产品的复检。
复合绝缘子的老化的合理定义应该基于复合绝缘子所承 担的功能的不可逆变化，并考虑老化从量变到质变的逐渐积 累过程。如果上述外绝缘材料的劣化导致伞裙护套对芯棒的 保护作用丧失、导致电气机械性能的严重下降，该绝缘子就 必须更换。
我国复合绝缘子事故统计（截至1998年9月）
电气
机械
不明闪络
雷 击
晴 天
阴
鸟
天 污秽 粪
多 气象
污 闪
内绝 缘击
穿
机 械 故 障
脆 断
云
比例（ %） 47.2 12.9 6.1 4.9 16.6 5.5 2.5 2.5 1.8
◆雷击闪络
·对瓷、玻璃绝缘子的故障统计中：
雷击故障约占故障总数的50％左右； ·对复合绝缘子的故障统计中：
少。随着采用耐酸性芯棒、端部密封的改进以及合理设置 均压措施防止电晕老化，此问题有望逐步解决。
电气事故多为界面闪络 引起，随着目前挤包套伞工
艺和整体注射工艺的逐步发展和完善，此类问题有望降低。
1.2复合绝缘子的老化 复合绝缘子的老化不完全等同于一般意义上材料的老化。 有机硅橡胶材料的耐老化特性虽然不如无机材料（陶瓷
硅橡胶在高压绝缘上的应用
主讲人：陈刚
一、概述
1、在外绝缘上应用的有机材料分类及初步评价
1.1三元乙丙橡胶 三元乙丙橡胶是以乙烯、丙烯及少量非共轭双烯为单体
共聚而制得。因其常温流动性好，具备很好的耐天候、耐臭 氧、耐热、耐酸碱和电性能，在高压绝缘领域有一定的应用。
三元乙丙橡胶分子结构上没有极性基团，宏观表现缺乏 极性，对各种极性化学品有较好的抗耐性，但也导致其内聚 能低，自粘性和互粘性很差，使得伞套与芯棒界面特性较差， 易发生蚀损、老化龟裂，使用寿命短。
且键能比紫外线辐照能量高，因此不易被紫外光和臭氧所 分解。有机硅具有比其他高分子材料更好的热稳定性以及 耐辐照和耐候能力，在自然环境下的使用寿命可达几十年。
1.3.2耐温特性及化学稳定性 硅橡胶（Silicone Rubber）是一种分子键兼具无机
和有机性质的高分子弹性材料，它的分子主键由硅原子 和氧原子交替组成（-Si-O-Si-）。硅氧键的键能达 370kJ/mol，比紫外线辐照能量高，比一般的橡胶的C-C 结合键能240kJ/mol要大得多，在高温（或辐射照射） 下分子的化学键不断裂、不分解。可在–90～+300℃温 度范围内长期使用，仍不失原有的强度和弹性。
上述芯棒的断裂等问题多发生于高压端——金具与芯 棒的结合位置。绝缘子高压侧２５％的长度承受了其７５ ％的电压，电场畸变严重。所以在此场强最为集中处，极 易产生电晕放电和小电弧放电。长时间作用更会加剧老化 的程度。
◆外绝缘的老化
·在各种老化因素中，电晕放电、沿面放电较紫外线、酸 雨等环境因素对复合绝缘子老化的影响更为显著。
用于中小型 绝缘子、套 管等的外绝 缘
90～140℃硫化，流动
性好，铂金催化剂直接
液体硅橡 胶（LSR）
加在硅橡胶组分中，双 组分混合交联，成型工 艺简单。特别适合做大
型设备外绝缘，且对模
具无损伤
分子量级介于RTV和 HTV之间，硬度低， 机械性能较RTV高出
很多，而电气性能又 较HTV高，憎水性比 另两种硅橡胶稳定
介电常数 （50Hz）
体积电阻率
表面电阻率
2.8 1015Ω cm 1012Ω cm
介质损耗角正切 4×10-3 （50Hz）
击穿场强(1mm厚 25 kV/m.4优异的憎水性和憎水迁移性 有机硅的主链十分柔顺，其分子间的作用力比碳氢化
合物要弱得多，因此，比同分子量的碳氢化合物粘度低， 表面张力弱，表面能小，成膜能力强。这种低表面张力和 低表面能使其具备优良的憎水性，使得雨水在硅橡胶表面 呈水珠状，随时滚落，不会形成导电水膜或连成线状的水 流，这是电气设备在湿态条件下使用具有高可靠性的保障。 而且，硅橡胶材料具备特殊的憎水迁移性，硅橡胶良好的 憎水性能在24~48小时内迁移至其表面的污秽上，使污秽 表面也具备憎水性。所以硅橡胶具有极高的耐污闪、耐雨 闪能力。
提高绝缘子耐雷水平的措施： ——适当增加绝缘子长度 ——改善复合绝缘子的电场分布，使其更趋均匀，
从而减缓局部高场强引发的局部放电，提高相同放电距 离下的放电电压。
——采用合格的原材料来生产复合绝缘子
◆内绝缘击穿
1990－2001年京津唐电网复合绝缘子内部击穿事故统计
发生时间 电压等级
现象
作用电压 重合情况
气负荷，往往造成导线落地、电力中断等恶性事故。
老化：主要表现为外绝缘材质的劣化和因蠕变特性导致
的芯棒机械强度降低，一般并不导致所承担机械或电气负荷 功能的丧失，但却不利于产品的长期使用。
其它特殊的问题： 鸟类或鼠类咬伤伞裙护套； 绝缘子表面有微生物或霉菌生长等。
1.1复合绝缘子的损坏事故
CIGRE2000年调查中的复合绝缘子故障统计
或玻璃），但国外有20年以上的稳定运行经验。 在运行过程中，复合绝缘子的老化主要表现在： ·表面憎水性下降； ·漏电起痕或电蚀损变差； ·表面龟裂、开裂、击穿、粉化、褪色、变脆变硬； ·芯棒中有机材料机械疲劳及断裂等。 下面我们将从芯棒材料的老化和外绝缘的老化两方面来
详细阐述这些问题。
◆芯棒材料的老化
因此，硅橡胶已逐渐取代了其它复合绝缘材料在高压 线路和变电站中广泛应用。
2、硅橡胶的种类和基本特点 硅橡胶产品能在电力系统中大量运行，主要得益于其
优异的憎水性、憎水迁移性和耐污闪能力。现行市场上的 产品，主要有以下三类：
品种
1.3硅橡胶 硅橡胶主要是由高摩尔质量的线型聚硅氧烷组成。由
复合绝缘子的优点 复合绝缘子的这种结构，将机械性能和电气性能分开，
综合了伞群护套材料耐大气老化性能优越及芯棒材料拉伸 性能好的优点。
与传统的瓷绝缘子相比，复合绝缘子优越的性能主要 体现在：
·重量轻、运输安装方便； ·结构距离短，节省塔头空间，降低设计难度； ·强度高、不易破碎；抗震性能佳 ·耐污、湿闪性能优异，免清洗； ·免零值检测，减少输电线路的运行维护费用 ·220k V以上电压等级的价格优势明显
在长期的运行中，由于大气环境、电场、机械力等的 联合作用，芯棒中的玻璃纤维会产生机械疲劳；环氧树脂 材料老化；同时亦会出现端部金具和芯棒连接配合处松动， 可能出现微量的滑移，使密封胶开缝，或导致外绝缘与金 具和芯棒脱开，使芯棒材料受潮，形成酸性溶液腐蚀芯棒 等。在金具端部强电场的作用下，导致加速老化。
故障类型 电气故障
电压等级
沿面 界面 闪络 击穿
U<200kV 200≤U<300kV 300≤ U<500kV
U≥500kV 总计
故障率（％）
25 51 8 10 06 02 33 69
0.015
机械故障
金具
金具 损坏
滑移 与脱落
芯棒 断裂
2
4
23
0
2
8
0
0
101
0
0
1
2
6
133
0.02
总计
106 28 107 3 243 0.035
雷击故障约占故障总数的47.2％左右； 问题：试验研究的结论是，复合绝缘子自身的耐雷电 冲击水品与玻璃或瓷绝缘子串的耐雷电冲击水平相当，甚 至高于玻璃或瓷绝缘子串。但在实际运行情况却表明换复 合绝缘子后，线路雷击闪络次数增加。
原因分析： 复合绝缘子结构长度短，电极间距离被缩短。为改
善复合绝缘子端部电场而加装的均压环使电极间距离。 同时，部分生产厂家为了降低生产成本，盲目修改配方， 大量添加价格低廉的无机添加剂；或者选择劣质的材料， 导致绝缘子本体性能和使用寿命下降。
复合绝缘子损坏的主要原因包括：芯棒断裂；界面击 穿；金具与芯棒连接区滑移甚至拉脱；外绝缘材质严重劣 化(如：端部密封失效、护套开裂、漏电起痕或电蚀损等)。
绝缘子损坏事故的事故率并不高，但其一旦发生，往 往会发生掉线事故，需较长的后续维修、更换时间，所造 成的影响和损失较大。
在机械故障中主要是芯棒断裂 问题，金具原因的较
品种
工艺性能
物理性能
应用
室温硫化 室温硫化，流动性很好，分子量级低，抗撕强
硅橡胶 成型工艺简单，可在现 度、耐紫外光性及耐
（RTV） 场进行操作
电蚀损等性能较差
可做涂料喷 涂，也可做 简单的注塑 成型
高温硫化 硅橡胶
（HTV）
1流大氧产蚀4型动化品0～设性剂中18备差易，0℃成，产且高型特 气 对工温殊 并 模艺硫形 留 具复化状 存 有，杂或 于 腐；硬 漏 防 耐 等污度 电 高性高 起 低、， 痕 温耐耐 、 和紫老 憎 抗外化 水 撕光、 性 强性耐、度、
三元乙丙橡胶具备较好的憎水性，但表面积污后憎水性 不能迁移至污层表面，而且在相同的接触压力下，耐电强度 要比硅橡胶差。
1.2环氧树脂 环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团
的有机高分子化合物 。 环氧树脂为热固性绝缘材料，在加入固化剂高温固化
成型后，有很好的化学稳定性 ，具有优良的耐碱性、耐酸 性和耐溶剂性，而且是具有高介电性能、耐表面漏电、耐 电弧的优良绝缘材料。 在环氧树脂的主链上引入脂环或苯 环支链，采用特殊的固化剂，可用于户外绝缘。
·电场、机械负荷与环境因素的共同作用则会进一步加剧 复合绝缘子老化、劣化的进程。
·伞裙护套材料有些变化如褪色、变硬、伞群形状略微形 变等，一般并不妨碍复合绝缘子的继续使用，但需要加强对 该批次产品的复检。
复合绝缘子的老化的合理定义应该基于复合绝缘子所承 担的功能的不可逆变化，并考虑老化从量变到质变的逐渐积 累过程。如果上述外绝缘材料的劣化导致伞裙护套对芯棒的 保护作用丧失、导致电气机械性能的严重下降，该绝缘子就 必须更换。
我国复合绝缘子事故统计（截至1998年9月）
电气
机械
不明闪络
雷 击
晴 天
阴
鸟
天 污秽 粪
多 气象
污 闪
内绝 缘击
穿
机 械 故 障
脆 断
云
比例（ %） 47.2 12.9 6.1 4.9 16.6 5.5 2.5 2.5 1.8
◆雷击闪络
·对瓷、玻璃绝缘子的故障统计中：
雷击故障约占故障总数的50％左右； ·对复合绝缘子的故障统计中：
少。随着采用耐酸性芯棒、端部密封的改进以及合理设置 均压措施防止电晕老化，此问题有望逐步解决。
电气事故多为界面闪络 引起，随着目前挤包套伞工
艺和整体注射工艺的逐步发展和完善，此类问题有望降低。
1.2复合绝缘子的老化 复合绝缘子的老化不完全等同于一般意义上材料的老化。 有机硅橡胶材料的耐老化特性虽然不如无机材料（陶瓷
硅橡胶在高压绝缘上的应用
主讲人：陈刚
一、概述
1、在外绝缘上应用的有机材料分类及初步评价
1.1三元乙丙橡胶 三元乙丙橡胶是以乙烯、丙烯及少量非共轭双烯为单体
共聚而制得。因其常温流动性好，具备很好的耐天候、耐臭 氧、耐热、耐酸碱和电性能，在高压绝缘领域有一定的应用。
三元乙丙橡胶分子结构上没有极性基团，宏观表现缺乏 极性，对各种极性化学品有较好的抗耐性，但也导致其内聚 能低，自粘性和互粘性很差，使得伞套与芯棒界面特性较差， 易发生蚀损、老化龟裂，使用寿命短。
且键能比紫外线辐照能量高，因此不易被紫外光和臭氧所 分解。有机硅具有比其他高分子材料更好的热稳定性以及 耐辐照和耐候能力，在自然环境下的使用寿命可达几十年。
1.3.2耐温特性及化学稳定性 硅橡胶（Silicone Rubber）是一种分子键兼具无机
和有机性质的高分子弹性材料，它的分子主键由硅原子 和氧原子交替组成（-Si-O-Si-）。硅氧键的键能达 370kJ/mol，比紫外线辐照能量高，比一般的橡胶的C-C 结合键能240kJ/mol要大得多，在高温（或辐射照射） 下分子的化学键不断裂、不分解。可在–90～+300℃温 度范围内长期使用，仍不失原有的强度和弹性。
上述芯棒的断裂等问题多发生于高压端——金具与芯 棒的结合位置。绝缘子高压侧２５％的长度承受了其７５ ％的电压，电场畸变严重。所以在此场强最为集中处，极 易产生电晕放电和小电弧放电。长时间作用更会加剧老化 的程度。
◆外绝缘的老化
·在各种老化因素中，电晕放电、沿面放电较紫外线、酸 雨等环境因素对复合绝缘子老化的影响更为显著。
用于中小型 绝缘子、套 管等的外绝 缘
90～140℃硫化，流动
性好，铂金催化剂直接
液体硅橡 胶（LSR）
加在硅橡胶组分中，双 组分混合交联，成型工 艺简单。特别适合做大
型设备外绝缘，且对模
具无损伤
分子量级介于RTV和 HTV之间，硬度低， 机械性能较RTV高出
很多，而电气性能又 较HTV高，憎水性比 另两种硅橡胶稳定
介电常数 （50Hz）
体积电阻率
表面电阻率
2.8 1015Ω cm 1012Ω cm
介质损耗角正切 4×10-3 （50Hz）
击穿场强(1mm厚 25 kV/m.4优异的憎水性和憎水迁移性 有机硅的主链十分柔顺，其分子间的作用力比碳氢化
合物要弱得多，因此，比同分子量的碳氢化合物粘度低， 表面张力弱，表面能小，成膜能力强。这种低表面张力和 低表面能使其具备优良的憎水性，使得雨水在硅橡胶表面 呈水珠状，随时滚落，不会形成导电水膜或连成线状的水 流，这是电气设备在湿态条件下使用具有高可靠性的保障。 而且，硅橡胶材料具备特殊的憎水迁移性，硅橡胶良好的 憎水性能在24~48小时内迁移至其表面的污秽上，使污秽 表面也具备憎水性。所以硅橡胶具有极高的耐污闪、耐雨 闪能力。
提高绝缘子耐雷水平的措施： ——适当增加绝缘子长度 ——改善复合绝缘子的电场分布，使其更趋均匀，
从而减缓局部高场强引发的局部放电，提高相同放电距 离下的放电电压。
——采用合格的原材料来生产复合绝缘子
◆内绝缘击穿
1990－2001年京津唐电网复合绝缘子内部击穿事故统计
发生时间 电压等级
现象
作用电压 重合情况
气负荷，往往造成导线落地、电力中断等恶性事故。
老化：主要表现为外绝缘材质的劣化和因蠕变特性导致
的芯棒机械强度降低，一般并不导致所承担机械或电气负荷 功能的丧失，但却不利于产品的长期使用。
其它特殊的问题： 鸟类或鼠类咬伤伞裙护套； 绝缘子表面有微生物或霉菌生长等。
1.1复合绝缘子的损坏事故
CIGRE2000年调查中的复合绝缘子故障统计
或玻璃），但国外有20年以上的稳定运行经验。 在运行过程中，复合绝缘子的老化主要表现在： ·表面憎水性下降； ·漏电起痕或电蚀损变差； ·表面龟裂、开裂、击穿、粉化、褪色、变脆变硬； ·芯棒中有机材料机械疲劳及断裂等。 下面我们将从芯棒材料的老化和外绝缘的老化两方面来
详细阐述这些问题。
◆芯棒材料的老化
因此，硅橡胶已逐渐取代了其它复合绝缘材料在高压 线路和变电站中广泛应用。
2、硅橡胶的种类和基本特点 硅橡胶产品能在电力系统中大量运行，主要得益于其
优异的憎水性、憎水迁移性和耐污闪能力。现行市场上的 产品，主要有以下三类：
品种