用于检测硅橡胶老化程度的模型及其建立方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种用于检测硅橡胶老化程度的模型及其建立方法和应用。该方法包括：准备硅橡胶样品；老化硅橡胶样品；采用动态力学分析仪分别表征硅橡胶样品、老化样品，从而获得室温储能模量、结晶转变温度和结晶转变峰强度；计算多个老化样品中每个的储能模量变化值、结晶转变温度变化值和结晶转变峰强度变化值；以及根据多个老化样品中每个的老化程度、储能模量变化值、结晶转变温度变化值和结晶转变峰强度变化值，确定在不同老化程度时储能模量变化值、结晶转变温度变化值和结晶转变峰强度变化值的范围。本发明专利技术对硅橡胶在老化过程中的分子动力学进行表征，测试方法简单精准，通过测试结果能够从根源上明晰硅橡胶的老化机理和老化程度。理和老化程度。理和老化程度。

【技术实现步骤摘要】
用于检测硅橡胶老化程度的模型及其建立方法和应用


[0001]本专利技术涉及材料性能评估
，具体地，涉及一种用于检测硅橡胶老化程度的模型及其建立方法和应用。

技术介绍

[0002]硅橡胶复合绝缘子因其良好的憎水性、憎水迁移性、耐雨闪、耐污闪等特性而被广泛应用于电力系统。然而，随着运行年限增加，复合绝缘子表现出一个突出问题是在服役环境下(包括紫外线、污秽、湿热、电晕放电、冰雪等)逐渐发生老化，硅橡胶材料结构发生破坏，憎水性和耐污闪性能变差，绝缘可靠性下降，直接影响电网的安全运行。长期以来，复合绝缘子的老化机理、老化试验方法、老化表征及评估方法等一直是高电压绝缘领域关注的重点研究方向。
[0003]目前老化检测表征的手段较多，但更多集中于对微观结构和宏观性能的检测，如，采用X射线衍射能谱(XPS)对硅橡胶老化过程中的不同元素含量变化进行表征，或采用扫描电子显微镜(SEM)对微观形貌进行表征，或采用硬度计(例如邵氏硬度计)对宏观硬度进行表征。但采用XPS对硅橡胶老化过程中的不同元素含量变化进行表征容易受到伞裙表面污秽的影响，很难清楚准确的分析出硅、氧和碳等各种元素的变化，而且检测手段相对复杂，对人工的熟练度和操作准确性要求较高。采用SEM、硬度计对微观形貌及硬度进行表征，虽然能简单直接地定性比较硅橡胶老化前后微观形貌和硬度的变化，但是难以评估变化后的整体老化水平，需要借助更多其他检测手段综合评估。
[0004]
技术介绍
部分的内容仅仅是专利技术人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。
专利技术内容
[0005]为了解决上述问题之一，本专利技术的第一方面提供了一种用于检测硅橡胶老化程度的模型的建立方法，其包括：
[0006]准备硅橡胶样品，所述硅橡胶样品的出厂时间小于24h；
[0007]采用动态力学分析仪表征所述硅橡胶样品，获得第一储能模量
‑
温度谱图和第一损耗因子
‑
温度谱图，从而获得第一室温储能模量G
’
1、第一结晶转变温度Tc1和第一结晶转变峰强度Tanδ1；
[0008]在不同老化条件下分别老化所述硅橡胶样品，获得多个老化样品；
[0009]采用所述动态力学分析仪分别表征所述多个老化样品，获得第二储能模量
‑
温度谱图和第二损耗因子
‑
温度谱图，从而分别获得所述多个老化样品中每个的第二室温储能模量G
’
2、第二结晶转变温度Tc2和第二结晶转变峰强度Tanδ2；
[0010]分别按照式(1)至式(3)计算所述多个老化样品中每个的储能模量变化值I、结晶转变温度变化值P和结晶转变峰强度变化值Q：
[0011]I＝G
’1‑
G
’
2 式(1)，
[0012]P＝Tc1
‑
Tc2 式(2)，
[0013]Q＝Tanδ1
‑
Tanδ2式(3)，以及
[0014]根据所述多个老化样品中每个的老化程度、I值、P值和Q值，确定在不同老化程度时I值的第一数值范围、P值的第二数值范围和Q值的第三数值范围。
[0015]在本专利技术的一些实施例中，上述建立方法还包括：
[0016]准备已使用不同年限的多个在运行硅橡胶样品；
[0017]采用所述动态力学分析仪分别表征所述多个在运行硅橡胶样品，获得第三储能模量
‑
温度谱图和第三损耗因子
‑
温度谱图，从而分别获得所述多个在运行硅橡胶样品中每个的G
’
2值、Tc2值和Tanδ2值；
[0018]分别按照式(1)至式(3)计算所述多个在运行硅橡胶样品中每个的I值、P值和Q值；
[0019]判断所述多个在运行硅橡胶样品中每个的I值、P值和Q值与所述多个在运行硅橡胶样品中每个的老化程度的对应关系是否正确；
[0020]若否，调整所述第一数值范围、所述第二数值范围和所述第三数值范围，以与所述多个在运行硅橡胶样品中每个的老化程度相对应。
[0021]在本专利技术的一些实施例中，所述多个在运行硅橡胶样品为多个已使用1～20年的在运行硅橡胶样品。
[0022]在本专利技术的一些实施例中，根据所述多个老化样品中每个的老化程度、I值、P值和Q值，确定在不同老化程度时I值的第一数值范围、P值的第二数值范围和Q值的第三数值范围包括：
[0023]检测所述多个老化样品中每个的硬度和/或回弹性能，从而确定所述多个老化样品中每个的老化等级；以及
[0024]根据所述多个老化样品中每个的老化等级、I值、P值和Q值，确定所述第一数值范围、所述第二数值范围和所述第三数值范围。
[0025]在本专利技术的一些实施例中，当邵氏硬度小于75A、180
°
对折无折痕时，老化等级为I级；
[0026]当邵氏硬度为75～80A、180
°
对折无折痕时，老化等级为II级；
[0027]当邵氏硬度大于80A且小于85A、180
°
对折有折痕时，老化等级为III级；以及
[0028]当邵氏硬度大于等于85A、180
°
对折有开裂时，老化等级为Ⅳ级；
[0029]其中老化等级越高，老化程度越大。
[0030]在本专利技术的一些实施例中，所述不同老化条件包括第一老化条件和/或第二老化条件；
[0031]其中，所述第一老化条件包括：温度200～240℃、时间0～500h；
[0032]所述第二老化条件包括20～30个大循环老化，每个所述大循环老化包括：高温老化2d、湿热老化2d、紫外老化2d、电晕老化1d，其中所述高温老化在温度150～180℃进行，所述湿热老化在相对湿度93～95％、温度60℃进行，所述紫外老化在紫外灯强度75～100W进行，所述电晕老化在电场环境25～30kV进行。
[0033]在本专利技术的一些实施例中，所述不同老化条件包括第一老化条件和第二老化条件，所述多个老化样品包括在所述第一老化条件下老化获得的多个第一老化样品和在所述第二老化条件下老化获得的多个第二老化样品；
[0034]根据所述多个老化样品中每个的老化程度、I值、P值和Q值，确定在不同老化程度时I值的第一数值范围、P值的第二数值范围和Q值的第三数值范围包括：
[0035]根据所述多个第一老化样品的老化程度确定所述第一数值范围、所述第二数值范围和所述第三数值范围；
[0036]判断所述多个第二老化样品中每个的I值、P值和Q值与所述多个第二老化样品中每个的老化程度的对应关系是否正确；
[0037]若否，调整所述第一数值范围、所述第二数值范围和所述第三数值范围，以与所述多个第二老化样品中每个的老化程度相对应。
[0038]本专利技术的第二方面提供了一种用于检测硅橡胶老化程度的模型，其通过上述任一所述的建立方法建立。
[0039]在本专利技术的一些实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检测硅橡胶老化程度的模型的建立方法，其特征在于，包括：准备硅橡胶样品，所述硅橡胶样品的出厂时间小于24h；采用动态力学分析仪表征所述硅橡胶样品，获得第一储能模量
‑
温度谱图和第一损耗因子
‑
温度谱图，从而获得第一室温储能模量G
’
1、第一结晶转变温度Tc1和第一结晶转变峰强度Tanδ1；在不同老化条件下分别老化所述硅橡胶样品，获得多个老化样品；采用所述动态力学分析仪分别表征所述多个老化样品，获得第二储能模量
‑
温度谱图和第二损耗因子
‑
温度谱图，从而分别获得所述多个老化样品中每个的第二室温储能模量G
’
2、第二结晶转变温度Tc2和第二结晶转变峰强度Tanδ2；分别按照式(1)至式(3)计算所述多个老化样品中每个的储能模量变化值I、结晶转变温度变化值P和结晶转变峰强度变化值Q：I＝G
’1‑
G
’
2 式(1)，P＝Tc1
‑
Tc2 式(2)，Q＝Tanδ1
‑
Tanδ2式(3)；以及根据所述多个老化样品中每个的老化程度、I值、P值和Q值，确定在不同老化程度时I值的第一数值范围、P值的第二数值范围和Q值的第三数值范围。2.根据权利要求1所述的建立方法，其特征在于，还包括：准备已使用不同年限的多个在运行硅橡胶样品；采用所述动态力学分析仪分别表征所述多个在运行硅橡胶样品，获得第三储能模量
‑
温度谱图和第三损耗因子
‑
温度谱图，从而分别获得所述多个在运行硅橡胶样品中每个的G
’
2值、Tc2值和Tanδ2值；分别按照式(1)至式(3)计算所述多个在运行硅橡胶样品中每个的I值、P值和Q值；判断所述多个在运行硅橡胶样品中每个的I值、P值和Q值与所述多个在运行硅橡胶样品中每个的老化程度的对应关系是否正确；若否，调整所述第一数值范围、所述第二数值范围和所述第三数值范围，以与所述多个在运行硅橡胶样品中每个的老化程度相对应。3.根据权利要求2所述的建立方法，其特征在于，所述多个在运行硅橡胶样品为多个已使用1～20年的在运行硅橡胶样品。4.根据权利要求1所述的建立方法，其特征在于，根据所述多个老化样品中每个的老化程度、I值、P值和Q值，确定在不同老化程度时I值的第一数值范围、P值的第二数值范围和Q值的第三数值范围包括：检测所述多个老化样品中每个的硬度和/或回弹性能，从而确定所述多个老化样品中每个的老化等级；以及根据所述多个老化样品中每个的老化等级、I值、P值和Q值，确定所述第一数值范围、所述第二数值范围和所述第三数值范围。5.根据权利要求4所述的建立方法，其特征在于，当邵氏硬度小于75A、180
°
对折无折痕时，老化等级为I级；当邵氏硬度为75～80A、180
°
对折无折痕时，老化等级为II级；当邵氏硬度大于80A且小于85A、180
°
对折有折痕时，老化等级为III级；以及
当邵氏硬度大于等于85A、180
°
对折有开裂时，老化等级为Ⅳ级；其中老化等级越高，老化程度越大。6.根据权利要求1所述的建立方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张林军，夏超楠，张瑶，陈章兴，刘超，尹亚楠，
申请(专利权)人：江苏神马电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：