輕型自固化應用于架空裸導線的絕緣涂覆材料分析

秦曉文

（廣西華磊新材料有限公司，廣西 平果 531400）

我國早期的戶外架空電力線路普遍采用的是裸鋁線材料，其具有成本低廉、利于散熱優點，同時為了保證其抗拉力往往會在其中摻加適量的鋼絲，形成“鋼芯鋁絞線”。但是，這種架空裸導線沒有絕緣外皮保護，容易出現氧化銹蝕現象，傳統的絕緣技術和絕緣材料在保質期、處理流程、性能等方面存在不足，并不能有效滿足其長期安全運行的要求，需要發展輕型自固化絕緣涂覆材料。

1 架空裸導線絕緣化的意義

架空裸導線在人口密集區容易發生電力安全事故，對人民群眾的人身財產安全產生較大損害，且并不能有效防止碳束炸彈的破壞，缺乏對突發事件的抵御力，將其進行絕緣化處理具有極大的現實意義，可以有效提升架空裸導線的環境適應力，維護其導電性能和耐腐蝕性能等特性，保證電力運輸的安全性。同時，架空裸導線的絕緣化處理滿足我國相關政策的要求，在《國家電網關于印發觸電人身傷害案件壓降專項整治行動指導意見的通知》等相關文件中已經明確提出需要對架空裸導線進行絕緣化，需要引起相關人員的注意。

最后，架空裸導線絕緣化處理在一定程度上可以帶動相關產業的發展，促進技術進步，為了保證其絕緣化質量和程度，需要解決當前絕緣材料存在的弊端，如無法滿足快速固化絕緣化，在室溫情況下很難迅速自固化；不能滿足快速自動涂敷空中長距離架空裸導線需要直接固化的要求；在戶外環境中的耐紫外線老化、耐污、抗爬電性能較差，材料自身的使用壽命得不到保障；單獨長度較重，會增加架空裸導線的負擔，且使用之前往往需要進行混合處理，具有一定含量的揮發溶劑和物質，影響人體健康和環境質量等，需要在其進行絕緣化的過程中發展輕型自固化的絕緣涂覆材料，保證絕緣化質量，提升涂覆效率[1]。

2 分析在架空裸導線絕緣涂覆材料中的輕型自固化

2.1 研制過程

（1）做好原料處理。想要保證輕型自固化在架空裸導線絕緣涂覆材料中應用的質量，需要保證研制過程的合理性和科學性，從根本上保證其性能滿足架空裸導線絕緣化處理的需要。對此，首要任務就是準備好研制需要的主要原料，首先，材料研制企業需要制定完善的研制方案，加強對國際先進技術的關注，學習并引進先進原料、設備，需要重視原始材料的選擇，準備好氣相白炭黑、氨丙基三乙氯基硅烷、甲基三甲氯基硅烷等，并保證其質量良好，需要研制人員加強和市場之間的聯系選擇信譽良好的材料廠家。其次，準備好檢測設備，如粘度計、硬度計、拉力試驗機等，結合自身的研制方案選擇合適的型號，同樣需要做好廠家的調研工作。最后，處理好真空成套反應器和實驗型動力混合機這兩個主要的生產設備，做好檢測維護工作，保證其在使用過程中不會出現問題，從而為具體的研制奠定良好基礎。

（2）合理設計工藝流程。應用于架空裸導線的輕型自固化絕緣涂覆材料研制的工藝流程是將物料放置于壓力或者真空的環境下進行物料分散、乳化以及混合的一個過程，研制人員應當將其進行合理設計，嚴格遵守各項工序，進行規范操作，需要構建具體的溫控系統和真空密封系統，并結合研制需要配置高剪切均質乳化機以及攪拌器，保證在實驗室環境下可以真實可靠的進行工業化生產的模擬。在實際進行研制實驗的過程中，研制人員需要先將研制環境的潮濕度通過溫控系統控制在不超過10%的狀態下，將事先準備好的原始材料根據不同的比例放入混合機中，通過對設備部件的有效操作，為其創建真空環境，將其進行均勻混合，直到其不出現發泡狀態，保證其中沒有多余的空氣成分，在將其進行封裝，完成工藝流程。為了保證工藝流程設計的合理性，需要研制人員自覺提升自身專業知識和實踐能力，通過互聯網、圖書館以及講座等途徑豐富自身知識體系，做好相應的知識儲備，保證輕型自固化絕緣涂覆材料可以順利研制[2]。

2.2 完善工藝

（1）優化配方設計。輕型自固化在架空裸導線絕緣涂覆材料中應用的主要載體為硅橡膠，從其化學組成上來看，普通硅橡膠的組成成分主要為少量乙烯基的硅氧鏈節以及甲基，在其中引入苯基可以有效提升其對溫度的適應力，經相關研究表明，普通硅橡膠的可以在-55℃下保持正常工作狀態，在引入苯基之后則可以延伸至-73℃。而引入三氟丙基可以有效提升其耐油性能，保證其介電穩定性和加工工藝兼容性等，需要相關研制人員注重對其的應用，并結合實際情況做好比例設計。此外，其單組分室溫固化反應主要是和空氣中的水分進行反應，形成彈性體固化，固化過程由表及內，同時由于脫醇型會影響到金屬。所以，在輕型自固化應用于架空裸導線的絕緣涂覆材料的配方優化上，需要將有機硅為基礎材料，保證其性能良好，并以材料的單組分作為主要的研制方向。

（2）明確固化效果。從固化原理上看，其反應主要是通過有機分子的相互作用，通過共價鍵的形式結合成為大分子，在這一過程中會常有失去水、醇以及氯化氫等小分子的現象。但交聯劑遇到水分子之后會產生水解反應，通過催化劑（如鉑金）的作用下會交聯聚甲基硅氧烷，其具體有兩種形式，一種為加成固化型，即在室溫或者加熱條件下，會直接固化為彈性有機硅橡膠。另一種為縮合固化型，即在室溫環境下，和周圍濕氣發生固化反應，形成彈性有機硅橡膠。這兩種形式都有單、雙組份之分。其中，縮合固化型的單組分結合其固化之后的副產物情況，可以細分為脫醇、脫肟、等類型。研制人員需要結合其不同形式的固化效果，綜合固化后產物等情況，進一步的將其進行優化，提升其整體性能，保證材料的綜合效益，從而促進我國社會的發展。

（3）選用環保型材料。為了保證輕型自固化絕緣涂覆材料投入市場的效果，在材料選擇上需要綜合考慮國內、國外兩個市場的要求。一方面，我國一直強調社會可持續發展，致力于打造環境友好型設備，提倡節能發展。在我國市場經濟體制不斷完善的情況下，環保節能的企業生產理念已經成為時代新潮流，需要在研制輕型自固化絕緣涂覆材料的過程中進行重視。另一方面，隨著國際社會發展水平的提升，國外市場也注意到環保的重要性。以歐盟為例，其已經禁止含有有機錫化合物消費品的出現，如果相關產品的錫含量超過產品重量的0.1%則不能投入市場。對此，需要相關材料企業在研制輕型自固化絕緣涂覆材料的過程中盡可能的選擇環保型材料，尤其是催化劑，從而在保證其可以有效應用在架空裸導線的同時開闊其銷售市場，提升其經濟效益。

（4）做好性能測試。為了保證輕型自固化絕緣涂覆材料工藝的有效完善，需要落實性能測試，保證其可以滿足國家電網等相關機構單位的標準要求，使其可以順利投入市場中，保證其可以切實的被應用于架空裸導線的絕緣化處理上。表1 是其主要需要進行的性能測試和其標準值規定。

（5）優化輕型自固化絕緣涂覆材料特性。輕型自固化絕緣涂覆材料研制的最初目的就是為了服務于架空裸導線的現場快速絕緣化處理，需要保證其特性符合處理要求，優化輕型自固化絕緣涂覆材料特性，保證其具有以下特點：①采用可固化硅橡膠作為絕緣材料基材，保證其在戶外環境下也可以擁有良好的耐紫外線老化、耐污性能，提升其環境適應度。②輕型自固化絕緣涂覆材料需要具有常溫自固化特性，即可以現場固化，不需要其他特殊工藝的輔助，自行進行固化。③保證固化之后的材料沒有縫隙出現，并且可以和架空裸導線之間進行緊密相貼，具有良好的防水密封性，避免出現漏電現象。④輕型性特性，正常情況下其密度不能超過lg/cm3，對于240mm2截面的架空裸導線施加的負載力不可以超過200kg/km，保證使用的安全性和綜合效益。⑤輕型自固化絕緣涂覆材料為單組形式，不需要進行多余的混合操作，滿足其不具有揮發溶劑，從而保證環境和人體的健康。⑥滿足專用自動涂覆機器人的絕緣化操作需求，發展現代化絕緣工藝，提升材料的市場空間和發展前景。

表1 輕型自固化絕緣涂覆材料性能測試表

（6）提升與噴涂裝置的協調性。輕型自固化絕緣涂覆材料需要和絕緣化噴涂裝置有良好的配合性，需要將其和相關機器人設備、工具、設備配件以及相關儀器進行配合，保證在使用噴涂裝置進行絕緣化處理的效果，將其進行均勻高效涂覆。例如，保證擠出絕緣層厚度在2.5mm 到3.8mm 之間，并將裝置運行的速度（即機器人行走速度）控制在3m/min到5m/min，保證其固化之后表面平整度，從而保證其影響效果。相關材料企業可以結合電力企業已有的噴涂裝置以及其未來的發展趨勢做好前瞻性的輕型自固化絕緣涂覆材料研制規劃，充分將先進技術進行應用，保證輕型自固化在架空裸導線絕緣涂覆材料中的應用效果，增添輕型自固化絕緣涂覆材料的時代技術特征，提升其在實際使用過程中的效率。

3 結語

綜上所述，輕型自固化絕緣涂覆材料可以良好滿足架空裸導線的絕緣需求，在其中適當的應用噴涂裝置（機器人）可以實現安全高空帶電操作，保證絕緣處理的有效性，需要加大對其的研制、生產力度，為電力運輸的安全性提供良好的保障，實現安全化、智能化的電網線路，并促進相關材料企業的進一步發展，從而保證我國社會總體發展質量。