一种复合绝缘材料紫外线辐射老化试验方法与流程

本发明涉及复合绝缘材料领域，特别涉及一种复合绝缘材料紫外线辐射老化试验方法。

背景技术：

复合绝缘材料是以绝缘填料与高聚物复合而成的具有电绝缘功能的复合材料，凭借良好的憎水性和憎水迁移性，在电力系统中有着广泛的应用。

复合绝缘子由复合绝缘材料制成，可以减少绝缘子的串长，减小杆塔尺寸，降低工程造价，减轻维护工作量，相比传统玻璃、陶瓷绝缘子，还可以提高输电线路的耐污闪性能，因此，复合绝缘子在我国得到广泛的应用。但随着复合绝缘子在电力系统中大量使用及运行年限的增加，其老化问题日渐凸显。我国的复合绝缘子材料采用硅橡胶材料，其耐老化性能远远不及陶瓷或玻璃。表面放电、电晕放电以及紫外辐射、酸雨等是影响老化的主要因素。在已有研究中，表面放电、电晕放电对复合绝缘材料的影响试验方法较丰富，但对于紫外线辐射对复合绝缘材料影响的试验方法涉及较少。

紫外线辐射导致的复合绝缘材料老化发生的概率高，持续时间长，危害也较大。对比太阳光中波长较长能量较低的红外光和可见光，紫外线具有波长短、能量强的特点，这样导致紫外辐射最容易切断有机材料内部的化学键，影响材料的老化特性。户外运行的绝缘子，一旦发生老化现象，其表面的憎水性就将逐渐下降，继而导致绝缘性能迅速下降，甚至引发闪络事故，造成巨大损失。因此，研究紫外辐射对复合绝缘材料的影响，采取相关防治措施成为当务之急。

技术实现要素：

针对以上不足，本发明的目的在于提供一种复合绝缘材料紫外线辐射老化试验方法，测量复合绝缘材料在紫外线辐照下的老化规律与特征。

一种复合绝缘材料紫外线辐射老化试验方法，包括如下步骤：

s100：在老化试验腔体内分别设置分属不同波段的紫外线灯作为试验光源；

s200：选取复合绝缘材料样品分别置于老化试验腔体内；

s300：利用紫外线灯对复合绝缘材料样品进行定向辐照，并通过调节紫外线灯各参数，观察所述复合绝缘材料样品的老化特征；

s400：定时对复合绝缘材料样品的老化特征量进行测定并将测定结果进行对比。

可选的，所述紫外线灯包括uv-a、uv-b和uv-c紫外线灯。

可选的，所述紫外线灯置于所述老化试验腔体的内壁上。

可选的，所述老化试验腔体的外表面覆有铝膜，用于束缚紫外线。

可选的，所述老化试验腔体包括置物架，用于放置复合绝缘材料样品。

可选的，所述置物架由抛光铝板制成，且与所述铝膜构成紫外线束缚腔体，用于束缚紫外线不外泄。

可选的，所述紫外灯的辐射时间为4000-6000小时。

可选的，所述对复合绝缘材料样品的老化特征量进行测定包括：

利用sdc-100光学检测平台测量样品表面静态接触角，用于反映样品表面憎水性的变化规律；

对样品进行sem检测，用于获得样品表面的微观变化。

对样品进行eds分析，用于获得样品表面元素成分的变化。

对样品进行lmw含量变化测定，用于获得样品表面憎水性的恢复特性。

可选的，所述测定的时间间隔为20-40小时。

可选的，所述uv-a紫外线灯的紫外线波长为320-400nm，所述uv-b紫外线灯的紫外线波长为280-320nm，所述uv-c紫外线灯的紫外线波长为200-280nm。

本发明的有益效果为：

1、通过模拟多波段紫外线对复合绝缘材料定向辐射，可获得复合绝缘材料的老化特征，方法简单、科学、效率高；

2、可通过不同波段紫外线的试验对比，且每种波段的辐射量和辐射强度都可调整，以此来模拟我国不同地区的实际紫外线辐射情况；

3、结合不同老化特征的表征方法，综合考量老化特性。

附图说明

图1为本发明实施例示出的一种复合绝缘材料紫外线辐射老化试验方法。

具体实施方式

为了使本领域技术人员理解本公开所披露的技术方案，下面将结合实施例及有关附图，对各个实施例的技术方案进行描述，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本公开的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员可以理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。

参照图1，本发明实施例示出了一种复合绝缘材料紫外线辐射老化试验方法，包括：

s100：在老化试验腔体内分别设置分属不同波段的紫外线灯作为试验光源；

s200：选取复合绝缘材料样品分别置于老化试验腔体内；

s300：利用紫外线灯对复合绝缘材料样品进行定向辐照，并通过调节紫外线灯各参数，观察所述复合绝缘材料样品的老化特征；

s400：定时对复合绝缘材料样品的老化特征量进行测定并将测定结果进行对比。

自然光中的紫外线根据波长可分为：近紫外线(uv-a)，远紫外线(uv-b)和超短紫外线(uv-c)，因此，在步骤s100的具体实施例中，相对应的选择uv-a、uv-b和uv-c紫外线灯作为试验光源，具体见表1：

表1紫外线灯类型表

其中，uv-a紫外线又称为长波，是波长为320-400nm的紫外线；uv-b紫外线又称为中波，是波长为280-320nm的紫外线；uv-c紫外线又称为短波，是波长为200-280nm的紫外线。

将上述不同波段的紫外线灯分别置于三个相同的老化试验腔体的内壁上，沿轴向均匀分布在腔体的中心部位。需要说明的是，老化试验腔体的外表面覆有铝膜，用于束缚紫外线，使得腔体内的紫外线辐射强度尽量均匀。

在步骤s200的具体实施例中，选取初始静态接触角无区别、尺寸大小一致的复合绝缘材料样品进行老化试验。对老化试验腔体进行编号，其中，1号腔体表示模拟uv-a紫外线的辐射环境，2号腔体表示模拟uv-b紫外线的辐射环境，3号腔体表示模拟uv-c紫外线的辐射环境。老化试验腔体内设有置物架，将等量的复合绝缘材料样品分别置于3个老化试验腔体内的置物架上。

需要说明的是，置物架由抛光铝板制成，可与上述老化试验腔体表面覆盖的铝膜共同构成紫外线束缚腔体，使得紫外线被束缚在老化试验腔体内，不发生外泄。

在步骤s300的具体实施例中，三种紫外线灯分别对样品进行连续的定向辐射，并且可通过调节紫外线灯的数量、功率、辐射时间、辐射角度等参数中的一个或多个，以获得紫外线辐射强度和紫外线累计辐射量等用于测定样品老化特征量的试验数据。

需要说明的是，本实施例中紫外线灯对样品的辐射时间优选为4000小时，在其他具体操作中，根据紫外线灯参数设定的不同，也可将辐射时间设定为5000小时或6000小时。

在步骤s400的具体实施例中，定时将复合绝缘材料样品分别从老化试验腔体取出，对其表面的老化特征量进行测定，具体为：利用sdc-100光学检测平台测量样品表面静态接触角，可以反映样品表面憎水性的变化规律；对样品进行sem检测，计算样品表面的粗糙程度及轮廓算术平均偏差ra，以获得其表面微观形貌变化情况；对样品进行eds分析，根据c、o、al、si元素比重，以获得样品表面元素成分的变化情况；对样品进行lmw含量变化测定，计算有机小分子短链含量情况，以获得样品表面憎水性恢复特性情况。

进一步地，通过上述方法对复合绝缘材料样品测定后，将各个波段所得结果进行对比，可得出紫外线辐射影响下的复合绝缘材料老化规律与特征。

需要说明的是，本实施例中将复合绝缘材料样品从老化试验腔体取出进行测定的时间间隔优选为20小时，在其他具体操作中，根据紫外线灯参数设定的不同，可以将间隔时间设定为30小时或40小时。

本发明提供的技术方案通过多波段定向对比辐射，模拟日光紫外线中三种波段对复合绝缘材料老化特征量的影响，探究绝缘材料受紫外线辐射的老化性能，方法简单、科学、效率高。通过不同波段的试验对比，结果清晰，规律易得。

尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。