井瓊瓊 劉 洋 張 倩 司嘵闖

（河南平高電氣股份有限公司，河南 平頂山 467001）

復(fù)合絕緣子作為必備的絕緣裝置廣泛應(yīng)用與開關(guān)設(shè)備、輸電線路、變電站等電力系統(tǒng)，主要由硅橡膠傘裙護套、環(huán)氧樹脂玻璃纖維纏繞管（芯棒）、端部金屬附件組成，其中硅橡膠傘裙護套的制備可以注射成型，也可以模壓壓制成型［1］。

對于復(fù)合絕緣子來說，用來制作傘裙的硅橡膠是最關(guān)鍵的原料，其各項性能的高低、工藝性能的好壞直接決定了復(fù)合絕緣子的質(zhì)量。目前550kV及以下、800kV和1 100kV復(fù)合絕緣子都采用硅橡膠注射成型，而對于每批次的硅橡膠進廠檢驗，使用的是模壓成型試驗樣片測試，沒有通過注射樣片進行硅橡膠性能檢驗。本研究通過對硅橡膠注射樣片性能的檢測，得到硅橡膠注射成型的最佳硫化工藝條件。

1 實驗部分

1.1 原料與設(shè)備

硅橡膠混煉膠：自制；

橡膠注射成型機：REP-V67，REP，F(xiàn)rance法國REP公司；橡膠硬度計：GY-GS-HB，高鐵檢測儀器有限公司；厚度計：HD-10，上?；C械四廠；電子拉力機：AI-3000，高鐵檢測儀器有限公司；漏電起痕裝置：西安交通大學(xué)。

1.2 試樣注射模具的制備及安裝

注射設(shè)備采用REP-V67橡膠注射成型機，設(shè)備較小，操作靈活，如圖1所示。注射模具和模壓模具形狀一致，在模具表面開注料口，如圖2所示。模具規(guī)格分別為厚度1mm、2mm、3mm、4mm。

1.2.2 注射硫化條件

根據(jù)實際生產(chǎn)情況，設(shè)置注射樣片的硫化溫度。經(jīng)過注射，發(fā)現(xiàn)注射過程中溫度低于130℃時，硅橡膠樣片有未硫化的情況；而高于140℃時，硅橡膠在注射通道已經(jīng)發(fā)生部分自硫，流動性差，給注射造成困難，易造成設(shè)備注射通道的擁堵。

圖1 REP-V67橡膠注射成型機

圖2 單個注射模具

模壓成型試樣的硫化條件根據(jù)硅橡膠的硫化曲線，在注射成型硫化溫度、時間的基礎(chǔ)上增加至150℃，10min。因此選用如表1所示的硫化條件。

表1 模壓注射樣片硫化條件

1.2.3 注射試樣的制備

注射時將注射模具放置在產(chǎn)品模具上，將各個小模具注料口對應(yīng)設(shè)備的主料口，合模，進行注射。注射過程如圖3所示。

1.3 性能測試

拉伸強度、扯斷伸長率測試按GB/T 528-2009測試；撕裂強度測試按GB/T 529-2008測試；硬度測試按GB/T 531-2008測試；擊穿電壓測試按GB/T 1695-2005；耐漏電起痕測試按GB/T 6553-2003。

2 結(jié)果與討論

2.1力學(xué)性能

圖3 注射試樣成型過程

按照不同溫度不同時間的硫化工藝，對注射成型試樣和模壓成型試樣進行力學(xué)性能及硬度的測試，結(jié)果見表2、表3。從表2可以看出，模壓成型試樣在150℃、10min的硫化條件下，力學(xué)性能最優(yōu)。

圖4顯示的是模壓成型和注射成型的力學(xué)性能對比圖，從圖中可以看出，相同時間內(nèi)隨著溫度的升高，或是相同溫度內(nèi)隨著時間的增加，硬度、拉伸強度逐漸升高，扯斷伸長率則逐漸降低。

隨著溫度的升高，時間的增加，硅橡膠的硫化程度增加，分子鏈之間形成的交聯(lián)鍵數(shù)量增多，形成空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，故硬度和拉伸強度增大，模壓試樣拉伸強度增加了24%，注射試樣拉伸強度增加了30%。交聯(lián)鍵的存在，使分子鏈滑移困難，扯斷伸長不易，故扯斷伸長率降低較多，模壓試驗扯斷伸長率降低了52%，注射試樣扯斷伸長率降低了32%。

模壓成型壓力小，在130℃、140℃時，試樣未硫化完全，因此在150℃、10min的硫化條件下性能最好，注射成型時注射壓力較大，在140℃、15min的硫化條件下表現(xiàn)的性能最優(yōu)異，且與模壓成型硫化條件為150℃、10min的性能最接近。

表2 模壓成型試樣力學(xué)性能結(jié)果

表3 注射成型試樣力學(xué)性能結(jié)果

圖4 模壓、注射力學(xué)性能對比圖

2.2耐漏電起痕測試和擊穿電壓強度測試

按照不同溫度不同時間的硫化工藝，注射試樣，做耐漏電起痕和擊穿電壓強度試驗（見圖5、圖6），結(jié)果見表4、表5。

圖5為模壓成型與注射成型的擊穿電壓強度對比圖，從圖中可以看出，隨著時間和溫度的升高，模壓成型試樣的擊穿電壓強度逐漸增大。這是因為模壓成型的壓力，性能指標較多依賴于時間的長短和溫度的高低。而注射成型的壓力，其擊穿電壓強度隨著時間和溫度的變化，數(shù)值變化不大，且都在140℃、15min時，模壓和注射的擊穿強度最大，最大值為23 kV/mm。

3 結(jié)論

隨著時間和溫度的升高，模壓試樣拉伸強度增加了24%，注射試樣拉伸強度增加了30%，模壓試驗扯斷伸長率降低了52%，注射試樣扯斷伸長率降低了32%。140℃、15min時模壓和注射的擊穿強度最大，最大值為23kV/mm。

注射成型在140℃、15min的硫化條件下表現(xiàn)的性能最優(yōu)異，與模壓成型硫化條件150℃、10min的性能接近。

圖5 擊穿強度試驗照片

圖6 模壓成型試片

注射成型試片

表4 模壓成型試樣電性能結(jié)果

表5 注射成型試樣電性能結(jié)果

圖7 模壓、注射擊穿電壓對比圖

［1］黃文潤.混煉硅橡膠的配合技術(shù)（五）［J］.有機硅材料，2006，20（5）：8-11.