С 1870-х годов изобретение и применение электричества положили начало второй промышленной революции, и с тех пор человечество вступило в эпоху электрификации. Сформировавшаяся в ХХ веке крупномасштабная система производства и потребления электроэнергии преобразует первичную энергию в природе в электрическую энергию с помощью электрогенерирующих устройств, а затем поставляет ее различным потребителям посредством линий передачи, преобразования и распределения. По сравнению с другими энергоносителями, передача энергии посредством электричества является самым низким уровнем выбросов углерода и экологически чистым решением, и в настоящее время она стала незаменимым основным методом энергоснабжения для производства и жизни человеческого общества.
Изоляторы являются основными компонентами энергосистемы, в основном это изоляторы для линий электропередачи и распределения, а также изоляторы для оборудования электростанций. Они выполняют двойную функцию механического соединения и электрической изоляции в электросети. Для линий электропередачи и распределения, с одной стороны, изоляторы электроизолируют проводники и опоры, проводники и проводники; с другой стороны, они должны выдерживать воздействие собственного веса проводников и различных механических воздействий, таких как пляска проводника, ветровая нагрузка и обледенение; электростанции В электрооборудовании, таком как шины, трансформаторы, автоматические выключатели, трансформаторы, конденсаторы, разрядники, разъединители, реакторы, башни клапанов и т. д., должны использоваться опоры или полые изоляторы, которые играют роль электрической изоляции и механической опоры. Полые изоляторы также выполняют функцию контейнера с электрическими компонентами и изолирующей средой внутри.
С точки зрения электрических характеристик изоляторы должны не только выдерживать длительное рабочее напряжение, но также выдерживать переходные рабочие перенапряжения и грозовые перенапряжения и не могут вызывать пробой изоляции или поверхностное замыкание; с точки зрения механических свойств изоляторы должны не только выдерживать длительные нагрузки, но и ударные нагрузки, такие как тайфуны (ураганы) и землетрясения; изоляторы, работающие на открытом воздухе, подвергаются воздействию суровых и сложных климатических условий и должны обладать хорошей атмосферостойкостью, устойчивостью к старению и приемлемым сроком службы. Выдерживать воздействие суровых климатических условий, таких как ветер, мороз, дождь и снег, высокая температура и влажность, сильный холод и мороз, ультрафиолетовое излучение, кислотные дожди и солевые брызги, сухая жара пустыни и промышленное загрязнение. Поэтому внешняя изоляция является одним из важных гарантийных факторов надежности энергетического оборудования. Уровень внешней изоляции напрямую определяет, сможет ли вся энергосистема работать безопасно и стабильно.
«Отчет об инвестициях в мировую энергетику» Мирового энергетического агентства за 2020 и 2021 годы показывает, что общий годовой объем инвестиций в глобальные электросети колебался примерно между 250 и 300 миллиардами долларов США за последние девять лет, а доля инвестиций Китая стабилизировалась между {{4 }}%. . По данным британского GOULDEN REPORTS о мировых инвестициях в оборудование и системы в области передачи и распределения электроэнергии, без учета генподрядных проектов, глобальные инвестиции в электросетевые изоляторы и арматуру в 2015 году составили 23,5 млрд долларов США и, как ожидается, достигнут 23,5 млрд долларов США. в 2025 году — 35,8 млрд долларов США, что показывает, что часть внешней изоляции занимает значительную долю инвестиций в электросети.
В настоящее время для внешней изоляции используются три основных типа силиконовой резины: силиконовая резина вулканизации при комнатной температуре (RTV), жидкая силиконовая резина (LSR) и силиконовая резина вулканизации при высокой температуре (HTV). Различные типы силиконового каучука имеют разные реакционноспособные функциональные группы и молекулярные массы, что также приводит к различиям в процессах их вулканизации. Эти различия заключаются не только в температуре вулканизации, но также в давлении вулканизации и используемом вулканизирующем агенте. Вулканизация HTV требует довольно высокого давления и температуры, в то время как вулканизация RTV должна быть только близкой к атмосферному давлению и комнатной температуре, тогда как LSR требует температуры и давления между ними. Эти различия в дальнейшем повлияют на общие характеристики покрытия зонта из вулканизированной силиконовой резины.
Характеристики силиконового каучука во многом зависят от длины молекулярной цепи. Среди трех типов силиконового каучука только силиконовый каучук HTV, полученный путем вулканизации при высокой температуре и высоком давлении, имеет чрезвычайно длинную молекулярную цепь с молекулярной массой до 400,000-800,000, что намного выше. По сравнению с RTV и LSR, 10,000-100,000 по существу определяет, что HTV обладает лучшей устойчивостью к атмосферным воздействиям, таким как тепловое старение и старение озоном, чем RTV и LSR; RTV имеет гидроксильные концевые группы, и скорость его деградации в тех же условиях выше, чем у RTV и LSR. HTV с метиловыми концевыми группами работает почти в 50 раз быстрее, поэтому он демонстрирует относительно худшую устойчивость к старению; LSR и некоторые RTV используют двухкомпонентные системы с низкой вязкостью, в которых можно использовать только силоксан с низкой молярной массой и меньше наполнителя для получения низкой вязкости, необходимой для процесса, обычно можно добавлять только небольшое количество кремнезема в качестве армирующего и антипирена. , что определяет его плохую термостойкость и сопротивление трекингу; Силиконовый каучук HTV представляет собой высокую молярную массу (смесь силиконовых полимеров (длинные полимерные цепи) и относительно большого количества неорганических наполнителей, основным компонентом которых является антипирен гидроксид алюминия (АТН) (которое может достигать {{11 }}% по массе). При возникновении дугового разряда на поверхности отводится большое количество тепла за счет выделения и испарения содержащейся в ней кристаллической воды, что эффективно противостоит термической эрозии от дуги. резина обладает превосходной термостойкостью, устойчивостью к трекингу и электрической коррозии.