Warum wird Silikonkautschuk in Hochspannungskabeln verwendet?

Das Hochspannungs-Energiekabel-Übertragungssystem ist die Hauptform der zukünftigen Megastadt-Stromübertragung in Stadtzentren, aber auch die wichtigste Art der derzeitigen Stromübertragung von Wasserkraftwerken. Warum also Silikonkautschuk in Hochspannungskabeln verwenden?

Früher wurde für das Isoliermaterial von Hochspannungskabeln hauptsächlich EPDM-Kautschuk verwendet, dessen Isolations- und Alterungsbeständigkeit ausgezeichnet sind. Allerdings erschwert die Härte die Montage von Zubehör.

Silikonkautschuke verfügen über ausgezeichnete elektrische Isolierung, Hitze- und Kältebeständigkeit sowie Wasserabweisung; Sie haben einen breiten Extremtemperaturbereich und können langfristig bei -60°C ℃ (oder niedrigeren Temperaturen) bis +250°C ℃ (oder höheren Temperaturen) eingesetzt werden.

Sie verfügen über hervorragende physiologische Inertheit und können daher mit geringem Energieverbrauch geformt, kalandriert, flüssigspritzgegossen und extrudiert werden. Dies erfüllt die Kundenanforderungen an Montage- und Wartungsfreundlichkeit sowie Betriebssicherheit von Hochspannungskabelzubehör und wird zunehmend in Hochspannungskabelzubehör eingesetzt.

Hier einige Informationen zum Thema:

• Was ist Silikonkautschuk?
• Wie wird Silikonkautschuk klassifiziert?
  • Hochtemperatur-vulkanisierter Silikonkautschuk
  • Raumtemperaturvernetzender Silikonkautschuk
  • Additiv geformter Flüssigsilikonkautschuk
  • Fester Silikonkautschuk
• Welche Eigenschaften hat Silikonkautschuk?
• Wie wird Silikonkautschuk in Hochspannungs-Wechselstromkabeln eingesetzt?
  • Anwendung in Kabelendverschlüssen
  • Anwendung im indirekten Verbinder von Kabeln
• Wie werden Hochspannungskabel mit Silikonkautschuk hergestellt?？

1. Was ist Silikonkautschuk?

Silikonkautschuke sind Kautschuke, deren Hauptkette aus abwechselnden Silizium- und Sauerstoffatomen besteht, wobei normalerweise zwei organische Gruppen an das Siliziumatom gebunden sind. Gewöhnliche reine Silikonkautschuke bestehen hauptsächlich aus Silikon-Sauerstoff-Ketten mit Methyl- und einem geringen Anteil an Vinylgruppen. Die Einführung von Phenyl kann die Hoch- und Tieftemperaturbeständigkeit von Silikonkautschuken verbessern, und die Einführung von Trifluorpropyl und Cyano kann die Temperatur- und Ölbeständigkeit von Silikonkautschuken verbessern.

Silikonkautschuk hat eine gute Tieftemperaturbeständigkeit und kann noch bei -55 °C arbeiten℃. Nach der Einführung von Phenyl bis zu -73 ℃. Silicone rubbers’s heat resistance is also outstanding, can work for a long time at 180 ℃, kann einige Wochen oder länger standhalten und weist immer noch eine etwas höhere Elastizität als 200 auf ℃, die eine momentane Beständigkeit gegen hohe Temperaturen von 300 ℃ oder höher aufweist. Sind Silikonkautschuke recycelbar? Nicht kontaminierte Silikonkautschuke können manchmal gemahlen und wiederverwendet werden, die Wiederverwendung von Silikonkautschukprodukten ist kostengünstig.

Aufgrund seiner nützlichen Eigenschaften und der einfachen Herstellung und Formgebung finden sich Silikonkautschukverbindungen in vielen Produkten, darunter Hochspannungsleitungsisolatoren, Lebensmittel- Lagerprodukte, Bekleidung, elektronische Geräte, medizinische Geräte, Implantate, Silikondichtungen usw.

2. Wie wird Silikonkautschuk klassifiziert?

Silikonkautschuk wird auf viele Arten klassifiziert, normalerweise wird vor der Aushärtung nach der Form in festen Silikonkautschuk und flüssigen Silikonkautschuk unterteilt; nach der Vulkanisationstemperatur wird in raumtemperaturvulkanisierten Silikonkautschuk und hochtemperaturvulkanisierten Silikonkautschuk unterteilt.

2.1 Hochtemperatur-vulkanisierter Silikonkautschuk

Hochtemperaturvulkanisierter Silikonkautschuk bezieht sich auf den Prozess, bei dem Polysiloxan nach der Hochtemperatur-Vulkanisation (110-170 ℃) zu einem wärmegehärteten Elastomer geformt wird. Dabei wird hauptsächlich hochmolekulares Polymethylvinylsiloxan als Rohkautschuk verwendet, gemischt mit verstärkenden Füllstoffen, Vulkanisationsmitteln usw., und unter Hitze und Druck zu einem Elastomer vulkanisiert. Die Verstärkung von Silikonkautschuk erfolgt hauptsächlich durch verschiedene Arten von Kieselsäure, die die Festigkeit des vulkanisierten Kautschuks um ein Vielfaches erhöhen kann. Manchmal werden auch verschiedene Zusatzstoffe hinzugefügt, um die Kosten zu senken oder die Eigenschaften des Kautschukmaterials zu verbessern und dem vulkanisierten Kautschuk eine Vielzahl von speziellen Eigenschaften zu verleihen.

2.2 Raumtemperatur-vulkanisierter Silikonkautschuk

Der Unterschied zwischen raumtemperaturvulkanisiertem Silikonkautschuk und hochtemperaturvulkanisiertem Silikonkautschuk liegt hauptsächlich darin, dass es sich um ein Polysiloxan mit niedrigem Molekulargewicht als Basiskautschuk handelt, der unter Einwirkung von Vernetzungsmitteln und Katalysatoren bei Raumtemperatur oder leichter Erwärmung zu einem Elastomer vulkanisiert werden kann. Raumtemperaturvulkanisierter Silikonkautschuk besteht aus Basiskautschuk, Vernetzungsmittel, Katalysator, Füllstoff usw. Die Verpackungsform kann in Einkomponenten- und Zweikomponententypen unterteilt werden.

XJY-705 Tetramethylcyclotetrasiloxan TMCTS ist eine Art reaktives Silikon, das Silikon-Wasserstoff-Bindungen enthält. Es kann eine Additionsreaktion mit ungesättigten Olefinen eingehen, die zur Herstellung von raumtemperaturvernetzendem Silikonkautschuk verwendet werden kann.

2.3 Flüssigsilikonkautschuk für Additivfertigung

Additionsformflüssigsilikonkautschuk basiert hauptsächlich auf Polydimethylsiloxan mit endständigen Vinylgruppen als Basiskautschuk, Polydimethylsiloxan mit Dimethyl- und Methylwasserstoffverknüpfungen als Vernetzungsmittel und Platinkomplexen als Vernetzungskatalysator. Unter Einwirkung des Katalysators wird das Kautschukmaterial bei Raumtemperatur oder unter Wärmezufuhr einer Additionsreaktion unterzogen, wodurch ein Silikonkautschuk mit netzartiger Struktur erhalten wird.

XJY-707 Hydridterminiertes Polydimethylsiloxan, kann aufgrund der aktiven Wasserstoffatome in der Molekülstruktur durch eine Silizium-Wasserstoff-Additionsreaktion von Copolymerpolymeren synthetisiert und zu einer Reihe von aktiven Silikonölen verarbeitet werden. Es kann als Kettenverlängerer für Flüssigsilikonkautschuk verwendet werden.

XJY-8206N Methylvinyl-VMQ-Silikonreihe ist ein farbloses transparentes flüssiges Harz mit Methyl- und Vinylgruppen, das aus Vinyl-MQ-Silikonharz und Vinylsilikonöl besteht. Es kann für LSR-Flüssigadditionsform-Silikonkautschuk verwendet werden.

2.4 Fester Silikonkautschuk

Festsilikonkautschuk besteht aus einer speziellen Mischung von Rohsilikonkautschuk und hochreinem Siliziumpulver und vereint somit die Eigenschaften von anorganischen und organischen Kautschuken. Im Allgemeinen kann Silikonkautschuk mit einem platinkatalysierten Härtungssystem, einem Kondensationshärtungssystem, einem Peroxidhärtungssystem oder einem Oximhärtungssystem gehärtet werden.

3. Welche Eigenschaften hat Silikonkautschuk?

Silikonkautschuk entsteht durch die Vereinigung von hydrolysiertem Dimethyldichlormethylsilan und Methylbenzoldichlormethylsilan, und sein Molekülgerüst besteht aus Si-O-Bindungen. Aufgrund der einzigartigen Molekülstruktur von Silikonkautschuk weisen die Silikonpolymere die folgenden Leistungsmerkmale auf:

(1) Elektrische Isolierung

Silikonkautschuk ist ein gesättigtes unpolares Material mit einem sehr hohen spezifischen Widerstand und einer hervorragenden elektrischen Isolierung. Die Änderung der elektrischen Isolationseigenschaften ist bei Feuchtigkeit, Frequenzänderungen und Temperaturanstiegen sehr gering. Es ist in der Lichtbogenentladung schwer entflammbar, und selbst bei Verbrennung ist das erzeugte Siliziumdioxid immer noch ein Isolator. Gleichzeitig weist das Silikonkautschukmaterial eine hervorragende Korona- und Lichtbogenbeständigkeit auf.

(2) Hitze- und Kältebeständigkeit

Die Si-O-Bindungsenergie im Molekülhauptstrang von Silikonkautschuk ist sehr hoch, daher ist seine Hitzebeständigkeit gut. Bei hohen Temperaturen ist seine Leistungsretention hoch. Bei 150 ℃, ist die Zugfestigkeit von Silikonkautschuk viel höher als die von Allzweckkautschuk, während Silikonkautschuk druckbeständig bei hohen Temperaturen ist. Da die Si-O-Si-Bindungslänge von Silikonkautschuk länger ist, der Bindungswinkel groß, flexibel und gut und die zwischenmolekularen Kräfte schwach sind, ist auch die Kältebeständigkeit von Silikonkautschuk sehr überlegen, der bei -60 ℃ ~ -70 ℃.

(3) Witterungsbeständigkeit

Das Hauptstrang von Silikonkautschuk hat keine ungesättigten Bindungen, und die Si-O-Si-Bindung ist sehr stabil gegenüber Sauerstoff, Ozon und ultraviolettem Licht. Daher benötigt es keine Zusätze und hat eine hervorragende Witterungsbeständigkeit. Seine physikalischen und mechanischen Eigenschaften ändern sich bei längerer Einwirkung von ultravioletter Strahlung und Wind und Regen nicht wesentlich. Bei Koronaentladungen in Ozon altern organische Kautschuke schnell, aber Silikonkautschuk wird kaum beeinflusst.

(4) Hydrophobie

Die negative Elektronegativität der Silikonkautschuk-Molekülkette ist klein, und die Wasserstoffbindungsenergie ist klein, was eine spezielle Oberflächeneigenschaft erzeugen kann, dass viele Materialien nicht haften, und eine hervorragende Hydrophobie.

Silikonkautschuk hat auch eine einzigartige hydrophobe Mobilität. Wenn bei äußeren Silikonkautschukprodukten nach Verschmutzung innere kleine Moleküle diffundieren an die Außenfläche und diffundieren auf die Oberfläche der Schmutzschicht. Daher kann die Oberfläche bei Schmutz und Feuchtigkeit immer noch einen sehr hohen spezifischen Widerstand aufrechterhalten.

XJY-711 Wasserstoffterminiertes Methylhydrogensiloxan-Dimethylsiloxan-Copolymer ist eine farblose transparente Flüssigkeit, die als Vernetzungsmittel für die Anwendung von Silikonkautschuk verwendet werden kann.

4. Wie wird Silikonkautschuk in Hochspannungs-Wechselstromkabeln eingesetzt?

Der umfangreiche Einsatz von Silikonkautschukmaterialien in der Energieversorgungskabelindustrie ist eine wichtige Grundlage für die Verbesserung und Aufwertung von Energieversorgungskabelprodukten. Bei Hochspannungskabelzubehör sind Silikonkautschuk-Isoliermaterialien ausgereift und werden hauptsächlich in Außenendverschlüssen, GIS-Endverschlüssen sowie in vorgefertigten Spannungskonus-Einsätzen und äußeren Isolierhülsen von Verbindungen verwendet.

4.1 Anwendung in Kabelendverschlüssen

Zwei Anwendungen von Silikonkautschuk in Hochspannungskabelendverschlüssen sind wie folgt:

(1) Verbundendverschluss-Isolierschlauch

Die Anwendung von Silikonkautschuk-Verbundhüllen überwindet Nachteile der Porzellanhülsen-Endverschlüsse, die sperrig und unpraktisch zu installieren sind sowie Explosionsgefahr bergen. Sie bieten Vorteile wie geringes Gewicht, einfache Montage und hervorragende Explosionssicherheit, um die Sicherheit des umliegenden Personals und der Ausrüstung zu gewährleisten. In Großstädten mit dichter Bevölkerung und hoher Gerätedichte sind die explosionssicheren Eigenschaften von Silikonkautschuk-Verbundhüllen besonders wichtig.

(2) Die Kernkomponente des Endverschlusses ist ein vorgefertigter Silikonkautschuk-Spannungstrichter.

Silikonkautschuk-Spannungstrichter zeichnen sich durch hervorragende Alterungsbeständigkeit aus, zeigen bei längerem Gebrauch keine Spannungsrelaxation und weisen keine signifikanten Änderungen der elektrischen Eigenschaften auf, was die Lebensdauer des Spannungstrichters sicherstellt. Bei GIS-Endverschlüssen werden Silikonkautschuk-Spannungstrichter in Verbindung mit Epoxid-Innenkegelisolatoren eingesetzt. Eine federbelastete Druckvorrichtung löst dabei die Grenzflächenisolierung; gleichzeitig wird der Silikonkautschuk-Spannungstrichter verwendet, um die Spannungskonzentration im elektrischen Feld zu bewältigen. Zusammen bilden sie eine standardisierte Kabelschnittstelle zu Hochspannungs-GIS-Schaltern, Transformatoren usw.

4.2 Anwendung in indirekten Kabelverbindern

Silikonkautschuk in Hochspannungskabel-Muffen ist eine Anwendung der vollständig vorgefertigten Bauweise der Verbindung. Vollständig vorgefertigte Silikonkautschuk-Muffen bestehen aus Spannungstrichter, Hochspannungs-Abschirmrohr, Verstärkungsisolierung der Muffe und äußerer Abschirmschicht, die mit hochwertigem Silikonkautschuk zu einem Ganzen geformt werden. Aufgrund der guten Elastizität und geringen Härte von Silikonkautschuk weist die vollständig vorgefertigte Muffe gute Grenzflächeneigenschaften mit dem Kabel auf. Bei der Installation vor Ort müssen die vorgefertigten Teile der Muffe lediglich über die Kabelisolierung gedehnt und nach der Montage der Armatur an die Markierung gezogen werden, was den Installationsprozess vereinfacht und die Installationsqualität gewährleistet.

Die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung ist derzeit die führende Technologie zur Lösung von Langstrecken-Übertragungskanälen mit hoher Kapazität und zur großflächigen Netzintegration erneuerbarer Energien im großen Maßstab. Mit der Entwicklung der VSC-HGÜ-Technologie entwickeln sich auch Gleichstromkabel als Schlüsselausrüstung weiter, wobei das Herstellungsniveau und die Spannungsfestigkeit von Hochspannungs-Gleichstromkabel-Zubehör ebenfalls steigen. Die Anwendung von Silikonkautschuk ist bei Hochspannungs-Gleichstromkabel-Zubehhör und Wechselstromkabel-Zubehör gleich und wird hauptsächlich bei der Herstellung von vorgefertigten Spannungstrichtern und äußeren Isolierhüllen von Endverschlüssen verwendet.

5. Wie stellt man Hochspannungskabel mit Silikonkautschuk her?

Silikonkautschuk hat gute Isoliereigenschaften, Alterungsbeständigkeit, Dichtungseigenschaften und die Haftung ist ebenfalls gut. Er weist eine hohe Festigkeit auf und verursacht bei längerem Gebrauch im Temperaturbereich von -50℃ to +250℃, keinerlei Probleme, was ihn zum idealen Material für Hochspannungskabel-Zubehör macht. Wie können Sie Ihre Produkte wettbewerbsfähiger auf dem Markt machen?

XJY Silikone ist einer der führenden Silikon MQ-Harz und VMQ-Silikon Hersteller in China mit mehr als 30 Jahren F&E- und Fertigungserfahrung in der Silikonindustrie und mehr als 15 verwandten Patenten und technischer Unterstützung. Unser Silikon-Rohmaterialprodukte für Methylsilikonkautschuk können die Anforderungen verschiedener elektronischer und elektrischer Geräte erfüllen, und unterstützen die Bereitstellung diversifizierter, individuell angepasster Lösungen.