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Portuguese Le système de transmission par câble d'alimentation haute tension est la principale forme future de transmission d'énergie vers les centres urbains des mégalopoles, mais aussi le principal moyen de transmission d'énergie des centrales hydroélectriques actuelles. Alors pourquoi utiliser du caoutchouc de silicone dans les câbles haute tension ?
Les premiers matériaux d'isolation pour câbles haute tension utilisaient principalement du caoutchouc EPDM, dont l'isolation et la résistance au vieillissement sont excellentes, cependant, la dureté rend difficile l'installation des accessoires.
Les caoutchoucs de silicone ont une excellente isolation électrique, une résistance à la chaleur, au froid et une hydrophobicité ; Ils ont une large plage de températures extrêmes, pouvant être utilisés à long terme de -60 ℃ (ou température inférieure) à +250 ℃ (ou température supérieure).
Ils présentent une excellente inertie physiologique et peuvent ainsi être moulés, laminés, moulés par injection liquide et extrudés avec une faible consommation d'énergie, ce qui peut répondre aux exigences des clients concernant la facilité d'installation et de maintenance ainsi que la sécurité d'exploitation des accessoires de câbles haute tension, et sont également de plus en plus utilisés dans les accessoires de câbles haute tension.
Voici quelques informations à aborder :
- Qu'est-ce que le caoutchouc silicone ?
- Comment classer le caoutchouc de silicone ?
- Quelles sont les performances du caoutchouc silicone ?
- Comment appliquer le caoutchouc silicone dans les câbles CA haute tension ?
- Comment fabriquer des câbles haute tension avec du caoutchouc silicone？
1. Qu'est-ce que le caoutchouc silicone ?
Les caoutchoucs silicone sont des élastomères dont la chaîne principale est constituée d'atomes de silicium et d'oxygène alternés, avec deux groupes organiques généralement attachés à l'atome de silicium. Les caoutchoucs silicone purs ordinaires sont principalement constitués de chaînes silicium-oxygène contenant du méthyle et une petite quantité de vinyle. L'introduction de phényle peut améliorer la résistance aux hautes et basses températures des caoutchoucs silicone, et l'introduction de trifluoropropyle et de cyano peut améliorer la résistance à la température et à l'huile des caoutchoucs silicone.
Le caoutchouc de silicone possède une bonne résistance aux basses températures et peut encore fonctionner à -55℃. Après l'introduction du phényle, jusqu'à -73 ℃. Silicone rubbers’s heat resistance is also outstanding, can work for a long time at 180 ℃, peut résister quelques semaines ou plus, et conserve une élasticité légèrement supérieure à 200 ℃, ce qui lui confère une résistance instantanée aux hautes températures de 300 ℃ ou plus. Les caoutchoucs de silicone sont-ils recyclables ? Les caoutchoucs de silicone non contaminés peuvent parfois être broyés et réutilisés ; il est peu coûteux de réutiliser les produits en caoutchouc de silicone.
En raison de ses propriétés utiles et de sa facilité de production et de mise en forme, les composés de caoutchouc de silicone se retrouvent dans de nombreux produits, notamment les isolateurs de lignes électriques, les produits alimentaires de stockage, les vêtements, les appareils électroniques, les dispositifs médicaux, les implants, les mastics silicone, etc.
2. Comment classer le caoutchouc de silicone ?
Le caoutchouc de silicone est classé de plusieurs façons : généralement, selon la forme avant durcissement, il est divisé en caoutchouc de silicone solide et caoutchouc de silicone liquide ; selon la température de vulcanisation, il est divisé en caoutchouc de silicone vulcanisé à température ambiante et caoutchouc de silicone vulcanisé à haute température.
2.1 Caoutchouc de silicone vulcanisé à haute température
Le caoutchouc de silicone vulcanisé à haute température désigne le processus par lequel le polysiloxane devient un élastomère thermodurci après vulcanisation à haute température (110-170 ℃). Il utilise principalement du polyméthylvinylsiloxane de haut poids moléculaire comme caoutchouc brut, mélangé avec une charge renforçante, un agent vulcanisant, etc., et vulcanisé en élastomère sous chaleur et pression. Le renforcement du caoutchouc de silicone est principalement assuré par divers types de silice, qui peuvent augmenter la résistance du caoutchouc vulcanisé des dizaines de fois. Parfois, pour réduire les coûts ou améliorer les performances du matériau en caoutchouc et conférer au caoutchouc vulcanisé diverses propriétés spéciales, on ajoute également divers additifs.
2.2 Caoutchouc de silicone vulcanisé à température ambiante
La différence entre le caoutchouc silicone vulcanisé à température ambiante et le caoutchouc silicone vulcanisé à haute température réside principalement dans le fait que ce dernier est un polysiloxane de faible poids moléculaire comme gomme de base, qui, sous l'action d'agents de réticulation et de catalyseurs et à température ambiante ou légèrement chauffé, peut être vulcanisé en élastomères. Le caoutchouc silicone vulcanisé à température ambiante se compose de gomme de base, d'agent de réticulation, de catalyseur, de charge, etc. La forme de conditionnement peut être divisée en deux types : monocomposant et bicomposant.
XJY-705 Tétraméthylcyclotétra-siloxane TMCTS C'est un type de silicone réactif contenant une liaison silicone-hydrogène, il peut subir une modification additive avec une oléfine insaturée, ce qui peut être utilisé pour synthétiser du caoutchouc silicone vulcanisé à température ambiante.
2.3 Caoutchouc de silicone liquide pour moulage additif
Le caoutchouc de silicone liquide à moulage par addition est principalement basé sur le polydiméthylsiloxane contenant du vinyle terminal comme gomme de base, le polydiméthylsiloxane contenant des liaisons diméthyl et des liaisons méthylhydrogène comme agent de réticulation, et des complexes de platine comme catalyseur de réticulation constituant le caoutchouc. Sous l'action du catalyseur, le matériau en caoutchouc subit une réaction d'addition à température ambiante ou sous chauffage, et un caoutchouc silicone avec une structure réticulée peut être obtenu.
XJY-707 Polydiméthylsiloxane à terminaison hydrure, en raison de la structure moléculaire contenant des atomes d'hydrogène actifs, peut être synthétisé par la réaction d'addition silicium-hydrogène du copolymère polymère et peut être transformé en une série d'huiles de silicone actives. Il peut être utilisé comme allongeur de chaîne du caoutchouc silicone liquide.
XJY-8206N Série de silicone VMQ méthylvinyle est une résine liquide transparente incolore qui contient des groupes méthyle et vinyle, composée de résine de silicone MQ vinylique et d'huile de silicone vinylique, elle peut être utilisée pour le caoutchouc silicone de moulage par addition de LSR liquide.
2.4 Caoutchouc de silicone solide
Le caoutchouc silicone solide est composé d'un mélange spécial de caoutchouc silicone brut et de poudre de silicium de haute pureté, combinant ainsi les propriétés des caoutchoucs inorganiques et organiques. Généralement, le caoutchouc silicone peut être durci à l'aide d'un système de durcissement catalysé par le platine, d'un système de durcissement par condensation, d'un système de durcissement au peroxyde ou d'un système de durcissement à l'oxime.
3. Quelles sont les performances du caoutchouc de silicone ?
Le caoutchouc silicone provient de la convergence du diméthyldichlorométhylsilane hydrolysé et du méthylbenzènedichlorométhylsilane, et son squelette moléculaire est constitué de liaisons Si-O. En raison de la structure moléculaire unique du caoutchouc silicone, les polymères de silicone présentent les caractéristiques de performance suivantes :
(1) Isolation électrique
Le caoutchouc silicone est un matériau saturé non polaire, qui a une très haute résistivité et une excellente isolation électrique. La variation de la propriété d'isolation électrique est très faible dans l'humidité, les changements de fréquence, l'augmentation de la température, il n'est pas facile de brûler dans la décharge d'arc, même en cas de combustion, la génération de silice est toujours un isolant. En même temps, le matériau en caoutchouc silicone a une excellente résistance à l'effet couronne et à l'arc.
(2) Résistance à la chaleur et au froid
L'énergie de liaison Si-O de la chaîne principale moléculaire du caoutchouc silicone est très élevée, donc sa résistance à la chaleur est bonne. Dans des conditions de haute température, son taux de rétention de performance est élevé. À 150 ℃, la résistance à la traction du caoutchouc silicone est beaucoup plus élevée que celle du caoutchouc à usage général, tandis que le caoutchouc silicone résiste à la compression à haute température. Comme la longueur de la liaison Si-O-Si du caoutchouc silicone est plus longue, l'angle de liaison est grand, flexible et bon, les forces intermoléculaires sont faibles, donc la résistance aux basses températures du caoutchouc silicone est également très supérieure, qui maintient toujours une bonne élasticité à -60 ℃ ~ -70 ℃.
(3) Résistance aux intempéries
La chaîne principale du caoutchouc silicone n'a pas de liaisons insaturées, et la liaison Si-O-Si est très stable vis-à-vis de l'oxygène, de l'ozone et de la lumière ultraviolette, donc elle ne nécessite aucun additif et a une excellente résistance aux intempéries. Ses propriétés physiques et mécaniques ne changent pas beaucoup lorsqu'il est exposé aux rayons ultraviolets et au vent et à la pluie pendant une longue période. Lorsque des décharges couronne se produisent dans l'ozone, le caoutchouc organique vieillit rapidement, mais le caoutchouc silicone a peu d'effet.
(4) Hydrophobie
La chaîne moléculaire du caoutchouc silicone a une petite électronégativité négative, et l'énergie de liaison hydrogène est faible, ce qui peut produire une performance de surface spéciale que beaucoup de matériaux n'adhèrent pas et a une excellente hydrophobicité.
Le caoutchouc silicone a également une mobilité hydrophobe unique, lorsque les produits en caoutchouc silicone d'extérieur deviennent sales, les petites molécules internes peuvent diffuser vers la surface extérieure et diffuser vers la surface de la couche sale, donc en cas de saleté et d'humidité, la surface peut toujours maintenir une très haute résistivité.
XJY-711 Copolymère méthylhydrogensiloxane diméthylsiloxane avec terminaison hydrogène est un liquide transparent incolore, il peut être utilisé comme agent de réticulation pour l'application du caoutchouc silicone.
4. Comment appliquer le caoutchouc de silicone dans les câbles CA haute tension ?
L'utilisation intensive de matériaux en caoutchouc de silicone dans l'industrie des câbles d'énergie est une condition de base importante pour l'amélioration et la valorisation des produits de câbles d'énergie. Dans les accessoires pour câbles haute tension, les matériaux d'isolation en caoutchouc de silicone sont matures, principalement utilisés dans les terminaux extérieurs, les terminaux GIS, ainsi que les jonctions sur les cônes de contrainte préfabriqués et les gaines d'isolation extérieures des terminaisons.
4.1 Application dans la terminaison de câble
Les deux applications du caoutchouc de silicone dans les bornes de câbles haute tension sont les suivantes :
(1) Tube de gaine d'isolation de borne composite
L'application de la gaine composite en caoutchouc de silicone surmonte les inconvénients que la borne à manchon en porcelaine est volumineuse et peu pratique à installer et à faire exploser, avec des avantages tels que légèreté, installation facile et excellentes propriétés antidéflagrantes, pour assurer la sécurité du personnel et de l'équipement environnants. Dans les grandes villes à population et équipements denses, les caractéristiques antidéflagrantes de la gaine composite en caoutchouc de silicone sont particulièrement importantes.
(2) Le composant central de la borne est un cône de contrainte préfabriqué en caoutchouc de silicone.
Le cône de contrainte en caoutchouc de silicone possède d'excellentes performances anti-vieillissement, aucune relaxation de contrainte en utilisation à long terme, et aucun changement significatif des performances électriques, ce qui garantit la durée de vie du cône de contrainte. Sur les bornes GIS, les cônes de contrainte en caoutchouc de silicone sont utilisés conjointement avec des isolateurs en cône interne en époxy, en utilisant un dispositif de compression à ressort pour résoudre l'isolation d'interface ; en même temps, les cônes de contrainte en caoutchouc de silicone sont utilisés pour résoudre la concentration de contrainte dans le champ électrique. Ensemble, ils forment une interface de câble standardisée avec les commutateurs et transformateurs GIS haute tension, et ainsi de suite.
4.2 Application dans le connecteur indirect des câbles
Le caoutchouc de silicone dans la tête indirecte de câble haute tension est l'une des applications de la structure de type entièrement préfabriquée du joint. Les jonctions entièrement préfabriquées en caoutchouc de silicone sont le cône de contrainte, Tube de blindage haute tension, raccords pour améliorer l'isolation et couche de blindage extérieure en caoutchouc de silicone de haute qualité moulé d'une seule pièce. Grâce à la bonne élasticité et à la faible dureté du caoutchouc de silicone, le raccord préfabriqué monobloc présente de bonnes caractéristiques d'interface avec le câble. Lors de l'installation sur site, il suffit de dilater les pièces préfabriquées du raccord monobloc sur l'isolation du câble, puis de le tirer jusqu'à l'endroit repéré après la mise en place du dispositif de serrage, ce qui simplifie le processus d'installation et garantit sa qualité.
La transmission flexible en courant continu haute tension est actuellement la solution pour résoudre les problèmes de transport à longue distance et à grande capacité, ainsi que l'utilisation à grande échelle des énergies renouvelables pour l'interconnexion des réseaux électriques, une technologie dominante. Avec le développement de la technologie de transmission flexible en courant continu, les câbles à courant continu, en tant qu'équipements clés, évoluent également, ce qui améliore le niveau de fabrication et la résistance à la tension des accessoires de câbles à courant continu haute tension. L'utilisation du caoutchouc de silicone est la même dans les accessoires de câbles à courant continu haute tension et les accessoires de câbles à courant alternatif, principalement pour la fabrication de cônes de contrainte préfabriqués et de manchons d'isolation extérieure des extrémités.
5. Comment fabriquer des câbles haute tension avec du caoutchouc de silicone ?
Le caoutchouc de silicone possède de bonnes propriétés isolantes, une bonne résistance au vieillissement, de bonnes propriétés d'étanchéité, ainsi qu'une bonne adhérence et une résistance élevée. Il ne pose aucun problème lors d'une utilisation à long terme dans la plage de températures de -50℃ to +250℃, ce qui en fait le matériau idéal pour les accessoires de câbles haute tension. Comment rendre vos produits plus compétitifs sur le marché ?
Silicones XJY est l'un des principaux résine silicone MQ et Silicone VMQ en Chine, avec plus de 30 ans d'expérience en matière de R&D et de fabrication dans l'industrie du silicone et plus de 15 brevets et supports techniques connexes. Nos produits en matière première de silicone pour le caoutchouc de silicone méthylé peut répondre aux besoins de toutes sortes d' équipements électroniques et électriques, et nous fournissons des solutions diversifiées et personnalisées.
