कम्पोजिट इंसुलेटर में हल्के वजन, प्रदूषण प्रतिरोध, आसान स्थापना और रखरखाव आदि के फायदे हैं। देश और विदेश में पावर ग्रिड के निर्माण में समग्र इंसुलेटर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। वर्तमान में, चीन में सामान्य उपयोग में कंपोजिट इंसुलेटर की संख्या लगभग 8 मिलियन है, जो कि कंपोजिट इंसुलेटर की सबसे बड़ी संख्या वाले देशों में से एक है। संचालन के दौरान कई कारकों से समग्र इंसुलेटर आसानी से प्रभावित होते हैं, जैसे मशीनरी, पर्यावरण और बिजली। कंपोजिट इंसुलेटर के परिचालन समय में वृद्धि के साथ, कंपोजिट इंसुलेटर कठोर, भंगुर और रिसाव आदि हो जाएंगे। यदि कम्पोजिट इंसुलेटर लंबे समय तक लाइव संचालित होते हैं, तो यह पावर ग्रिड के सामान्य संचालन को प्रभावित करेगा। हाल के वर्षों में, कंपोजिट इंसुलेटर की उम्र बढ़ने की समस्या ने संबंधित विभागों का ध्यान आकर्षित किया है।
कंपोजिट इंसुलेटर की बाहरी इंसुलेटिंग सामग्री मुख्य रूप से उच्च तापमान वाला वल्केनाइज्ड सिलिकॉन रबर है, जो रबर में फिलर और स्ट्रक्चर कंट्रोल एजेंट को मजबूत करने और फिर वल्केनाइजिंग एजेंट के साथ इंटरैक्ट करने जैसे विभिन्न कॉम्प्लेक्स को जोड़कर प्राप्त किया जाने वाला इलास्टोमेर है। उच्च तापमान वल्केनाइज्ड सिलिकॉन रबर में मजबूत स्थिरता, हाइड्रोफोबिसिटी और हाइड्रोफोबिसिटी रिकवरी होती है। कम्पोजिट इंसुलेटर लंबे समय तक ऑपरेशन में बाहरी वातावरण में रहेगा, और बाहरी वातावरण में प्रदूषण, कोरोना और नमी सिलिकॉन रबर की सतह को नुकसान पहुंचाएगी, जो धीरे-धीरे कम्पोजिट इंसुलेटर के गुणों को खराब कर देगी और अंततः विफल हो जाएगी।
वर्तमान में, चीन के पावर ग्रिड की मुख्य निर्माण दिशा यूएचवी और यूएचवी की दिशा में बदल रही है। कई मामलों में उच्च ऊंचाई और उच्च प्रदूषण वाले क्षेत्रों में यूएचवी पावर ग्रिड बनाने की जरूरत है। इसलिए, कंपोजिट इंसुलेटरों को पराबैंगनी विकिरण और कोरोना डिस्चार्ज जैसी समस्याओं का सामना करना पड़ता है, जो कि ऐसे मुद्दे भी हैं जिन पर कंपोजिट इंसुलेटर की उम्र बढ़ने पर ध्यान देने की आवश्यकता है।
उम्र बढ़ने का प्रकार और समग्र इन्सुलेटर का तंत्र
समग्र इंसुलेटर की उम्र बढ़ने को तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: शारीरिक उम्र बढ़ने, रासायनिक उम्र बढ़ने और इलेक्ट्रोमैकेनिकल उम्र बढ़ने।
1.शारीरिक बुढ़ापा
समग्र इंसुलेटर की भौतिक उम्र बढ़ने के कारकों में मुख्य रूप से पराबैंगनी विकिरण, स्थानीय उच्च तापमान और तनाव थकान शामिल हैं। शारीरिक उम्र बढ़ने से सिलिकॉन रबर के यांत्रिक और विद्युत गुणों पर गंभीर प्रभाव पड़ता है। सिलिकॉन रबर सामग्री का एक्सपोजर प्रयोग चीन में 1998-2005 के दौरान किया गया था, और सिलिकॉन रबर की उम्र बढ़ने का अध्ययन किया गया था। यह पाया गया कि जब कम्पोजिट इंसुलेटर लंबे समय तक बाहर खुला रहता है, तो कंपोजिट इंसुलेटर की फोटोइलेक्ट्रिक संपत्ति स्पष्ट रूप से बदल जाएगी, जिसके बीच रेगिस्तानी क्षेत्र और उपोष्णकटिबंधीय पठार क्षेत्र में परिवर्तन सबसे स्पष्ट है।
पराबैंगनी प्रकाश का सिलिकॉन रबर की उम्र बढ़ने पर बहुत तेज प्रभाव पड़ता है, हालांकि पराबैंगनी प्रकाश और सिलिकॉन रबर की मुख्य श्रृंखला संरचना को पूरी तरह से काट सकता है, लेकिन पराबैंगनी प्रकाश और अन्य कारक सिलिकॉन रबर साइड चेन मिथाइल के ऑक्सीकरण को जोड़ देंगे, अंततः अग्रणी सिलिकॉन रबर की उम्र बढ़ने। सिलिकॉन रबर में मुख्य श्रृंखला संरचना ब्रेक के बाद मुक्त कणों का उत्पादन करेगी, उच्च ऊर्जा के मुक्त कणों का यह हिस्सा, एक दूसरे के बीच क्रॉस-लिंकिंग प्रतिक्रिया उत्पन्न करने में आसान है। हवा के संपर्क में आने पर, मुक्त कण भी हवा में ऑक्सीजन के साथ ऑक्सीकरण करते हैं, जिससे मीथेन और अन्य गैसें पैदा होती हैं।
हाल के वर्षों में, पश्चिम-पूर्व बिजली पारेषण परियोजना की क्रमिक प्रगति के साथ, युंगुइचुआन और ज़िज़ांग में मुख्य निर्माण सामग्री के रूप में मिश्रित इंसुलेटर के साथ कई उच्च-वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइनें खड़ी की गई हैं। इन क्षेत्रों में प्राकृतिक वातावरण अन्य क्षेत्रों की तुलना में अधिक गंभीर है, और यहां मिश्रित इंसुलेटर आवेदन में उम्र बढ़ने के लिए प्रवण हैं। युंगुइचुआन और अन्य उच्च ऊंचाई वाले क्षेत्रों में, पराबैंगनी विकिरण समय के विस्तार के साथ, समय के परिवर्तन के साथ सिलिकॉन रबर की ताकत और बढ़ाव धीरे-धीरे कम हो गया, विकिरण समय के विस्तार के साथ प्रतिरोधकता भी कम हो जाएगी, और सिलिकॉन रबर की हाइड्रोफोबिसिटी दिखाई देगी घटती प्रवृत्ति। इस घटना का कारण यह है कि समग्र इन्सुलेटर सिलिकॉन रबर का प्राथमिक बंधन पराबैंगनी प्रकाश की क्रिया के तहत जुड़ा होगा, जिससे सिलिकॉन रबर के यांत्रिक गुणों में लगातार गिरावट आती है।
क्रैकिंग प्रतिक्रिया भी गैस का उत्पादन करेगी, सिलिकॉन रबड़ के प्रदर्शन से गैस से बचने, सिलिकॉन रबड़ की सतह असमान या यहां तक कि छेद दिखाई देगी। साइड चेन पर गैर-मिथाइल समूह ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया के कारण गिर जाता है, इस समय, गैर-मिथाइल समूह मुख्य श्रृंखला के लिए एक शक्तिशाली ढाल नहीं बना सकता है, जिसके परिणामस्वरूप सिलिकॉन रबर की सतह की हाइड्रोफोबिसिटी में धीरे-धीरे कमी आती है। इसके अलावा, सिलिकॉन रबर में हाइड्रोफिलिक समूह भी सिलिकॉन रबर की सतह से पानी को अवशोषित करेंगे, ताकि सिलिकॉन रबर की प्रतिरोधकता में गिरावट जारी रहे। सिलिकॉन रबर में रासायनिक श्रृंखला के टूटने से भी इन्सुलेशन कमजोर हो जाएगा, जिससे रिसाव और अन्य दुर्घटनाएं हो सकती हैं। इसलिए, यदि लंबे समय तक यूवी मजबूत वातावरण के तहत एक सिलिकॉन रबर, सिलिकॉन रबर आंतरिक क्रैकिंग की घटना को जारी रखेगा, ऑक्सीकरण जैसे क्रॉसलिंकिंग प्रतिक्रियाओं, एक मैक्रो दृष्टिकोण से, अंदर सिलिकॉन रबर की आणविक संरचना को नष्ट कर देगा। सिलिकॉन रबर लंबे समय तक पराबैंगनी प्रकाश वातावरण में सिलिकॉन रबर के विद्युत प्रदर्शन में गिरावट और यांत्रिक प्रदर्शन को कम करता है, सिलिकॉन रबर के सामान्य उपयोग को प्रभावित करता है।
यह पाया गया है कि रंगीन लौह ऑक्साइड समग्र इन्सुलेटर सिलिकॉन रबड़ में थर्मल ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया को रोक सकता है, ताकि सिलिकॉन रबड़ की स्थिरता बनाए रखी जा सके, लेकिन रंगीन लौह ऑक्साइड का उपयोग हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया में उत्प्रेरक भूमिका निभाता है। जब सिलिकॉन रबर में नैनो सिलिका मिलाया जाता है, तो अतिरिक्त मात्रा में वृद्धि के साथ समग्र इन्सुलेटर के फ्लैशओवर वोल्टेज की संभावना कम हो जाती है। जब नैनो बीएन कणों को सिलिकॉन रबर में जोड़ा जाता है, तो सिलिकॉन रबर की सतह का तापमान वितरण अधिक समान होगा, क्षरण की गहराई धीरे-धीरे कम होगी, सिलिकॉन रबर की सतह की प्रतिरोध स्थिरता को बढ़ाया जाएगा, और फ्लैशओवर समस्या की संभावना होगी। घटते रहते हैं।
तनाव की थकान भी काफी हद तक कम्पोजिट इंसुलेटर की उम्र बढ़ने में तेजी लाएगी। यह पाया गया है कि जब लोड इंसुलेटर के साथ अम्ब्रेला स्कर्ट में हाई-फ़्रीक्वेंसी कंपन होता है, तो कंपन से अम्ब्रेला स्कर्ट की जड़ में गंभीर तनाव एकाग्रता घटना हो सकती है। लंबी अवधि और उच्च शक्ति भार के तहत, छाता स्कर्ट की जड़ हमेशा तनाव थकान की स्थिति में रहेगी, जिससे सूक्ष्म दरारें पैदा हो जाएंगी। यदि सूक्ष्म दरारों की प्रभावी ढंग से मरम्मत नहीं की जाती है, तो दरारों की गहराई में वृद्धि जारी रहेगी, और अंततः छतरी की स्कर्ट फट जाएगी।
2. रासायनिक एजिंग
समग्र इन्सुलेटर सिलिकॉन रबर उम्र बढ़ने के मुख्य कारण ओजोन, एसिड और बेस और नाइट्रोजन ऑक्साइड हैं, जिनमें से नाइट्रोजन ऑक्साइड नाइट्रिक एसिड का उत्पादन करने के लिए पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है। जब कंपोजिट इंसुलेटर लंबे समय तक अम्लीय वातावरण में रहता है, तो कंपोजिट इंसुलेटर की सतह गंभीर रूप से खराब हो जाएगी। मजबूत एसिड समग्र इन्सुलेटर की सिलिकॉन रबर रीढ़ की हड्डी को तोड़ देगा, इस प्रकार सिलिकॉन रबड़ सामग्री को नुकसान पहुंचाएगा। जब समग्र इन्सुलेटर एक क्षारीय वातावरण में होता है, तो समग्र इन्सुलेटर की सतह कमजोर क्षारीयता दिखाएगी, और क्षारीय पदार्थ भी सिलिकॉन रबर में प्राथमिक बंधन को तोड़ने का कारण बनेंगे, जिसके परिणामस्वरूप समग्र इन्सुलेटर की हाइड्रोफोबिसिटी का नुकसान होगा। मैक्रो दृष्टिकोण से, लंबे समय तक अम्लीय या क्षारीय वातावरण में समग्र इन्सुलेटर सिलिकॉन रबर ताकत में कमी की घटना दिखाएगा।
लंबे समय तक प्रदूषित और आर्द्र वातावरण में, मिश्रित इंसुलेटर की सिलिकॉन रबर की सतह की हाइड्रोफोबिसिटी धीरे-धीरे कमजोर हो जाएगी, और यहां तक कि समय की वृद्धि के साथ पूरी तरह से गायब हो जाएगी। जब मिश्रित इन्सुलेटर विभिन्न गुणों के समाधान में डूबे होते हैं, तो यह पाया जा सकता है कि तटस्थ समाधानों में समग्र इन्सुलेटर की सतह महत्वपूर्ण रूप से नहीं बदलती है, जबकि अम्लीय और क्षारीय समाधानों में मिश्रित इन्सुलेटर की सतह स्पष्ट संक्षारण घटना और जंग की डिग्री दिखाती है। अम्लता और क्षारीयता की वृद्धि के साथ धीरे-धीरे गहरा होता है। मिश्रित इन्सुलेटर के लिए, अम्लीय वातावरण क्षारीय वातावरण की तुलना में अधिक हानिकारक होता है।
हाई-वोल्टेज लाइन के संचालन के दौरान डिस्चार्ज घटना के कारण, डिस्चार्ज घटना से उत्पन्न ओजोन ऑक्सीकरण करेगा और समग्र इन्सुलेटर में बहुलक सामग्री के साथ प्रतिक्रिया करेगा। ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया समग्र इन्सुलेटर की सतह पर गंभीर दोष पैदा करेगी, और यहां तक कि समग्र इन्सुलेटर के प्रदर्शन पर भी गंभीर प्रभाव पड़ेगा।
3. विद्युत एजिंग
प्राकृतिक वातावरण से प्रभावित होने के अलावा, मिश्रित इंसुलेटर उच्च वोल्टेज वाले विद्युत क्षेत्रों से भी प्रभावित होते हैं, जो सिलिकॉन रबर की उम्र बढ़ने में तेजी लाते हैं। साथ ही, चार्ज किए गए कंपोजिट इंसुलेटर और नॉन-चार्ज कम्पोजिट इंसुलेटर के अध्ययन से पता चलता है कि चार्ज किए गए कंपोजिट इंसुलेटर का सेवा जीवन नॉन-चार्ज कम्पोजिट इंसुलेटर की तुलना में बहुत कम है, जो यह भी इंगित करता है कि विद्युत उम्र बढ़ने का एक महत्वपूर्ण कारक है समग्र इन्सुलेटर की उम्र बढ़ने। कंपोजिट इंसुलेटर सामान्य ऑपरेशन में चार्ज किए गए कणों से प्रभावित होगा, जिससे कंपोजिट इंसुलेटर सिलिकॉन रबर मेन चेन टूट जाएगा। साथ ही, यह नाइट्रोजन ऑक्साइड और अन्य पदार्थों का उत्पादन करने के लिए आसपास के ऑक्सीजन और अन्य पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करेगा, और फिर सिलिकॉन रबड़ के प्रदर्शन को नुकसान पहुंचाएगा। कोरोना आर्क कंपोजिट इंसुलेटर की सतह पर उच्च तापमान का कारण बनेगा, जिससे कंपोजिट इंसुलेटर के विद्युत और यांत्रिक गुणों में कमी आएगी। कंपोजिट इंसुलेटर को कोरोना आर्क से दागने के बाद, कंपोजिट इंसुलेटर की सतह पर कार्बनिक पदार्थों की सामग्री बहुत कम हो जाएगी, जिसके परिणामस्वरूप कंपोजिट इंसुलेटर के इंसुलेशन प्रदर्शन में गिरावट आएगी। सभी उम्र बढ़ने में, विद्युत उम्र बढ़ने की प्रतिक्रिया प्रक्रिया सबसे जटिल है, और विद्युत उम्र बढ़ने की प्रक्रिया भी एक ही समय में दिखाई देगी, शारीरिक उम्र बढ़ने और रासायनिक उम्र बढ़ने, इसलिए, समग्र इन्सुलेट सामग्री पर विद्युत उम्र बढ़ने का प्रभाव सबसे बड़ा है।