電力系統發電設備安全控制和仿真國家重點實驗室都對高壓電纜附件硅橡膠應力錐試品進行了模擬試驗,模擬了氣泡和氣隙裂紋兩種缺陷,在工頻電壓下測量其電樹枝起始電壓,并通過數字顯微觀測系統記錄電樹枝形態,研究缺陷對硅橡膠電樹枝起始特性的影響.結果表明,試品存在氣泡缺陷及氣隙裂紋缺陷時,電樹枝起始電壓均有下降。通過對運行中交聯聚乙烯絕緣電纜系統出現缺陷的現場多個樣品分析:指出附件與電纜結合面配合處理不當,形成氣隙是引起電纜系統故障的主要原因之一。液體硅橡膠加工高壓電纜附件核心部件可以提高產品質量早期人們都是采用乙丙橡膠加工電應力控制錐及中間接頭,乙丙橡膠的優點是材料的絕緣性能高。缺點一是材料比較硬,安裝困難。二是加工產品過程中的工藝性能不好,絕緣橡膠與導電橡膠之間的交界面質量控制比較困難,由于材料的流動性不好,交界過渡面不整齊、且會形成凸臺或凹陷、套裝在電纜絕緣上面就會形成氣隙狀態。三是存在嚴重的質量隱患:有報道指出220kV三元乙丙橡膠絕緣型中間接頭在運行過程中產生橡膠絕緣件突然開裂引起放電擊穿的故障。
隨著我國經濟社會的不斷發展和高壓電力電纜及附件生產技術的日趨成熟,其逐漸取代架空線路成為城市內電力輸送的主要通道。高壓電纜附件技術的發展也促進了材料的更新。鑒于客戶對高壓電纜附件的安裝性、維護方便性、安全性等方面的要求,硅橡膠逐漸取代了其它材料,成為附件產品中的重要原材料。我國電纜附件的發展經歷了從繞包式到金屬殼體、瓷套+灌膠,再到尼龍、塑料、環氧外殼+灌膠 (1960 ~1987年),再到熱縮式、硅橡膠預制式+熱縮套管、預制式+冷縮套管(1988—2000年)、硅橡膠全冷縮式。不同電壓等級、不同結構形式電纜附件中應力錐所選的絕緣材料不同,絕緣材料逐漸從瓷套+環氧樹脂+三元乙丙橡膠轉變為硅橡膠復合套管+硅橡膠+環氧樹脂。尤其在近些年,硅橡膠全冷縮式附件的發展,帶動了硅橡膠在高壓電纜附件中的應用。高壓電纜附件分類:絕緣材料既是高壓電網建設的基礎材料,又是保障輸配電安全的關鍵因素。因電力設備,尤其是高壓輸變電設備,常常暴露于室外,電力行業對絕緣材料的耐高低溫、耐氣候、絕緣、憎水等性能要求較高。
高壓電纜附件,包括電纜終端和中間接頭的應用也越來越廣泛。高壓電纜目前大多為交聯聚乙烯絕緣電纜,其配套的附件多為預制式,具有安裝簡便、產品結構緊湊、體積小、電氣性能好、耐氣候、抗老化、防腐蝕、抗漏電痕好等優點。目前,電纜預制件使用的材料有乙丙橡膠(EPR)和硅橡膠兩大類,分別具有不同的特點。橡膠作為高壓電纜附件的絕緣材料已有很長歷史。屬于非極性材料,故具有優異的電絕緣性能,尤其是耐電暈和游離放電特性突出,但由于硬度大,造成現場安裝難度比較大。硅橡膠和三元乙丙橡膠相比,雖然機械性能稍差;但拉斷伸長率和回彈性高、硬度較低。硅橡膠整體預制式接頭正是利用上述特性制成的。什么是整體預制式工藝?整體預制式接頭是在工廠內注射成型,再經擴徑、襯以塑料螺旋支撐管;現場安裝時,將預擴張件套在經過處理的電纜末端或接頭處,抽出內部支撐的塑料螺旋條,壓緊在電纜絕緣上即可。隨著材料科學的發展,硅橡膠的機械性能也在提升。埃肯有機硅正是針對撕裂和回彈性的要求,開發高回彈撕裂性能優異的電纜附件用硅膠。