Seit den 1870er Jahren leitete die Erfindung und Anwendung der Elektrizität den Höhepunkt der zweiten industriellen Revolution ein, und die Menschheit ist seitdem in das Zeitalter der Elektrifizierung eingetreten. Das im 20. Jahrhundert entstandene groß angelegte Stromerzeugungs- und -verbrauchssystem wandelt Primärenergie in der Natur durch Stromerzeugungsgeräte in elektrische Energie um und liefert sie dann über Übertragungs-, Transformations- und Verteilungsverbindungen an verschiedene Nutzer. Im Vergleich zu anderen Energieträgern ist die Energieübertragung durch Elektrizität die kohlenstoffärmste und umweltfreundliche Lösung und mittlerweile zu einer unverzichtbaren zentralen Energieversorgungsmethode für die Produktion und das Leben der menschlichen Gesellschaft geworden.
Isolatoren sind die Grundkomponenten des Energiesystems und umfassen hauptsächlich Isolatoren für Übertragungs- und Verteilungsleitungen sowie Isolatoren für Kraftwerksgeräte. Sie erfüllen die Doppelfunktion der mechanischen Verbindung und der elektrischen Isolierung im Stromnetz. Bei Übertragungs- und Verteilungsleitungen isolieren Isolatoren einerseits Leiter und Masten, Leiter und Leitungen elektrisch; Andererseits müssen sie den Auswirkungen des Eigengewichts der Leiter und verschiedenen mechanischen Belastungen wie Dirigententanz, Windlast und Eisbelag standhalten; Kraftwerke Elektrische Geräte wie Sammelschienen, Transformatoren, Leistungsschalter, Transformatoren, Kondensatoren, Ableiter, Trennschalter, Reaktoren, Ventiltürme usw. müssen Säulen oder Hohlisolatoren verwenden, um die Rolle der elektrischen Isolierung und mechanischen Unterstützung zu übernehmen. Hohlisolatoren haben auch die Funktion eines Behälters, in dem sich elektrische Komponenten und Isoliermedien befinden.
Im Hinblick auf die elektrische Leistung müssen Isolatoren nicht nur einer langfristigen Betriebsspannung standhalten, sondern auch transienten Betriebsüberspannungen und Blitzüberspannungen standhalten und dürfen keinen Isolationsdurchschlag oder Oberflächenüberschlag verursachen; In Bezug auf die mechanischen Eigenschaften müssen Isolatoren nicht nur langfristigen Belastungen standhalten, sondern auch Stoßbelastungen wie Taifunen (Hurrikanen) und Erdbeben standhalten; Isolatoren, die im Freien eingesetzt werden, sind rauen und komplexen klimatischen Umgebungen ausgesetzt und müssen eine gute Wetterbeständigkeit, Anti-Aging-Leistung und eine akzeptable Lebensdauer aufweisen. Um den Auswirkungen rauer klimatischer Umgebungen wie Wind, Frost, Regen und Schnee, hoher Temperatur und Luftfeuchtigkeit, starker Kälte und Frost, ultravioletter Strahlung, saurem Regen und Salznebel, trockener Wüstenhitze und industrieller Umweltverschmutzung standzuhalten. Daher ist die äußere Isolierung einer der wichtigen Garantiefaktoren für die Zuverlässigkeit von Energieanlagen. Der Grad der äußeren Isolierung bestimmt unmittelbar, ob das gesamte Energiesystem sicher und stabil arbeiten kann.
Der „World Energy Investment Report“ 2020 und 2021 der Weltenergieagentur zeigt, dass die jährlichen Gesamtinvestitionen in globale Stromnetze in den letzten neun Jahren zwischen etwa 250 und 300 Milliarden US-Dollar schwankten und sich Chinas Investitionsanteil zwischen {{4 und 300 Milliarden US-Dollar stabilisiert hat }}%. . Den britischen Daten von GOULDEN REPORTS zu den weltweiten Investitionen in Ausrüstung und Systeme im Bereich der Stromübertragung und -verteilung (ohne Generalunternehmerprojekte) zufolge beliefen sich die weltweiten Stromnetzinvestitionen in Isolatoren und Armaturen im Jahr 2015 auf 23,5 Milliarden US-Dollar und werden voraussichtlich 23,5 Milliarden US-Dollar erreichen im Jahr 2025. 35,8 Milliarden US-Dollar, was zeigt, dass der Teil der Außenisolierung einen erheblichen Anteil der Investitionen in das Stromnetz ausmacht.
Derzeit werden drei Haupttypen von Silikonkautschuk für die Außenisolierung verwendet: Silikonkautschuk mit Raumtemperaturvulkanisation (RTV), Flüssigsilikonkautschuk (LSR) und Silikonkautschuk mit Hochtemperaturvulkanisation (HTV). Verschiedene Arten von Silikonkautschuk haben unterschiedliche reaktive funktionelle Gruppen und Molekulargewichte, was auch zu Unterschieden in ihren Vulkanisationsformverfahren führt. Diese Unterschiede liegen nicht nur in der Vulkanisationstemperatur, sondern auch im Vulkanisationsdruck und dem verwendeten Vulkanisationsmittel. Die HTV-Vulkanisierung erfordert einen recht hohen Druck und eine recht hohe Temperatur, während die RTV-Vulkanisierung nur nahe Atmosphärendruck und Raumtemperatur erfolgen muss, während LSR Temperaturen und Drücke zwischen beiden erfordert. Diese Unterschiede wirken sich weiter auf die Gesamtleistung der Schirmhülle aus vulkanisiertem Silikonkautschuk aus.
Die Eigenschaften von Silikonkautschuk hängen weitgehend von der Länge der Molekülkette ab. Von den drei Arten von Silikonkautschuk hat nur der durch Hochtemperatur- und Hochdruckvulkanisation geformte HTV-Silikonkautschuk eine extrem lange Molekülkette mit einem Molekulargewicht von bis zu 400,000-800,000 viel höher. Im Vergleich zu RTV und LSR bestimmen die 10,000-100,000 im Wesentlichen, dass HTV eine bessere Wetterbeständigkeit wie Hitzealterung und Ozonalterung aufweist als RTV und LSR; RTV ist hydroxylterminiert und seine Abbaurate ist unter den gleichen Bedingungen höher als die von RTV und LSR. Methylterminiertes HTV ist fast 50-mal schneller und weist daher die relativ schlechteste Alterungsbeständigkeit auf; LSR und einige RTVs verwenden niedrigviskose Zweikomponentensysteme, die nur Siloxan mit niedriger Molmasse und weniger Füllstoff verwenden können, um die für das Verfahren erforderliche niedrige Viskosität zu erreichen. Normalerweise kann nur eine geringe Menge Kieselsäure als Verstärkungs- und Flammschutzmittel zugesetzt werden , was seine schlechte Hitzebeständigkeit und Kriechstromfestigkeit bestimmt; HTV-Silikonkautschuk hat eine hohe Molmasse (eine Mischung aus Silikonpolymeren (lange Polymerketten) und relativ großen Mengen an anorganischen Füllstoffen, deren Hauptbestandteil das Flammschutzmittel Aluminiumhydroxid (ATH) ist (das bis zu {{11 betragen kann). }} Gewichtsprozent). Bei einer Lichtbogenentladung wird durch die Freisetzung und Verdunstung des darin enthaltenen Kristallwassers eine große Wärmemenge abgeführt, wodurch der thermischen Erosion durch den Lichtbogen wirksam entgegengewirkt wird Gummi weist die höchste Hitzebeständigkeit, Kriechstromfestigkeit und Kriechstromfestigkeit auf.