复合绝缘子憎水性测量及影响因素分析
技术交流与应用 ＪＩ ＳＨＵ ＪＩＡＯ ＬＩＵ ＹＵ ＹＩＮＧ ＹＯＮＧ
复合绝缘平憎＝７ＩＫ性测量及影响因素 析
赵 阳 ，惠 华 ，李娟绒 ，张 辉。
（１．陕西汽车集团有限责任公司，陕西西安７１０２００；２．陕西电力科学研究院，陕西西安７１００５４；
３．陕西省电力公司物资总公司，陕西西安７１００６８）
０ 引言
复合绝缘子具有体积小、重量轻、机械强度高、
憎水性强、耐污闪性能好、不测零值和少维护等优 点，在电力系统中得到广泛应用，使用数量逐年递
增。复合绝缘子的外护套是硅橡胶材料，具有很好的
憎水迁移性和优异的防污闪性能。随着复合绝缘子 挂网数量的增多和运行年限的增长，其憎水性下降 甚至丧失而导致复合绝缘子发生污闪事故的概率增
大。国内外对复合绝缘子的憎水性变化进行了大量
研究．仍缺乏全面深入的结论，因此有必要从憎水迁 移性的机理出发，探讨憎水性的分级和测量方法，近
一步分析影响复合绝缘子憎水性的因素，并总结出
相关规律ｌ１Ｉ
１ 憎水性及迁移机理
憎水性是指绝缘材料所吸收的水分在其表面以
不连续的孤立小水珠形式存在，不形成连续水膜，绝 缘表面难以构成导电通路。许多材料具有憎水性，有
些材料的憎水性甚至比硅橡胶更强，但硅橡胶复合
绝缘子以其独有的憎水迁移性和可自恢复的特点， 在耐污性能方面远远超过了其它材料而得到电力系
统的认可。如今所用的复合绝缘子通常是高温硫化
硅橡胶复合绝缘子，其外绝缘由分子量为４５万～７０万
的聚二甲基硅氧烷（ＰＤＭＳ）组成 ，ＰＤＭＳ分子结构见 图ｌ 其宏观性能的４个主要特征为甲基基团之间小 分子作用力、硅氧主链的柔顺性、硅氧键的高键能和 硅氧主链的局部离子特性。围绕硅氧主链紧密排列
的非极性甲基基团向表面取向，屏蔽了Ｓｉ一０键的强 极性作用，使得硅橡胶表现出优异的憎水性。另外在 硅橡胶中不同程度地含有未交链的低分子量硅氧烷 链段，它的存在对合成绝缘子憎水性的迁移与恢复
有重要的影响。
ＣＨ， ＣＨ， ＣＨ ＣＨ 一 ｉ—Ｅ。一牛－－７ｍＥ。一汩 。一
ＣＨ ＣＨ ＣＨ。＝ＣＨ ＣＨ 图１ ＰＤＭＳ分子结构图 硅橡胶材料具有憎水迁移性是由于体内一些低 分子量的链段向表面扩散，因此对宏观的憎水性迁
移和恢复过程有重要的影响。如果预先用溶剂充分 提取硫化硅橡胶中的低分子量的链段，电晕老化后
憎水性的恢复速度显著降低，憎水性迁移到人Ｔ污
层表面的速度也明显下降＿３】。绝缘表面脏污时未与其 他分子相交链的小分子硅氧烷从绝缘材料内部扩散
到绝缘材料表面，并进一步扩散到污秽层表面，这种 迁移过程改变了污秽层的表面特ｌ生，使其表面具有
憎水性。
２憎水性的分级及测量方法
目前常用的２种憎水性的分级和测量方法是静
态接触角法（ＣＡ法）和喷水分级法（ＨＣ法）。 ２．１静态接触角法（ＣＡ法）
静态接触角法是通过直接测量固体表面平衡水
收稿日期：２０１１－０４—０１ 作者简介：赵阳（１９７９一），男，陕西西安人，助理工程师，从事工厂供配电项目的建设及管理工作。
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珠的静态接触角来反映材料表面憎水性状态的方
法，采用静态接触角测量仪器、测量显微镜或照相
来测量静态接触角０的大小。该方法对前进角和后倾 角进行了区分，其示意图见图２。
空气
（ａ）水平面 （ｂ）倾斜面
图２静态接触角示意图 测量时应使用角度计。将试品水平布置在角度
计上，并用注射器使水滴垂直置于试品表面。前进 角通过１个目镜在注射器滴入水滴的瞬间测量其扩
散的周边．后倾角应当在水滴向上移动的瞬间测量 其较高的周边。水珠的体积为４—７ Ｌ（即水珠重量
４～７ ｍｇ），测量时，需测５个水珠的静态接触角，取其
平均值。 ２．２喷水分级法（ＨＣ法） 喷水分级法是用憎水性分级来表示固体材料
表面憎水性状态的方法。该方法将材料表面的憎水 性状态分为７级，分别表示为ＨＣ１－ＨＣ７。ＨＣ１级对应
憎水性很强的表面。ＨＣ７级对应完全亲水性的表面。 憎水性分级的描述如表１所示 。由于该方法操作简
便，适合于户外现场测量。
表１憎水性分级标准 ＨＣ值试品表面水滴状态描述 ＨＣ１ 只有分离的水珠，大部分水珠的后退角 ≥８０。 ＨＣ２ 只有分离的水珠．大部分水珠的后退角５０。＜０ｒ＜８０。 只有分离的水珠，水珠一般不再是圆的．大部分水珠的后 退角２０。＜ ＿＜５Ｏ。 同时存在分离的水珠与水带．完全湿润的水带面积小于２ ｏｍ２，总面积小于被测区 一些完全湿润的水带面积大于２ ｃｍ ．总面积小于被测区 域面积的９０％ ＨＣ６ 完全湿润总面积大于９０％，仍存在少量干燥区域（点或带） ＨＣ７ 整个被试区域形成连续水膜
喷水分级法测量憎水性的操作过程是喷嘴距 离试品２５ ｏｍ，喷水１次／ｓ，共２５次，喷水后表面应有
水珠流下。喷射方向尽可能垂直于试品表面，憎水 性分级ＨＣ值的读取应在喷水结束后３０ ｓ内完成。试
品与水平面呈２０。～３０。倾角。喷水设备可用喷壶，应 满足：每次喷水量０．７～１ ｍＬ；喷射水流散开角为５０。～
７０。。喷射水流散开角的校核可采用如下方法：在距
喷嘴２５ ｏｍ处立一张报纸，喷射方向垂直于报纸。喷 水１０ １５次 ３憎水性的影响因素分析
３．１ 高湿度及ｐＨ值对憎水性的影响 为了研究复合绝缘子在高湿、连续大雨或大雾
环境中其表面憎水性的变化，将复合绝缘子伞裙做 成试品，并对试品进行预处理，然后浸泡在不同ｐＨ
值溶液中．每隔２４ ｈ用ＨＣ法测量其憎水性等级．试
验结果见表２。
表２浸泡时间及溶液ｐＨ值对憎水性的影响
浸泡 时间，ｈ ｐＨ值
ｌ２ ＨＣ２ ＨＣ２ ＨＣ２ ＨＣ２ ＨＣ２ ２４ ＨＣ２ ＨＣ２ ＨＣ２ ＨＣ３ ＨＣ３ ４８ ＨＣ３ ＨＣ３ ＨＣ３ ＨＣ３ ＨＣ３ ７２ ＨＣ３ ＨＣ３ ＨＣ３ ＨＣ４ ＨＣ４ ９６ ＨＣ４ ＨＣ４ ＨＣ３ ＨＣ４ ＨＣ４ １２Ｏ ＨＣ５ ＨＣ４ ＨＣ４ ＨＣ５ ＨＣ５
由表２可知硅橡胶在不同ｐＨ值溶液中浸泡后，
其憎水性均发生不同程度的变化，当ｐＨ值小于７或 等于７时。在试验过程中其憎水性的变化基本一致。 由此可知，当ｐＨ值小于或等于７时，溶液ｐＨ值对硅橡
胶憎水性的影响是一致。当ｐＨ值大于７时，硅橡胶憎
水性的丧失随ｐＨ值的增加而加速，碱性溶液对硅橡 胶憎水性的丧失起到很重要的作用。复合绝缘子在
运行过程中，不可避免地要经受污湿环境的长期考 验。如果污湿环境呈碱性，硅橡胶表面憎水性将受
到严重威胁并有可能完全丧失憎水性从而导致闪 络事故发生［５］。
３＿２电弧对憎水性的影响 复合绝缘子长期处在污湿环境下．其表面憎水
性会有不同程度的下降。运行绝缘子上表面长期暴 露于污湿环境中，憎水性将下降，其下表面相对受
污湿环境的影响则小得多，因此仍保持较好的憎水 性，从而形成干燥带，其干燥带上将承受较高的电
压。因此，无论在试验还是在运行中，极易在伞裙下
表面的伞径根部和钢脚处产生局部电弧。局部电弧 对复合绝缘子表面的憎水性产生２个方面的影响：
１）硅橡胶表面分子结构被电弧破坏；２）电弧的作用
使硅橡胶外表面碳化剥离出新的表面从而能提高 表面的憎水性。当局部电弧发生后，在电弧等离子 体作用下，很容易发生分子断链、表面能高的官能
团引入和交联聚合反应。分子断链是这种反应的第
一步；表面能高的官能团的引入，
将增加硅橡胶表 。ｊ｜ ｜｜一｜。 芟席与应 Ｊ／ＳＨｌＪ．ＪｔＡ０ ＬｔＵ ＹＵ ＹＩＮＧ ＹＯＮＧ
面的表面能，降低表面憎水性；表面分子的交联聚
合限制了硅橡胶内部的憎水性小分子向表面的移
动，由此将降低复合绝缘子的憎水迁移性能，导致 闪络电压的降低嘲。 ３．３环境温度对憎水性的影响 低温模拟试验的方法是将复合绝缘子放入所
设定的低温条件下２～８ ｈ，在温度充分达到平衡后取 出检查其憎水性。表３是运行绝缘子和新绝缘子上
表面憎水性随温度变化的对比试验结果。
表３复合绝缘子表面憎水性与温度关系测量结果
结果表明，无论是运行绝缘子还是新绝缘子，
低温下绝缘子的憎水性都出现了不同程度的降低。 图３为温度与复合绝缘子憎水性的关系。
图３复合绝缘子憎水性与温度的关系 从结果看存在一个低温临界点，在临界点以下 无憎水性。不同配方绝缘子其低温临界点不同，由
低温造成的憎水性丧失其恢复时间较快。而且，硅 橡胶材料的憎水迁移速度与环境温度有关，温度越
低，憎水性迁移速度越缓慢。绝缘子表面结冰时，憎
水性丧失较快。这也是表面污秽的复合绝缘子在结 冰状态下容易发生闪络的原因。试验结果还表明，
在０—１０ ｏｇ范围内包括新绝缘子在内憎水性均有不
同程度降低，不同厂家、不同配方所受影响不同。而
且．资料表明，硅橡胶材料的憎水迁移速度与环境 温度有关，温度越低，憎水性迁移速度越缓慢。因此
在低温下，复合绝缘子的憎水性受到较大影响。这
也是复合绝缘子在某些地区冬季低温冷雾情况下
发生污闪的原因。 高温环境中由于复合绝缘子外表面长期受紫
外线照射。其分子结构发生微小变化，产生一些有 机小分子聚硅烷，这些小分子聚合物的挥发使其在
短时间内进入硅橡胶表面污层，使污层获得憎水 性。试验表面温度在５０℃下硅橡胶材料小分子聚合
物的挥发速度是２０℃下的７．５倍，１００ ｏＣ下的挥发速 度是２０ 下的１３０倍。小分子聚合物的挥发速度越
快，硅橡胶表面的耐污性能越强，硅橡胶憎水性老
化速度越快，所以温度越高硅橡胶憎水性越强，硅 橡胶老化越严重 。 ３．４等值附盐密度对憎水性的影响
为了分析等值附盐密度（ＥＳＤＤ）对复合绝缘子
憎水｝生的影响，按固体涂层法对试品预处理后（实验 周围环境温度为２０℃，灰密ＮＳＤＤ＝Ｉ．０ ｍｇ／ｃｍ ），定
时利用ＨＣ法测量复合绝缘子的憎水性，结果见表４。
表４等值盐密对憎水性的影晌
由表４可知，随着时间的增长，原本亲水的污秽 物逐渐获得不同程度的憎水性，这是由于硅橡胶材
料憎水性迁移造成的，硅橡胶材料体内存在少量易 于流动扩散的低分子链段（ＬＭＷ），低面能的ＬＭＷ在
向外扩散过程中被吸附于高面能污秽物的表面，导 致污秽物获得不同程度的憎水性。污秽物表面吸附
ＬＭＷ的多少影响到宏观憎水性的状态，所以污秽物 在硅橡胶表面的停留时问越长，ＬＭｗ扩散并吸附于
污秽物表面数量也不断增多，污秽物表面的憎水性
也不断增强。同时，在相同的迁移时间里，污秽层表 面的憎水性随ＥＳＤＤ的增加而减弱。虽然憎水性的 ＬＭＷ吸附层使污秽物获得憎水性，但吸附层并不能
完全抑制污秽物本体的作用，污秽层化学特性对污
层获得憎水性的速度和程度有较大影响。随着ＥＳＤＤ 的升高。污层中的有机盐对水分的吸附能力变强，
而对憎水性的ＬＭＷ吸附能力减弱，所以污秽层最终
获得的憎水性随着盐密的升高而减弱ｌ ７Ｉ。 ３．５等值附灰密度对憎水性的影响
为了分析等值附灰密度（ＮＳＤＤ）对复合绝缘子 憎水性迁移的影响，本文采用２～１０ ｍｇ／ｃｍ
等值附灰
复合绝缘子FXBW-10-70
复合绝缘子：
高压线路用棒形悬式复合绝缘子：棒形悬式复合绝缘子用于普通和污秽地区的交流电力系统额
定电压35~500kV，频率不超过100Hz的架空线路、变电站作悬垂和耐张用。
绝缘子安装地点环境温度在-40℃～+40℃之间，海拔不超过1000m。 它尤其用于污秽地区，能有效防止污闪事故，是目前广泛使用的瓷绝缘子的替代产品。
复合绝缘子又称合成绝缘子，其主要结构由伞裙护套、环氧玻璃纤维（FRP）芯棒和端部金具三部分组成。其中伞裙护套由高温硫化硅橡胶制成， FRP芯棒是玻璃纤维作增强材料、环氧树脂作基体的玻璃钢复合材料，端部金具是外表面镀有热镀锌层的碳素铸钢或碳素结构钢。
复合绝缘子的这种结构将机械强度与外绝缘性能分开，芯棒与伞裙护套分别承担机械与电气负荷，从而综合了伞裙护套材料耐大气、老化性能优越及芯棒材料拉伸机械性能好的优点。作为绝缘子结构的一部分，金具主要起传递机械应力与连接固定的作用。
与传统的瓷绝缘子和玻璃绝缘子相比，复合绝缘子具有如下优点：
（1）强度高，重量轻。复合绝缘子的强度重量比很高，即比强度很高。其高机械强度源于玻璃钢芯棒优异的机械性能，目前被大量采用的玻璃钢引拔棒的拉伸强度可达1000MPa以上，而芯棒密度仅为2g/cm3 左右，因此其比强度很高，约为优质碳素钢的5~10倍。在相同电压等级下，复合绝缘子的重量仅为瓷绝缘子的1/7~1/10。
（2）湿闪污闪电压高。有机复合材料低能表面的憎水性是复合绝缘子优异耐湿污性能的主要原因。在大雾、小雨、露、溶雪、溶冰等恶劣气象条件下，复合绝缘子表面形成分离的水珠而不是连续的水膜，污层电导很低，因此泄露电流也很小，不易发生强烈的局部电弧，局部电弧也难以进一步发展导致外绝缘闪络。运行一段时间，复合绝缘子表面积污后，憎水性可以迁移到污层表面的特性为硅橡胶材料所独有，在相同污秽度下，其污闪电压可以达到相同泄露距离绝缘子的两倍以上。 普通棒形悬式复合绝缘子的等效直径远小于普通悬式瓷绝缘子及支柱绝缘子，这也是其耐污性能优异的重要原因。在不利条件下，憎水性可能因电气、环境等应力的影响而下降或丧失，但其等效直径不会变粗，所以污闪电压仍将保持较高的水平。
复合绝缘子FXBW-35-100
名称：高压线路用棒形悬式复合绝缘子
详细介绍
概述：
棒形悬式复合绝缘子用于普通和污秽地区的交流电力系统额定电压35~500kV，频率不超过100Hz的架空线路、变电站作悬垂和耐张用。绝缘子安装地点环境温度在-40℃～+40℃之间，海拔不超过1000m。
它尤其用于污秽地区，能有效防止污闪事故，是目前广泛使用的瓷绝缘子的替代产品。
复合绝缘子又称合成绝缘子，其主要结构由伞裙护套、环氧玻璃纤维(FRP)芯棒和端部金具三部分组成。其中伞裙护套由高温硫化硅橡胶制成， FRP芯棒是玻璃纤维作增强材料、环氧树脂作基体的玻璃钢复合材料，端部金具是外表面镀有热镀锌层的碳素铸钢或碳素结构钢。
复合绝缘子的这种结构将机械强度与外绝缘性能分开，芯棒与伞裙护套分别承担机械与电气负荷，从而综合了伞裙护套材料耐大气、老化性能优越及芯棒材料拉伸机械性能好的优点。作为绝缘子结构的一部分，金具主要起传递机械应力与连接固定的作用。
与传统的瓷绝缘子和玻璃绝缘子相比，复合绝缘子具有如下优点：
(1)强度高，重量轻。复合绝缘子的强度重量比很高，即比强度很高。其高机械强度源于玻璃钢芯棒优异的机械性能，目前被大量采用的玻璃钢引拔棒的拉伸强度可达1000MPa以上，而芯棒密度仅为2g/cm3左右，因此其比强度很高，约为优质碳素钢的5~10倍。在相同电压等级下，复合绝缘子的重量仅为瓷绝缘子的1/7~1/10。
(2)湿闪污闪电压高。有机复合材料低能表面的憎水性是复合绝缘子优异耐湿污性能的主要原因。在大雾、小雨、露、溶雪、溶冰等恶劣气象条件下，复合绝缘子表面形成分离的水珠而不是连续的水膜，污层电导很低，因此泄露电流也很小，不易发生强烈的局部电弧，局部电弧也难以进一步发展导致外绝缘闪络。运行一段时间，复合绝缘子表面积污后，憎水性可以迁移到污层表面的特性为硅橡胶材料所独有，在相同污秽度下，其污闪电压可以达到相同泄露距离绝缘子的两倍以上。
线路复合绝缘子不明原因闪络的分析与防治
第30卷第2期2013年6月灰声在户ANHUIELECTRICPOWER
线路复合绝缘子不明原因闪络的分析与防治
AnalysisandPreventionofUnknownFlashoverofLineComPositeInsulator
杨振伟詹颖棋许榕
(九江供电公司,江西九江332000)
摘要:通过对九江电网输电线路复合绝缘子的不明原因闪络事故进行调研分析,总结复合绝缘子不明原因闪络的原因主要有:硅橡胶长期在污湿环境下运行憎水性部分或完全丧失!爬电比距选择不合理!两端均压环或其表面粘附异物短接部分有效绝缘长度以及鸟粪通道击穿空气间隙提出了根据污秽等级选择爬电比距!加大第一伞裙直径!选用加长型结构以及清扫表面粘附异物的防不明原因闪络措施,实践证明该措施对防治复合绝缘子的不明原因闪络起到了良好的效果"关键词:复合绝缘子;不明原因闪络;憎水性;爬电比距;均压环;污秽等级
Abstraet:Bymeansofanalysisofunknownflashoveraeei.lentsinJiuiiang邵idtransmissionlineseomPositeinsulators,summarizeofthemainreasonsofunknownflashoverontheeomP-)sileins一llato巧:hydmphobieityofsilieonerubberwaslikelytode脚"lepaltlyorbelost(0mpletelyinthelong一termdirtyandweteircumstanee;theereer毋distaneeareehoieeirrati一)nally,equalizingringonbothendsor,omeforei罗body15arlhereontheeompo,iteinsulator.5surfaeeandtheair
g即15breakdownbythe即anoohannel.ThemeasurestopreventtheeompositeinsulatorsfromunknownflashoverwereProPosedinwhiehtheere即昭eolistanee15ohoioeaeeordingtothePollutiongrade,thediameteroffirstumbrelaskirtofeornpo,iteinsulator15inereased!lengtheningoompositeinsulatorswereapplied,theforei罗bodyadheringtothesurfaeesoftheeompositeinsulatori!1:lea一eol.Praetioehasprovedthatrneasure!ofpreve一ltionandeureofunknownflashoverofeomPosireinsulatorhasPlayedagoofleffe(!t.Keywords:eompositeinsulator;unknownflashover;hyolrophobi-ity;ereep卿distanee:脚dingring;pollution脚de
电场分布法带电检测复合绝缘子的研究
电场分布法带电检测复合绝缘子的研究
【摘 要】 作为架空线路主要防污闪产品的复合绝缘子已经大量应用于电网中，但是现有检测方法很难真正有效地检测出复合绝缘子中存在的缺陷，尤其是内绝缘缺陷。从某种程度上来说，是埋下了电网安全运行的隐患。笔者从大量的理论分析和实际运行经验中发现用电场分布法在线带电检测复合绝缘子缺陷有很大的可行性。为了确保电网安全运行，可以大力推广这一检测方法。
【关键词】 复合绝缘子 内绝缘缺陷 电场分布法 复合绝缘子带电检测仪
1 研究项目确立的必要性
1.1 复合绝缘子优势明显，应用广泛
复合绝缘子与传统的瓷质绝缘子相比，除了耐污闪能力强以外，质量轻、强度高、无零值、制造工艺简单、运行维护方便等优点也是十分突出的。
近年来，复合绝缘子已经大量应用于电网中。据统计，美国新生产的绝缘子有60%-70%为复合绝缘子。我国电力系统于20世纪80年代中后期引入了硅橡胶有机复合绝缘子在35kV-500kV交流输电线上运行。在吸取国内外经验教训的基础上，电力系统从一开始就瞄准了高温硫化硅橡胶复合绝缘子的开发与研制。80年代末，先后完成了硅橡胶复合绝缘子的开发、成果转让与产品化工作。90年代初，为遏制我国华东、华北、东北等污闪多发地区的大面积污闪事故发生，复合绝缘子被大量引入电网，到1994年底，挂网运行5万支。从此，我国电网使用复合绝缘子数量迅猛增加：1995年为10万支，1996年为20万支，1998年为46万支，1999年为84万支，到2001年已达160万支（约290万支年）。新建线路，包括交、直流500kV线路都开始大批量使用复合绝缘子。短短几年，主要复合绝缘子生产厂已先后完成芯棒与护套界面的连续挤压、整体注塑的改进；端部金具与芯棒连接工艺逐渐采用压接式；±500kV直流线路和500kV交流线路相继使用了耐应力腐蚀芯棒[1]。
1.2 复合绝缘子的使用现状以及其局限性
复合绝缘子存在着多种界面。目前认为，因复合绝缘子的密封不良或护套性能不良，从而引起潮气进入内部，导致芯棒与护套的界面或在芯棒中发生局部放电，在界面或芯棒中产生炭化通道。这些炭化通道不但将芯棒和护套分离开来，而且逐渐沿芯棒发展，使总的绝缘长度减少。有时这些放电还严重地腐蚀芯棒，致使芯棒断裂。目前国外已发生数例复合绝缘子内绝缘故障，国内也出现了一些问题[3]。
复合绝缘子表面雾滴对其闪络路径的影响
复合绝缘子表面雾滴对其闪络路径的影响
高磊;蔡志远;周思宇;冯尧
【摘 要】自制雾霾模拟试验箱对复合绝缘子进行人工喷雾试验,模拟复合绝缘子在不同积污阶段受污情况,用升压法对其加压测其闪络电压,观察其闪络路径.根据所得试验结果又进一步设计了破坏憎水性试验和喷纯水试验.研究表明绝缘子伞叶上下表面均积污时,所喷雾水盐度越低其闪络电压值越高且发生空间击穿的概率也越高,盐度高时则相反.而仅伞叶上表面积污时,均发生空间击穿.然后用有限元分析软件对上述几种污染情况进行电场仿真,提出目前所谓的“不明闪络”也可能是水滴场致发射的作用所造成的.
【期刊名称】《东北电力技术》
【年(卷),期】2017(038)003
【总页数】6页(P1-5,10)
【关键词】盐密;闪络路径;场致发射;电场仿真;不明闪络
【作 者】高磊;蔡志远;周思宇;冯尧
【作者单位】沈阳工业大学电气工程学院,辽宁 沈阳 110870;沈阳工业大学电气工程学院,辽宁 沈阳 110870;沈阳工业大学电气工程学院,辽宁 沈阳 110870;沈阳工业大学电气工程学院,辽宁 沈阳 110870
【正文语种】中 文
【中图分类】TM216;TM75 复合绝缘子因其耐污性能好、重量轻等优点，在国内输电线路中的应用越来越多，相关人员使用复合绝缘子的经验也越来越丰富［1］。但是当复合绝缘子处在污湿环境中，使其表面不断积污受潮时，其闪络的概率会大大增加，且绝缘子表面各部位的积污程度与其暴露在雾霾环境中的时间长短有关。
雾是在没有风或风速很小的情况下形成的，其主要受重力作用。在起初阶段绝缘子上表面先湿润，长时间后绝缘子全部受潮，在一些环境因素的影响下也可能出现下表面比上表面积污严重的现象［2］。
复合绝缘子污闪经历4个阶段：污秽沉积，湿润受潮，电弧发展，最终闪络［3］。可见积污是绝缘子闪络发生的先决条件。因此本文分别模拟复合绝缘子不同的积污阶段，通过测其闪络电压，观测闪络路径来分析其闪络机理。其研究结果对预防输变电线路中绝缘子的闪络具有重大的意义。
浅谈复合绝缘子老化特性的影响因素
浅谈复合绝缘子老化特性的影响因素
摘要：随着我国特高压输电工程的开展，复合绝缘子由于其优异的耐污闪性能得到广泛的使用。与瓷绝缘子和玻璃绝缘子相比，老化是导致复合绝缘子故障的主要原因。本文概述了国内外复合绝缘子老化的研究现状，简单介绍了复合绝缘子的电老化机理，复合绝缘子老化特性及评估方法，以及复合绝缘子老化特性的一些主要影响因素。
关键词：复合绝缘子；电老化机理；老化特性；影响因素
1前言
进入上世纪90年代以来，随着复合绝缘子技术的日趋完善，复合绝缘子的应用数量迅速增加，其中绝大部分都是以硅橡胶作为护套材料。在国外，选用复合绝缘子的主要原因是重量轻和费用低。在中国，目前运行的复合绝缘子全部为硅橡胶绝缘子，主要目的是解决污闪问题，这与我国架空线路的污秽特点密切相关。与传统的瓷绝缘子或者玻璃绝缘子相比较，复合绝缘子具有强度高、重量轻、耐湿闪污闪电压高、运行维护简便等优点[1]。
复合绝缘子的外绝缘采用的是有机材料硅橡胶，有机材料的耐老化性能远远比不上无机的陶瓷或玻璃。运行中，复合绝缘子的伞群、护套材料普遍表现出不同的老化现象，如漏电起痕或电蚀、龟裂、开裂、击穿、粉化、褪色、变脆变硬等[2]。外绝缘材料的严重老化是早期运行的很多复合绝缘子被淘汰或更换的主要原因。本文简单介绍了复合绝缘子的电老化机理，复合绝缘子老化特性及评估方法，以及复合绝缘子老化特性的一些主要影响因素。
2 复合绝缘子老化的诊断方法
复合绝缘子老化是电力企业十分关心的问题，国内外学者对绝缘子老化的诊断方法进行了大量的研究。以下分别从复合绝缘子的电特性、物理特性、化学特性等方面对其老化的诊断方法进行简单介绍。
2.1 电特性
诊断复合绝缘子老化与否最经常使用的电方法是测量其在雾中的闪络电压。根据IEC507，测量雾（洁净雾或盐雾）中复合绝缘子老化前后的闪络电压，可以评估复合绝缘子老化前后电气性能的变化。
硅橡胶绝缘产品憎水性测试方法
硅橡胶绝缘产品憎水性测试方法及注意事项
华北电力科学研究院有限责任公司
随着近年来复合绝缘子﹑RTV涂料及增爬裙的大量使用，依靠传统的盐密值已不能准确表述电力设备的外绝缘状况。为此针对上述硅橡胶类外绝缘产品的特征提出了“憎水性测试”检测项目。
完整的憎水性测量包括下述四项内容：
（1） 测量洁净状态下（或当前状态下）硅橡胶表面的憎水性；
（2） 测量定量人工染污状态下硅橡胶表面的憎水迁移性；
（3） 测量洁净状态下硅橡胶表面憎水性的丧失性能；
（4） 测量洁净状态下硅橡胶表面憎水性的恢复性能。
测量方法包括静态接触角测量和喷雾（或喷水）分级测量，其中对于现场运行的硅橡胶外绝缘设备仅需做当前状态下硅橡胶表面的憎水性测量，即上述内容（1），但须记录测量期间及之前一段时间内的气象条件；若需全面评估硅橡胶产品的憎水性能，则应在实验室做全上述四项内容。
一． 现场憎水性测量
1． 测量点的选择
（1） 复合绝缘子
每条线路的每个厂家的每批产品均选择一支复合绝缘子作为测量点，该绝缘子应为该批绝缘子中运行环境最为恶劣的一支。“环境最为恶劣”指当地污染状况最为严重及（或）阴雨潮湿天气相对最多﹑等。
取该绝缘子的横担侧（低压侧）第一片﹑中间一片及导线侧（高压侧）第一片伞裙做测量，上﹑下表面均测。
测量周期为一年一次。
（2）RTV涂料
如果该RTV用于线路，则测量点选择方法同复合绝缘子；如果该RTV用于变电设备，则每站的每个厂家的每批涂料选择电压等级最高的一台设备的一相瓷瓶做测量点。
其它同复合绝缘子。
（3）增爬裙
每站的每个厂家的每批增爬裙选择电压等级最高的一台设备的一相瓷瓶做测量点。
取该相瓷瓶的低压侧第一片﹑中间一片及高压侧第一片增爬裙做测量，仅测量上表面。
其它同复合绝缘子。
2．憎水性测量方法：
运行硅橡胶产品的憎水性测量采用喷水分级法（HC法），该方法将材料表面的憎水性状态分为7级，分别表示为HC1﹑HC2﹑HC3﹑HC4﹑HC5﹑HC6及HC7，其中HC1对应最佳憎水性，HC7对应最差憎水性，即完全亲水性。憎水性分级的典型状态如图1所示。
输电线路复合绝缘子运行状态抽样检测试验
输电线路复合绝缘子运行状态抽样检测试验
黄振;许志海;彭向阳;王锐;张英;周华敏
【摘 要】为了掌握在运复合绝缘子的运行性能变化情况,介绍了广东电网连续4年开展输电线路运行复合绝缘子抽样检测的情况,以及对其宏观性能进行的系统性试验检测情况,主要包括憎水性检查、机械破坏负荷、密封性能试验和带护套水扩散等.抽检结果表明:运行复合绝缘子机械性能和端部密封性能稳定,但界面粘接性、憎水性能和伞裙耐电蚀等性能发生较明显老化;复合绝缘子性能发生老化同运行年限有关,界面粘接性和伞裙耐电蚀性能在复合绝缘子运行超过8 a 后下降较为明显;复合绝缘子界面粘接性下降,可能导致芯棒机械性能下降甚至造成断裂故障,应在运维过程中重点关注.%In order to control the situation of operating performance
change of the running composite insulator, this paper introduces
development of sampling inspection on transmission line composite
insulator in the last four years of Guangdong power grid, and systematic
experimental inspection on its macroscopic performance including
hydrophobicity inspection, mechanical failure load, sealing property test ,
water diffusion with sheath, and so on. Sampling inspection results
indicate that mechanical property of the composite insulator and sealing
复合绝缘子憎水性机理分析
２０ 袁控等：复合绝缘子憎承性机理分折 绝缘材料２００２ Ｎａ １
复合绝缘子憎水性机理分析
袁 检 ，张建荣 ，吴经锋 ，段乃欣 ，邱毓昌 ，郭 洁
（１．上海市东供电局， 上海２００１２２；２．西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室． 陕西西安７１００４９
３．西安电瓷研究所，陕西西安７１００４９）
摘要 本文阐述了老化前后复合绝缘子表面憎水性的变化．分析了复合绝缘子老化的原因，井通过试验验证了复合绝
缘于憎水性丧失及恢复的机理。
关键词：复合绝缘子；老化；憎水性；机理
中囝分类号：ＴＭ２１６；ＴＱ３３３．９３ 文献标识码：Ａ 文章编号 １００９－－９２３９（２００２）Ｏ２－－００２０－－０３
Ａｎａｌｙｓｉｓ ０ｆ Ｈｙｄｒ０ｐｈ０ｂｉｃｉｔｙ ｏｆ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ
Ｙｕａｎ Ｊｉａｎ ，Ｚｈａｎｇ Ｊｉａｎ—ｔｏｎｇ ，Ｗｕ Ｊｉｎｇ—ｆｅｎｇ。，Ｄｕａｎ Ｎａｉ—ｘｉｎ。，Ｑｉｕ Ｙｕ—ｃｈａｎｇ ，Ｇｕｏ Ｊｉｅ
（１．Ｅａｓｔ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｅ２ｅｃｔｒ＆－Ｐｏ￣ｖｅｒ Ｃｏ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００１２２，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ
ｒ Ｐｏｚｖｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｒｉｔ，Ｘｉａｎ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ ７１００４９，Ｃｈｉｎａ；
３．Ｘｉ’ａｎ Ｅ＆ｃｔｒｏｃｅｒａｍｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉ’ａｎ ７１００８２，Ｃｈｍａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ａｇｉｎｇ，ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｉｔｙ ｌｏｓｓ ａｎｄ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ
ｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｉｔｙ ｏｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ。Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎ—
输电所合成绝缘子憎水性状态检测
第 1 页 超高压输电公司百色局
第 2 页 合成绝缘子憎水性状态检测
1.目的
合成绝缘子具有耐污闪、湿闪性能好，重量轻等优点，在我国电力系统中得到了日益广泛的应用。合成绝缘子优异的耐污闪性能源于其外绝缘材料硅橡胶的良好憎水性，但是在运行过程中污秽、潮湿、放电等因素经常引发憎水性下降甚至丧失，导致合成绝缘子污闪电压显著下降而引发闪络事故，严重威胁电力系统的安全运行。因此，迫切需要有效检测、评估合成绝缘子的憎水性，提高其使用的安全性和可靠性，保障电网的稳定运行。合成绝缘子耐污闪能力强，主要因为它独具的憎水性和憎水迁移性，合成绝缘子的憎水性状态的检测对保证电力系统稳定运行有着深远意义。
硅橡胶复合绝缘子优异的防污闪性能来源于其外绝缘材料硅橡胶良好的憎水性和独特的憎水迁移性。所谓憎水性是指绝缘子表面不易受潮，吸附的水分以不连续的孤立小水珠的形式存在，不形成连续水膜，从而限制了表面泄漏电流，提高闪络电压；所谓憎水迁移性是指硅橡胶表面脏污后，硅橡胶可以把自身的憎水性迁移到污秽物表面，使污秽物表面也有憎水性。实践证明，运行中的复合绝缘子由于污秽、潮湿、放电、低温等因素的影响，其憎水性会发生下降甚至丧失，并直接影响输变电设备的防污闪性能，甚至威胁系统的安全运行。因此，对运行中的复合绝缘子的憎水性进行检测是十分必要的。
2.目前常用的检测方法和其局限性
目前，适用于现场的憎水性测量方法主要是瑞典输电研究所提出的喷水分级法。该方法将复合绝缘子表面的憎水性分为7级并给出分级判据和标准图片，HC-1级和HC-7级分别对应憎水性最强和最差（即完全亲水）的状态。试验中，用普通喷壶对试品表面喷洒水雾，观察水分在试品表面的分布情况，对比分级判据和标准图片，得出绝缘子表面的憎水性状况。
喷水分级法的缺陷是对人的主面判断依赖性较大，准确度不高；同时也发现图像中水迹选择、拍摄角度、拍摄距离、试样选区形状及大小等因素会影响憎水性判断结果。