复合绝缘特性(精)

硅橡胶复合绝缘子憎水性与污闪特性研究一、本文概述随着电力工业的发展，电力设备的绝缘性能对电力系统的稳定运行至关重要。

硅橡胶复合绝缘子作为现代电力系统中的重要组成部分，其憎水性和污闪特性直接影响到电力设备的长期运行安全。

因此，对硅橡胶复合绝缘子的憎水性与污闪特性进行深入研究，不仅有助于提升电力设备的绝缘性能，也对保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。

本文旨在全面分析和研究硅橡胶复合绝缘子的憎水性与污闪特性。

通过对硅橡胶复合绝缘子的材料特性、制备工艺和表面结构进行详细阐述，为后续的憎水性和污闪特性研究提供理论基础。

利用先进的实验手段，对硅橡胶复合绝缘子的憎水性进行定量评估，分析不同环境因素对憎水性的影响规律。

通过模拟污秽环境下的污闪试验，探究硅橡胶复合绝缘子的污闪特性及其影响因素。

结合实验结果，提出优化硅橡胶复合绝缘子憎水性和污闪特性的有效措施，为电力设备的设计和运维提供指导。

本文的研究不仅有助于深入了解硅橡胶复合绝缘子的绝缘性能，还能为提升电力设备的安全性和可靠性提供理论依据和技术支持。

本文的研究成果也可为其他类型的绝缘材料研究提供参考和借鉴。

二、硅橡胶复合绝缘子材料特性硅橡胶是一种具有优异电气性能和化学稳定性的高分子材料，广泛应用于电气绝缘领域。

硅橡胶复合绝缘子结合了硅橡胶的优良绝缘性能和复合材料的结构优势，表现出独特的材料特性。

硅橡胶具有出色的憎水性。

其表面能低，不易被水分润湿，即使在潮湿环境下也能保持良好的电气绝缘性能。

这种憎水性使得硅橡胶复合绝缘子在潮湿或污染环境中具有更高的耐污闪能力，有效提高了电力系统的运行安全性。

硅橡胶复合绝缘子具有优异的耐老化性能。

硅橡胶材料在紫外线、臭氧、高温等恶劣环境下仍能保持稳定，不易发生老化。

这种耐老化性能保证了硅橡胶复合绝缘子具有较长的使用寿命，减少了维护和更换的频率，降低了运行成本。

硅橡胶复合绝缘子还具有良好的抗电晕性能。

在高压电场下，硅橡胶材料能够抵抗电晕放电的侵蚀，保持绝缘性能的稳定。

关于复合绝缘子的力学性能复合绝缘子的外绝缘由硅橡胶来提供，其机械负荷主要由内部的玻璃纤维引拔棒提供，同时涉及到金具与玻璃纤维引拔棒的连接。

因此对复合绝缘子力学性能的研究分析，是安全运行的关键。

1 端部金具连接结构与芯棒利用率复合绝缘子主要靠单向玻璃纤维增强的树脂引拔棒（俗称芯棒）来承担机械负荷。

芯棒最突出的性能特点即很高的拉伸强度和比强度。

芯棒中的玻璃纤维沿轴向承载方向的顺向排列，使其具有很高的轴向拉伸强度，一般可达1000 MPa以上。

因而直径仅18 mm的芯棒，其拉伸破坏强度即可达到250 kN以上。

又由于芯棒的密度一般只为2.0 g/cm3,因而其比强度（拉伸强度与重量之比）为优质碳素结构钢的5~6倍。

芯棒的高强度、高比强度的特点，正是复合绝缘子强度高、重量轻、杆径细的基础。

虽然复合绝缘子完全依靠芯棒来承担机械负荷，然而芯棒的强度并不等于复合绝缘子的强度，这是因为芯棒必须通过绝缘子的端部附件传递负荷，才能与输电线路的杆塔及导线相连接。

而端部连接处必然是机械应力最集中的地方，不同的连接结构也会导致不同的应力集中程度，因此复合绝缘子的机械强度实际上更多地不是取决于芯棒的机械强度，而是其端部连接的机械强度，也就是芯棒的利用强度。

采用同样芯棒而不同连接结构的复合绝缘子，其机械强度是不同的，因此对芯棒的利用强度是不同的。

国内外复合绝缘子按照连接结构划分，主要有楔接式和压接式两类，目前以压接式为主要采用形式。

压接式生产自动化程度高，外形尺寸小，简洁美观，无论是金具加工还是压接配合都较简单、清晰。

压接式连接区对芯棒和金具的尺寸精度、压接时芯棒损伤程度的探测、金具镀锌层质量等都有很高的要求。

压接式属于非自锁性结构，必须完全靠预压力产生的金具塑性变形来抵御运行中可能出现的任何滑移，而且由于芯棒与金具的热膨胀系数有较大差异，低温时芯棒尺寸的收缩比金具大，从而要求在压接生产过程中施加足够的预压缩力，以保证在低温环境下金具中仍有足够的压缩量。

XX线路工程复合绝缘子技术规范书（范例）200X年X月目录1总则及细则 (1)1.1工作范围 (1)1.2工艺 (1)1.3标准 (1)1.4度量单位 (2)1.5专用工具和仪表 (2)1.6投标文件 (2)1.7文件和图纸 (2)1.8检验 (3)1.9质保期 (4)2技术条件 (4)2.1概述 (4)2.2设计与制造 (5)2.3 试验和检验 (7)2.4 包装和运输 (8)2.5 供货数量 (9)1 总则及细则1.1 工作范围本技术条件适用于XX线路工程所需复合绝缘子的设计、制造、试验、检验、包装及供货要求。

1.2 工艺本技术条件和图纸所包含的复合绝缘子的工艺和精加工应符合国际最先进的制造和装配实践，提供的复合绝缘子应是全新的、未使用过的，其设计和制造应根据买方批准的图纸、设计数据和文件进行。

不能因图纸和本技术条件书的遗漏、疏忽和不明确而解脱卖方提供第一流绝缘子，质量及服务的责任，倘若发现有任何疏漏和不明确之处，卖方应及时通知买方，在问题未澄清之前的任何举措，应由卖方负责。

1.3 标准1) 除技术条件书和图纸中所提供的要求之外，卖方应遵循国家标准及有关行业标准的最新版本。

表一绝缘子产品需满足的主要标准2) 卖方可以推荐国际上接受的其它更高的标准。

在这种情况下，应经买方确认，并应提供相关标准或有关标准中相关部分的中、英文副本。

1.4 度量单位在设计资料、技术条件和图纸等文件中，应使用SI公制单位。

温度应以摄氏度作单位。

1.5 专用工具和仪表卖方应提供产品需附带专用仪表，这些设备应是新的并且性能良好。

1.6 投标文件投标商应在标书中提供以下信息和资料：1) 绝缘子的生产厂家相关资料。

2) 绝缘子的图纸及技术条件说明。

3) 绝缘子运行年限实例说明（包括正在运行的工程和已作复合绝缘子更新的工程)。

4) 同种或类似产品的型式试验、例行试验、抽查试验报告及鉴定证书。

5) 投标产品与本技术规范书所提的所有技术条件的对比表格，并明确标示存在的差异。

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。

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。

绝缘子型式选择1各类绝缘子特性国内架空送电线路通常采用下列三种形式的绝缘子，即瓷制盘型绝缘子、钢化玻璃盘型绝缘子、棒式复合绝缘子。

西方一些国家如德国、日本和美国等还采用不可击穿结构和深爬裙及中大爬距的棒式瓷绝缘子，国内目前也已开始生产，在我国部分500kV线路上已有使用。

另外国内又新研制开发出有机复合耐污盘形悬式绝缘子，已在500kV线路上挂网运行。

（1）盘形瓷绝缘子目前，瓷绝缘子仍是电力系统中使用最广泛的绝缘子。

超特高压绝缘子用高强瓷是由石英、长石、粘土和氧化铝焙烧而成。

瓷的内部是结晶相、少量气孔和不均匀玻璃相构成的复合体瓷的理化特性主要由构成其微观结构组织的结晶相及玻璃相的种类与数量来决定。

颗粒细腻，则相互间的结合力强，形成的瓷介质均匀，机械强度高，性能稳定。

但是，颗粒细腻意味着干燥、成形和烧结等制造技术的难度加大。

瓷是一种脆性材料，它的抗压强度比抗拉强度大得多。

为了使电瓷有较高的机械强度，设计时应尽可能使瓷承受压应力。

瓷件表面通常以瓷釉（glaze）覆盖，以提高其机械强度，防水浸润，增加表面光滑度。

为提高瓷绝缘子的耐污闪性能，还开发了一种覆盖半导体釉的绝缘子。

当绝缘子表面泄漏电流增大时，釉面发热使表面水分蒸发，从而阻止表面局部电弧的产生与发展，遏制污闪的发生。

盘形瓷绝缘子具有良好的绝缘性能、耐气候性、耐热性和组装灵活等特点，被广泛应用于各级电压线路上。

盘形瓷绝缘子属于可击穿型，随着运行时间的延长，其绝缘性能会逐渐降低，即通常所说的瓷绝缘子“老化”现象，尤其当瓷配方不完善、结构设计未尽可能优化和生产工艺控制不严时，该问题比较突出。

目前国产瓷绝缘子的平均年老化率低于0.005％。

瓷绝缘子的一大优点是当需要采用防污产品时，可设计成伞盘下表面光滑的双伞形或三伞型，这种形式由于其良好的空气动力学特性，十分有利于刮风条件下的自洁，积污率低，有效地提高了防污能力，特别适合于干旱、少雨和风沙多的污秽场合。

复合绝缘子FXBW-500参数复合绝缘子是一种用于输电线路上的高压设备，它通过多种材料的复合结构，能够有效地隔离电气设备并保证输电线路的安全运行。

复合绝缘子FXBW-500是其中一种常见的型号，下面将详细介绍其参数。

1. 额定电压复合绝缘子FXBW-500的额定电压为500kV，能够承受高压输电线路中的电压波动，并保持稳定的绝缘性能。

2. 额定电流其额定电流为一般高压输电线路的额定电流，能够确保输电线路的正常运行并承受一定的负荷。

3. 绝缘材料FXBW-500采用了复合绝缘材料，包括玻璃纤维增强塑料（FRP）母体、硅橡胶套管以及金属接头等多种材料的复合结构，能够在高压电力设备的条件下保持稳定的绝缘性能。

4. 防污性能由于输电线路常常面临恶劣的环境条件，如高温、高湿和大风等，复合绝缘子FXBW-500具有优良的防污性能，能够有效抵抗各种外界污染物的侵蚀，确保输电线路的长期稳定运行。

5. 抗风振性能复合绝缘子在安装在高压输电塔上时，会受到风振的影响，FXBW-500具有良好的抗风振性能，可以有效减少因风力作用而引起的振动，保证输电线路的安全稳定运行。

6. 超负荷能力由于某些突发情况下，输电线路可能会承受超负荷的情况，FXBW-500具有一定的超负荷能力，能够在短时间内承受较大的负荷，确保输电线路不会因超负荷而受损。

7. 抗击电能能力在雷电天气或电力设备运行不稳定时，电气设备可能会受到击电的影响，FXBW-500具有优良的抗击电能能力，能够有效地减少因击电而导致的线路故障。

复合绝缘子FXBW-500具有较高的额定电压、电流，优良的绝缘材料和防污性能，良好的抗风振、超负荷和抗击电能能力，能够有效保障输电线路的安全稳定运行。

复合绝缘子FXBW-500作为一种高压输电线路上的重要设备，其参数和性能对于确保输电线路的安全稳定运行至关重要。

在设计和制造过程中，FXBW-500考虑到了多种复杂因素，并且采用了先进的材料和工艺，使得其具备了一系列优良的性能。

复合绝缘子的应用及存在问题分析复合绝缘子与电瓷绝缘子相比，除了耐污闪性能好之外，还有如下优点：（1）用于相同电压等级的复合绝缘子长度比电瓷绝缘子短。

这可以减少相间和对地的绝缘距离，从而减小线路走廊宽度，降低铁塔和高度和塔头尺寸，便于架设紧凑型线路（2）重量轻，金属部件少，强度高，不容易破裂，便于安装，不用清扫，不需要检测零值，便于检修、维护。

（3）原材料稳定，制造程序简便，比较容易实现自动化和大规模生产。

尽管复合绝缘子有上述优点，但是在电力生产实际中发现复合绝缘子还是存在一些不可避免的缺陷。

在送电线路上运行的绝缘子会受到雷击、污秽、鸟害、冰雪、高湿、温差等环境因素的影响，在电气上要承受电场、雷电冲击电流、工频电弧电流的作用，在机械上压迫承受长期工作载荷、综合载荷、导线舞动等机械力的作用，综合分析三种类型绝缘子的运行性能及特点，研讨绝缘子在运行中出现的问题及解决措施，对于提高线路的运行可靠性，是很有必要的。

华北等地已发现硅橡胶绝缘表面憎水性下降的现象，根据分析有可能直接导致污闪的发生，运行经验表明，复合绝缘子在经过长时间受潮后，硅橡胶表面憎水性会有程度不同的下降，有些复合绝缘子在一段时间内几乎不呈现憎水性。

而在受潮条件小时后，不同伞裙配方的复合绝缘子其憎水性恢复速率不同，性能良好的硅橡胶，表面憎水性恢复速率快；而性能比较差的硅橡胶，表面憎水性恢复需要较长的时间。

因此，不难解释华东地区在晴好天气下的复合绝缘子闪络故障的原因。

运行若干年的复合绝缘子取下后进行机械强度试验时发现，芯棒在额定或低于机械破坏负荷下出现较大滑移，甚至在显著低于机械破坏符合下芯棒从端部金具中脱出；此外，还有库存产品也存在机械强度显著下降的事例。

目前，尽管复合绝缘子在使用中尚未造成导线掉线的恶性事故，但复合绝缘子机械强度下降的现象仍然是潜在威胁，机械强度下降对各种机械端头的连接方法都有，甚至国外采用压接式接头在运行一段时间后也未达到额定机械破坏符合即拉脱。