基于热刺激电流的复合绝缘子老化特性研究

摘要

随着复合绝缘子在电力系统中的应用越来越广泛，运行年限也越来越长，其老化问题已经越来越受到人们的关注，如何综合评判线路上复合绝缘子的老化状态对于确保输电线路的可靠性十分重要。本文以现场运行复合绝缘子为研究对象，考虑不同运行时间、运行电压等级等的运行条件，针对不同运行条件下的复合绝缘子试样，采用憎水性测试、扫描电镜分析、红外光谱分析及热刺激电流测试等多种测试方法系统开展了复合绝缘子老化特性的初步研究。
　　 通过憎水性测试结果发现：运行后的复合绝缘子伞裙的憎水性已部分丧失；经过浸泡后，憎水性基本完全丧失，但随着时间的延长，具有一定的憎水性恢复；老化程度较轻时，憎水性有一定的恢复，老化程度较重时，则基本无法恢复。然而，随着试样运行时间的增加，试样却又逐渐表现出了很好的憎水性。
　　 多个复合绝缘子试样扫描电镜与红外光谱分析的结果表明：运行后的伞裙试样表面出现了较多的孔洞、裂纹等结构缺陷，并且随着运行时间的增长，空洞、裂纹逐渐增多，最后试样表面出现很深很宽的裂缝；运行一定时间后的伞裙，试样的表面发生了主链、侧链断裂及一些基团变化，化学结构遭到破坏，并且随着运行时间的增大，其内部各基团含量的变化越大，化学结构受到的破坏越严重。
　　 进一步对伞裙试样的热刺激电流结果分析发现：随着运行时间的增加，通常复合绝缘子伞裙试样的热刺激电流峰值与其对应的内部空间电荷量就越大。因此相对而言，采用复合绝缘子的热刺激电流特性可以较好的显示复合绝缘子伞裙试样的运行老化状态。
　　 对比分析上述测试结果发现：憎水性测试法与复合绝缘子的运行年限无法很好地对应，表面状态微结构分析(扫描电镜和红外光谱分析)不能方便的建立复合绝缘子运行年限的量化关系，而复合绝缘子的热刺激电流特性可以较好的显示与复合绝缘子运行年限间的关系。
　　 本文的工作有助于建立基于材料TSC特性的复合绝缘子材料老化特性评估的新方法和完善复合绝缘子材料老化性能的综合评价模型。