第30卷第12期电网技术V ol. 30 No.12 2006年6月Power System Technology Jun. 2006
文章编号：1000-3673（2006）12-0095-03 中图分类号：TM216 文献标识码：A 学科代码：470·4037
复合绝缘子运行经验总结
杨红军，王晓楠，吴兆峰，周颖
（襄樊国网复合绝缘子股份有限公司，湖北省襄樊市441002）
Comprehensive Summarization of Experiences in Development, Production,
Operation and Test of Composite Insulators
YANG Hong-jun，WANG Xiao-nan，WU Zhao-feng，ZHOU Ying
（Xiangfan Guowang Composite Insulators Co. Ltd.，Xiangfan 441002，Hubei Province，China）陈小星
ABSTRACT：To asss the performance of composite insulators put into operation for long period, ven string of composite insulators put into operation for fourteen years are chon for comprehensive tests. Test results show that although being operated for more than ten years the mech
anical and electrical performances of most composite insulators almost keep fine. Otherwi, the experiences in the development, production, operation and test of composite insulators in past venteen years are summarized, the concrete improvements in the composition and manufacturing technology of composite insulators are prented. The authors consider that under strict process control and technical improvement it can be ensured to u composite insulators in even larger range and apply them to transmission projects in higher voltage class.
KEY WORDS：composite Insulator；ageing；pollution flashover prevention；manufacturing technology；high voltage and insulation technology
摘要：为对长期运行的复合绝缘子性能进行评价，特选取了7支最长运行14年的复合绝缘子进行了综合试验，结果表明大部分复合绝缘子在经过十几年运行后各项机电技术性能指标仍能保持较好水平；文章还对襄樊国网17年来在复合绝缘子生产、科研、运行、试验等方面的经验进行了总结，介绍了在复合绝缘子配方、工艺等方面所进行的具体改进，认为严格的工艺控制和技术改进能够保证复合绝缘子在更大范围内和更高电压等级工程中的应用。
关键词：复合绝缘子；老化；防污闪；生产工艺；高电压与绝缘技术
0 引言
经过多次区域性和大面积污闪的考验，复合绝缘子优异的机电特性越来越受到广大用户的认可和好评，迄今为止，已有超过300万支各种电压等级的复合绝缘子在输电线路上挂网运行，使用区域遍及全国各大电网，增长速度十分迅猛。中国已成为世界上使用复合绝缘子的第一大国(按110kV电压等级折算)，在研究与制造方面已达到国际先进水平，其运行经验已引起国际关注[1-4]。
近年来随着复合绝缘子使用数量的逐渐增多，绝缘子发生闪络、损坏和掉串事故的报道日趋增多，鉴于国内已建、待建的输变电工程将会越来越广泛地使用复合绝缘子，对运行复合绝缘子进行长期机械和运行性能进行研究已成为急需解决的问题[5-11]。
本文将通过总结襄樊国网复合绝缘子有限公司(简称襄樊国网) 17年来在复合绝缘子生产、科研、运行、试验等方面的经验，对运行复合绝缘子进行综合试验，考察其老化性能，得出复合绝缘子的正常使用寿命，为今后在更大范围内使用复合绝缘子提供依据。
1 产品概述
襄樊国网自1987年生产复合绝缘子以来，已逐步形成了35~750kV复合绝缘子及其系列产品的生产能力。目前，襄樊国网生产的产品已在全国31个省、市、自治区挂网运行，并出口到意大利、伊朗、荷兰、智利等17个国家。各级污秽等级和海拔地区都有产品在运行，最长运行时间已达14a之久。已运行十几年的产品地域分布广、运行时间长，对这些产品进行试验和分析是很有意义的。
2 试验内容和结论
2005年2月选择了7支具有代表意义的运行时间最长14a的产品送交武汉高压研究所进行试验，试品参数如表1所示。
96 杨红军等：复合绝缘子的运行经验总结 V ol. 30 No. 12
表1 试品参数
Tab.1 Parameters of test composite insulators
试品编号 型号
结构 高度/mm 爬电
开启省电模式距离/mm 生产 工艺 运行 时间/a 污秽 等级 运行 地点 1 2 150 6 352 11 Ⅲ级 2 220/100
2 150 6 348 真空灌胶 内外楔式 11 Ⅲ级 德州
3 1 200 3 158 1
4 Ⅲ级 4 1 240 3 196 14 Ⅲ级
5 110/100
1 240 3 198 真空灌胶 外楔式
14 Ⅲ级 铜川 6 1 240 3 176 14 Ⅲ级 7
110/70 1 240
3 174
真空灌胶 外楔式 14
Ⅲ级
襄樊 试验按照标准GB/T 19519-2004[12]及DL/T 864-2004[13]进行，结果见表2，其中：老化性能试验为1000h 交流盐雾试验；δ为标准偏差。可以看出，大部分产品经过十几年的运行后各项性能指标仍能保持较好水平，伞裙及护套仍具有优异的憎水性和抗老化性能，只是机械撕裂强度和机械扯断强度与现有指标比较有一定程度的差别，但与当时确定的指标并无大的区别[14]。
表2 试验结果
Tab.2 Test results of composite insulators
试品 编号 憎水性 试验 劣化性能 检查
电气性能 试验
机械性能 试验
老化性能 试验
密封性能 试验
伞套材料性能
试验
芯棒材料性能
试验
1 HC 3
慢慢的近义词
2 HC
3 3 HC 2
4 HC 3
5 HC 2
6 HC 3 7
HC 3
伞裙明显积污、颜色变黑、变暗，无局部放电痕迹，连接部位无脱胶、裂缝、滑移；伞裙的弹性较好，无明显硬化。
放学后工频1min 湿耐受试品无明显放电；50%放电电压均大于1/(1−1.3δ)；陡波试验仍满足运行要求。
机械破坏负荷均大于额定值，同批产品的机械破坏分散性小，裕度较高，平均值分别为177 kN 、135 kN 、97 kN 。
过流中断次数均未超过3次，未起痕，未蚀损到芯棒，伞裙未击穿。
试品两端均无裂痕。
邵氏硬度均大于50；体积电阻率均大于1.0×1012Ω⋅m ；击穿强度均大于20kV/mm ；机械扯断强度大于3MPa ；抗撕裂强度均大于7kN/m ；电蚀损深度均小于2.5mm ；仍为1A4.5级。
未渗透；泄露电流为0.02~0.05mA ；雷电冲击耐受试验后均未出现闪络、击穿；芯棒吸水率均小于0.05%。
3 综合分析
3.1 生产工艺
多年来，襄樊国网从未间断过对复合绝缘子生产工艺的研制和改进，从真空灌胶工艺发展到同时采用整体注射成型工艺和芯棒护套挤包伞裙套装2种工艺，从10 kV 电压等级发展到交、直流500 kV 、交流750 kV ，金属附件与芯棒护套的连接形式从分散外楔式、整体外楔式、内外楔式发展到压接工艺，在密封上大量采用内置或外置O 型圈进行密封，胶料配方是在清华大学、原武汉水利电力学院配方基础上不断完善后形成的，还长期与清华大学、武汉大学、中国电力科学研究院、武汉高压研究所、西安交通大学、华北电力大学等多家科研机构保持密切的合作关系，不断提升技术水平，以确保产品的优良品质。
由于采用成熟的胶料配方，产品运行十几年来无一例界面击穿，且能顺利通过荷兰KEMA 实验室的一系列试验。早期产品的硅橡胶撕裂强度虽然较差，但显示出优异的憎水性及抗老化性能。通过对早期产品配方的对比研究发现，早期配方中对白碳黑进行的表面处理工艺封闭了白碳黑表面含有的大量活性Si-OH ，有效阻止了硅氧键的裂解，避免了老化现象，目前正在做进一步探索研究及试验，以便提高产品的憎水性能和抗老化性能[15]。
在端部密封工艺上一直跟随国内外的最新动向，从早期的单纯室温密封、螺纹密封到现在采用
的内置高温硫化硅橡胶密封圈、外部压接密封及多道密封槽等，有效地保证了芯棒不受大气侵蚀。 穿伞工艺采用伞裙硅胶与护套硅胶分开设计，确保护套的耐漏电起痕能力为6.0级，提高耐电蚀损能力。西安交通大学的计算表明，在雨淋状态下，护套表面水珠的场强比伞裙表面水珠的场强要高得多，这可能是产品未发生过脆断事故的技术原因。目前襄樊国网又与西安交通大学合作，在端部场强改善上采取独特的半导体胶料，场强可降低30%以上。
早期产品均采用楔式连接工艺，由试验结果可见，1996年的内外楔式连接工艺水平比1991年有所提高，但芯棒裂开的破坏形式比较多见。一方面说明该产品所采用的芯棒强度不高，另一方面也说明内楔式连接工艺对楔片与金具及芯棒三者之间的配合要求较高，否则易损伤芯棒。现在，压接式工艺和耐酸芯棒已被广泛应用，其机械强度的长期可靠性比过去有了更大的提高。因此为保证复合绝缘子的长期机械性能满足运行可靠性的要求，金属附件连接工艺推荐采用压接式工艺。
高压悬式复合绝缘子的配套产品铝合金开口式均压环是襄樊国网独家开发的专利产品，现在已有同行业厂家仿效。开口式的设计具有很大的引导性，它通过在环上留有一放电口，使引弧能力更强，保护了复合绝缘子表面不被灼伤，中国电力科学研究院的试验表明85%以上的闪络都发生在此处。
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3.2 质量保证体系
在质量管理和工艺控制上始终从严要求，严格管理。特别是近年来引入了ISO9000质量认证体系，采用先进的管理模式，由原来的注重结果转变为注重过程，为复合绝缘子从设计到试生产，从供货合同的签订到技术准备、原材料供应，从生产装备、人力资源配置到每道工序(工部)的质量控制，从原材料入库到产成品出厂的每一过程均制订有程序控制文件和作业指导书来规范员工的行为。
3.3 运行经验
17年来，襄樊国网在不同海拔、不同污秽地区都有产品挂网运行，至今无一例内击穿和脆断掉串事故发生，说明产品技术性能是合乎电网运行要求的。但在特殊环境下，运行中也出现了一些新问题，如在某个杆塔上运行的产品出现伞裙左右两边完全不一致的情况，一边脆化一边弹性良好，类似问题还需要进一步调查。
4结论
（1）襄樊国网复合绝缘子在挂网运行十几年后，大部分产品的各项机电技术性能指标仍能保持较好水平，伞裙及护套仍具有优异的憎水性和抗老化性能，机械撕裂强度和机械扯断强度基本上保持了原有水平。
（2）通过改进伞裙护套配方可提高复合绝缘子的机械撕裂强度和机械扯断强度，且采用特殊处理的白炭黑能显著提高其憎水性。
（3）应结合各个生产厂家，研究在不同地理环境下复合绝缘子的运行经验，为在1000kV、±800kV特高压线路上的大量运行提供有力依据。参考文献
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收稿日期：2006-05-29。
作者简介：
杨红军(1971—)，男，高级工程师，从事复合绝缘子的开发、生产工作；
王晓楠(1964—)，女，硕士，从事复合绝缘子的开发、生产工作；
吴兆峰(1964—)，男，高级工程师，从事复合绝缘子的开发、生产工作；
周颖(1971—)，女，工程师，从事复合绝缘子的技术管理工作。
（责任编辑马晓华）
