浅析复合绝缘子外绝缘老化问题及其解决方案

浅析复合绝缘子外绝缘老化问题及其解

决方案

摘要：本文在研究复合绝缘子外绝缘材料基础上，对复合绝缘子外绝缘老化原因进行探讨，针对复合绝缘子外绝缘老化问题及其解决方案给出一些思路和建议。介绍喷涂PRTV材料、包覆式伞裙这两种复合绝缘子外绝缘老化修复常用的设备检修技术。

关键词：复合绝缘子；外绝缘老化；解决方案；

1引言

电网设备中复合绝缘子广泛应用在变电站和输电线路中，以其优越的防污闪性能为电气设备提供良好的外绝缘。但是复合绝缘子硅橡胶表面因长期承受户外恶劣天气难免发生老化现象，如裂纹、粉化、硬化，甚至出现脱落；同时硅橡胶表面的憎水性丧失严重，若有雨水淋在表面形成连续水膜，将导致表面泄漏电流增大，极大地降低了设备的耐污闪、雨闪性能，严重威胁着电网的安全运行。

2外绝缘老化问题分析

外绝缘硅橡胶材质本身具有良好的耐老化特性，但是由于产品填充剂和硫化工艺的原因影响了外绝缘的整体性能。市面上所采用的合成硅橡胶原材料结构和质量参差不一，合成工艺技术质量较低，硅橡胶高分子材料长期受酸性无机物质的氧化降解，导致硅橡胶耐老化的整体性能下降[1]。

2.1 RTV材料

RTV（室温硫化硅橡胶）材料耐自然天气老化性能不佳，作为防污涂料的RTV 平均每5年要喷涂一次，而近期发现部分地区出现了3年即劣化失效的RTV防污涂料。有部分厂家采用RTV材料作为复合绝缘子的外套材料，并且出现了严重事

故，如2009年-2012年期间，国内部分地区出现了SF6电流互感器复合绝缘子外

套严重劣化现象。

2.2 LSR材料

LSR（液态硫化硅橡胶）耐泄漏电流性能不佳，且老化速度相对较快，有的

甚至投运不足一年就出现了明显材料劣化。LSR复合绝缘子失效案例也较多，

2011年9月，特高压直流±800kV某换流站内直流分压器外套发生伞裙烧蚀起痕，外套采用欧洲的LSR材料。2014年1月，另一个国外某著名设备厂家的穿墙套管

在国内某±500kV换流站也出现了严重的劣化现象。在同一个电网公司的另一座

换流站内，2007年安装的一根电抗器套管，至今未带电，也已经严重老化。

2.3 HTV材料

HTV（高温硫化硅橡胶）整体性能优于上述RTV、LSR两种材料，其耐热、耐

紫外、耐臭氧、耐漏电起痕和电蚀损等老化性能优越。各种品种的硅橡胶分子结

构类似，但HTV分子量较高，在相同试验条件下的降解速率较低。在泄漏电流的

作用下，热量对硅橡胶的烧蚀使硅橡胶产生损伤。HTV材料是半固态材料，其配

方中含有大量的阻燃剂（氢氧化铝），在烧蚀的作用下，氢氧化铝产生水，水的

蒸发会吸收大量的热，有效降低了泄漏电流对HTV的烧蚀。

3外绝缘老化解决方案

目前，解决外绝缘硅橡胶老化的方案主要有提高原材料质量、简化合成工艺、控制加工参数、喷涂PRTV材料、包覆式辅助伞裙等相关的手段。本文主要介绍

在产品运维环境下外绝缘老化问题及其相关的解决方案。

3.1喷涂PRTV材料

PRTV材料并没有根治老化问题，甚至带来更多安全隐患。喷涂PRTV后的涂

层厚度只有0.4mm左右，并不能将老化产生的裂缝完全填补。在刚修复时，其表

面的憎水性良好，但是在运行一段时间后，就会发生老化、龟裂、脱落。复合绝

缘子伞裙表面本是设计成气动外形结构，且硅橡胶材质的憎水性和憎水迁移性能

起到良好的防污防雨作用。但是喷涂PRTV材料后，后期可能会逐渐加重从伞裙

边缘到伞裙根部的积污量，进一步导致憎水性和憎水迁移性能下降，容易引起表

面水分连接，不利于增大爬电距离和污闪电压[2]。

3.2包覆式辅助伞裙

复合绝缘子外绝缘采用多伞裙的表面结构，且性能最佳的形式是大小伞裙互

相嵌套。包覆式辅助伞裙方案相当于在外套加上一层硅橡胶伞裙。如要针对性强

地解决外绝缘老化问题，须对老化的复合绝缘子进行现场老化状态精确评估，分

别对裂纹、粉化、伞裙硬化、含污层的憎水性、硬度等进行量化检测。根据评估

结果对老化程度进行分级，如采用包覆式伞裙修复产品，测量绝缘子尺寸或根据

产品图纸说明书，设计配套伞裙；根据设计图开制模具，生产伞裙；现场安装伞裙，完成老化修复。

复合绝缘子外绝缘包覆式辅助伞裙老化修复主要流程：1.外加新伞裙内部均

匀涂抹粘接剂；2.在打磨清洗后的老化伞裙上均匀涂抹粘接剂；3.将外加新伞裙

套在老化伞裙上，并旋转挤压，排出空气；4.安装搭扣，并用粘接剂将搭扣处缝

隙填补满；5.伞裙上端缝隙用粘接剂进行修补，之后安装下一片伞裙（自下而上）。修复后的复合绝缘子外绝缘为检验老化修复的质量，对修复后的整台设备

须进行工频耐压试验，并测量局放。对于老化程度较高设备，建议增加抽检频次，重点巡视检查；对于严重老化设备，建议更换新设备。

老化的复合外绝缘采用高温硫化硅橡胶（HTV）伞裙整体包覆后，可充分发

挥高温硫化硅橡胶耐老化性好、憎水性高等优良性能，保证设备的良好运行。同

时针对等径复合外绝缘，可另外增加大盘径伞裙，能有效阻隔雨水，提高设备的

耐雨闪性能。

在包覆式辅助伞裙修复时，需严格验证改技术的成熟性和可靠性。尤其应遵

循以下原则，避免相关的问题发生。

（一）缺乏完整及成熟的设计准则：

1.

伞裙接缝、搭片处存在较大间隙，未充分填充。影响：模具开制与原伞裙尺

寸不匹配，水汽易侵入形成导电通道，造成运行隐患。

2.搭片设计不合理，超出伞裙较高。影响：不符合标准，凸起部分不因超过

伞裙0.8mm。

3.伞群太厚，减少了伞间距。影响：伞边缘厚度过大，降低层间距，易形成

雨闪冰棱。

（二）缺乏完整及成熟的施工工艺：

1.最下方伞裙与法兰连接处未进行封胶处理。影响：易造成界面积液，存在

水汽侵入隐患。

2.上下伞裙搭片位置没能有效错开。影响：雨天易形成导电通道，增大雨闪

概率。

4结束语

复合绝缘子外绝缘老化修复是电力企业常用的设备检修技术，喷涂PRTV材料、包覆式伞裙技术应用最为广泛，其中包覆式伞裙通过严格的生产及检验工序，现场施工严格按照施工工艺执行，修复后产品外观平整美观，各项性能均能满足

运行要求。复合绝缘子外绝缘老化修复提高了设备整体性能，提升了供电可靠性，也有利于资产（设备）全生命周期管理。

参考文献：

[1]张福林，王黎明.复合绝缘子外绝缘材质老化内在原因分析[J].中国电力，2002(7):80-83.

[2]张福林.复合绝缘子外绝缘表面结构形状的分析与确定[J].电力建设，2003(6):26-28.

作者简介：陈传话（1965-），男，汉族，广东清远人，高级技师，广东电

网有限责任公司惠州供电局，研究方向：电网运行。