防酥朽防鸟啄新型硬质护套复合绝缘子技术.pdf

1、防酥朽防鸟啄新型硬质护套复合绝缘子技术国网河南电科院 高超CO NTENTS目 录技术背景01技术研发内容02推广应用03酥断机理研究04成果展望053一、技术背景4（一）复合绝缘子应用现状u 复合绝缘子具有优异防污闪性能，目前全国用量已超1500万支；以河南公司为例，110千伏及以上绝缘子复合化率已超过90%，在运数量超130万支。u 复合绝缘子是架空线路核心的绝缘及承力部件，是电能安全输送、国民经济正常发展重要保障，对电网安全影响巨大。一、技术背景5（二）复合绝缘子目前主要问题u 至今仍存在鸟啄受损、发热酥朽两大难题，引起复合绝缘子闪络、断串等故障，实际运行寿命仅为设计值的60%左右。u

2、每年鸟啄/发热引起缺陷、跳闸断串等故障高达数百起，占同类故障的80%以上。一、技术背景复合绝缘子闪络复合绝缘子鸟啄受损复合绝缘子局部发热复合绝缘子酥朽断裂闪络断串6（三）复合绝缘子鸟啄问题u 鸟啄受损会导致伞裙贯穿或芯棒裸露，极易引起局部电弧放电。u 对华中地区2780串特高压绝缘子进行调研，发现鸟啄受损占比21.1%。一、技术背景整体伞裙边缘受损伞裙外侧受损护套端部受损芯棒暴露7（四）复合绝缘子发热酥朽问题u 近年国网因酥朽引起的复合绝缘子断串故障已达32起；河南、浙江等地陆续出现批次发热酥朽，更换几千串隐患发热500kV复合绝缘子，损失上千万元。u 复合绝缘子芯棒酥朽导致机械、电气性能明显

3、下降，存在极大断串风险。一、技术背景酥朽发展为朽断局部发热8二、技术研发内容（一）技术路线9二、技术研发内容研发需求：鸟啄损伤-受限于硅橡胶材料硬度及抗撕裂性能抗机械冲击性-鸟啄受损关联关系防透水性-发热酥朽发展机理量化方法及评估准则硬质护套绝缘子新型硬质护套穿伞串接复合绝缘子防鸟啄、防酥朽、防污闪有机统一活性端基、柔性链段环氧树脂共聚改进共价连接有机硅与脂环族树脂相容改性防透水性能提升26倍新型防鸟啄防酥朽绝缘子研制新型脂环族环氧树脂硬质材料研制长期运行关键指标优化提取核心问题：研发创新：抗冲击性能、防透水性能长期运行关键指标优化研发成果：低温强韧性、强憎水性、防透水性脂环族硬质绝缘材料硬质

4、护套穿伞复合绝缘子系列防鸟啄防酥朽解决方案发热酥朽-受限于硅橡胶材料防透水性以及护套-芯棒界面性能长期运行短板防鸟啄防酥朽新材料复合绝缘子研发（一）鸟啄特征与防护性能量化模型10二、技术研发内容-防鸟啄防酥朽量化评价方法u【内容】：分析鸟啄分布特征，建立不同位置、不同程度鸟啄受损的复合绝缘子综合性能评估模型，综合鸟啄后的电场畸变与材质老化趋势，确定高压端部护套是最大受损风险点。u【成效】：通过材料的硬度与断裂能量评估复合绝缘子抗鸟啄性能，实现复合绝缘子鸟啄防护能力的精确量化，填补了鸟啄评估与防护空白。（二）酥朽发展过程与评价方法体系11二、技术研发内容-防鸟啄防酥朽量化评价方法u【内容】：基于

5、封闭渗透试验的水分侵入护套模拟方法，建立基于玻璃纤维断裂与脂肪族结构基团降解的芯棒酥朽评估模型。u【成效】：水分侵入护套-芯棒界面是酥朽的直接诱因，提出防酥朽评估指标。实验前实验后电蚀损试验电路电蚀损实验前后护套样件理化特性电气性能（三）复合绝缘子机械性能关键评估指标12二、技术研发内容-防鸟啄防酥朽量化评价方法u【内容】：建立基于电、热、酸作用下宏观机械性能与微观形貌特征的芯棒性能评价方法，发热是放电条件下水分子极化、绝缘材质局部介损增强的综合体现。u【成效】：明晰了局部发热与芯棒酥朽的关联关系，界定了机械性能关键评估指标。芯棒加压不同时间相对介电常数加压24h加压48h加压72h相对介电常

6、数持续增加不同老化条件下芯棒三维形貌完好芯棒80-1 mol/L-劣化8d酥朽芯棒80-5 mol/L-劣化8d（一）环氧树脂材料低温韧性评估与提升13二、技术研发内容-强韧性和憎水性环氧树脂硬质材料u【内容】：交联点不均匀分布是制约环氧树脂材料低温韧性提升的关键因素，基于有机硅改性的共聚方法，调节活性基团当量优化材质分子链段均匀柔性交联特性，大幅改善材质韧性。u【成效】：环氧树脂材料低温韧性提高400%，断裂伸长率由10%提升至50%。脆性断裂韧性断裂（二）环氧树脂材料憎水性改性提升 14二、技术研发内容-强韧性和憎水性环氧树脂硬质材料u【内容】：环氧树脂材料强极性分子含量较高是导致其憎水性