復(fù)合絕緣子主要是由外絕緣保護(hù)的高溫硫化硅橡膠傘裙護(hù)套和內(nèi)部機(jī)械支撐的環(huán)氧樹脂玻璃纖維芯棒構(gòu)成。相比于傳統(tǒng)的陶瓷玻璃絕緣子，由于硅橡膠材料獨(dú)特的憎水性和憎水遷移性，復(fù)合絕緣子具有優(yōu)異的防污閃性能，再加上重量輕、沒有零值等的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各電壓等級的架空輸電線路上。

近年來的直流輸電和特高壓發(fā)展，也大大促進(jìn)了復(fù)合絕緣子在國內(nèi)輸電線路上的大范圍推廣。截止到2018年2月28日，國家電網(wǎng)110kV及以上掛網(wǎng)運(yùn)行的復(fù)合絕緣子數(shù)量達(dá)到7030761支，南方電網(wǎng)35kV以上掛網(wǎng)運(yùn)行的復(fù)合絕緣子數(shù)量達(dá)到1480476支，其中廣東電網(wǎng)達(dá)551617支。

硅橡膠本質(zhì)上是一種有機(jī)高分子材料，在復(fù)雜的戶外運(yùn)行環(huán)境下，受到溫濕度、污穢、紫外線、日照、放電、臭氧等影響，硅橡膠傘裙護(hù)套表現(xiàn)出褪色、裂紋、撕裂、粉化等劣化現(xiàn)象，影響復(fù)合絕緣子的絕緣性能，給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來巨大的隱患，引起了越來越多研究人員的重視。

目前國內(nèi)外對于硅橡膠材料的老化特性已經(jīng)有了較為深入的研究，使用的分析手段包括傅里葉紅外光譜（FTIR）、熱失重（TGA）、X射線衍射（XRD）、X射線光電子能譜分析（XPS）、核磁共振分析（MRI）等，能夠?qū)⒁恍├匣卣髋c材料微觀參數(shù)之間建立聯(lián)系，但其與電網(wǎng)運(yùn)維人員所關(guān)注的硅橡膠性能指標(biāo)關(guān)系如何沒有進(jìn)一步說明。

根據(jù)現(xiàn)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，復(fù)合絕緣子檢測的指標(biāo)主要從宏觀性能出發(fā)，包括外觀形貌、憎水性、傘裙耐漏電起痕和電蝕損、芯棒耐應(yīng)力腐蝕、水煮干工頻電壓溫升、芯棒帶護(hù)套水?dāng)U散、機(jī)械破壞負(fù)荷、密封性能、陡波沖擊耐受、芯棒-護(hù)套粘接強(qiáng)度等，對硅橡膠傘裙護(hù)套、環(huán)氧玻纖芯棒以及兩者之間的界面都提出了嚴(yán)苛的要求。其中涉及到高溫硫化硅橡膠的性能指標(biāo)，主要是外觀形貌、憎水性以及耐漏電起痕和電蝕損性能幾個方面，保證其具備良好的防污閃性能和耐燒蝕能力。

雖然這種評估方法有標(biāo)準(zhǔn)作為憑據(jù)，但是對于像耐漏電起痕和電蝕損性能這類的指標(biāo)，不僅需要成套的儀器設(shè)備，還要耗費(fèi)大量的時間和樣品，給輸電線路運(yùn)維人員的決策帶來不便。有學(xué)者通過硅橡膠材料的電導(dǎo)電流測試得到的電老化閾值，可以用來反映材料的缺陷情況及老化狀態(tài)，提出了硅橡膠復(fù)合絕緣子老化狀態(tài)評估的新判據(jù)，對復(fù)合絕緣子老化狀態(tài)評估具有新的意義。

本文擬為運(yùn)維人員提供更為便捷的硅橡膠老化狀態(tài)評估方法，同時兼顧電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)對硅橡膠材料性能指標(biāo)的要求。在本文中，硅橡膠老化狀態(tài)評判最根本的憑據(jù)是依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)檢測的硅橡膠材料性能指標(biāo)，包括憎水性以及耐漏電起痕和電蝕損性能。然后通過測量材料其他宏觀微觀的性能參數(shù)，作為評估的備選特征量，進(jìn)而研究性能指標(biāo)以及老化狀態(tài)與特征量之間的關(guān)系，提取與研究對象關(guān)系最為緊密的若干特征量，最終建立一套簡單、可行的復(fù)合絕緣子用高溫硫化硅橡膠的老化狀態(tài)評估方法。

總結(jié)

• 1）參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使用憎水性以及耐漏電起痕和電蝕損性能兩項(xiàng)性能指標(biāo)衡量復(fù)合絕緣子用高溫硫化硅橡膠的老化狀態(tài)。
• 2）綜合現(xiàn)有的硅橡膠研究分析方法，提取了包括存在時間T、明度L*、密度、憎水分級HC、TGA轉(zhuǎn)折點(diǎn)剩余比例和終止點(diǎn)剩余比例以及FTIR圖譜中典型官能團(tuán)吸收峰IR等的特征量。
• 3）通過Bayes判別法驗(yàn)證了憎水性指標(biāo)分類的可行性；二項(xiàng)logistic回歸分析方法的結(jié)果說明硅橡膠樣品的明度L*在所有特征量中與耐漏電起痕和電蝕損性能指標(biāo)相關(guān)性最高；通過Hshore、HC等級以及三個特征量，能夠在很大程度上判別硅橡膠樣品的老化狀態(tài)，并且該方法簡單、可行，具備在電網(wǎng)系統(tǒng)中推廣使用的潛力。