技术背景
复合绝缘子已广泛应用，河南公司110千伏及以上绝缘子复合化率超90%，但存在鸟啄受损和发热酥朽两大问题，实际运行寿命仅为设计值的60%，每年因鸟啄/发热引起的故障占同类故障的80%以上。
复合绝缘子主要问题
- 鸟啄问题：鸟啄受损占比21.1%，易引起局部电弧放电。
- 发热酥朽问题：近年因酥朽引起的断串故障达32起，河南、浙江等地出现批次发热酥朽，更换损失上干万元。
技术研发内容
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防鸟啄防酥朽量化评价方法
- 建立鸟啄特征与防护性能量化模型，评估抗鸟啄性能。
- 建立酥朽发展过程与评价方法体系，提出防酥朽评估指标。
- 建立复合绝缘子机械性能关键评估指标，明晰局部发热与芯棒酥朽的关联。
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强韧性和憎水性环氧树脂硬质材料
- 提升环氧树脂材料低温韧性，断裂伸长率提升至50%。
- 提升环氧树脂材料憎水性，防透水性能提升26倍。
- 基于填料调控防透水，水分扩散系数降至1.38×10-4。
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防鸟啄防酥朽新材料复合绝缘子
- 构建界面老化评估模型，提出缺陷扩展指数。
- 硬质护套改性优化防鸟啄性能，断裂能量提升44倍。
- 发明多形式硬质护套复合绝缘子，解决发热酥朽问题。
推广应用
- 新材料复合绝缘子通过中国电科院型式试验，定位为现有绝缘子的有力补充。
- 在河南、四川等地实现110-500千伏不同电压等级应用。
酥断机理研究
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酥断故障调研：26起故障案例，主要分布于南方和东部沿海潮湿地区。
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影响因素：地域、气候（湿度）、环境参数（地形、海拔、风力）、电场串型。
- 潮湿地区高度相关，干旱地区未发现酥朽断裂。
- 交流输电线路中集中，高压端部易受损。
- 紧凑型V串或跳线串更易受弯曲、扭转载荷。
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酥断机理：酥朽发展分三个阶段
- 起始期：多因素促进气隙产生，诱发局部放电。
- 加速发展期：局部放电持续扩展，环氧树脂劣化，界面粘接破坏。
- 预失效期：芯棒与外界直接接触，劣化进程加快，引发芯棒内击穿或酥断。
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四大因素作用
- 电场：主导因素，加速酥朽发展，引发局部放电和介质损耗发热。
- 湿度：诱导因素，加速水气渗透，加剧局部放电和介质损耗发热。
- 温度：加速因素，高温加速水气渗透和芯棒腐蚀劣化。
- 交变机械载荷：全过程促进因素，导致界面损伤，加速大气渗透和裂纹扩展。
成果展望
- 解决酥朽发热的方法：硬质材料复合绝缘子（220千伏以下）、硬质护套穿伞串联复合绝缘子（500千伏）、串接玻璃绝缘子、加大护套厚度及提升初始含胶量。
