复合绝缘子因其高机械强度、强防污闪能力和低成本等优点,在输电线路中得到广泛应用。近年发生了多起因酥朽断裂造成的绝缘子事故,尤其在南方潮湿地区更为常见。因此,对复合绝缘子在潮湿环境中的老化特性进行研究,对保障电网的安全稳定运行具有重要意义。本文旨在通过理论分析、试验模拟和仿真计算的方法来探究水气浸入对内部芯棒老化和界面缺陷的作用机理与影响规律。复合绝缘子内部界面失效是导致其酥朽断裂的重要原因,可分为芯棒中玻璃纤维与环氧树脂的界面失效即芯棒老化,和芯棒与伞裙护套的交界面失效这两种情况。本文首先简述了介质阻挡放电的基本特性,分析了基于此类放电形式的老化试验可行性,并介绍了芯棒材料的劣化特性。然后从理论上分析了完好绝缘子的电位分布情况和缺陷会造成的影响,再结合尖端效应探讨了等腰三角形缺陷模型的合理性。本文对基于介质阻挡放电的老化装置进行了建模仿真分析,验证可行性后,搭建了电老化试验平台;对干燥与潮湿环境中的芯棒试样开展1400h的工频高压老化试验后,对结果进行理化性能检测。试验结果表明,电老化会使芯棒中的环氧树脂含量降低。老化时间小于400h,两种环境中的芯棒材料特性差距不大,而超过800h后潮湿条件的试样性能明显低于干燥条件。分析后认为放电会促使环氧树脂降解,其内部的碳主链断裂,苯环、甲基等基团被破坏;而水气浸入会令环氧树脂内的酯基水解从而加剧分解,并与玻璃纤维发生离子交换反应和水解反应,使其受损断裂。结合剖检所得缺陷痕迹,本文提出了一种包含尖端曲率半径参数的等腰三角形缺陷模型,建立了复合绝缘子和界面缺陷的三维模型,并对不同形状的缺陷及其尺寸和水气比例进行仿真,得到了电场分布特性。仿真结果表明,等腰三角形缺陷能更好地反映出缺陷向低压侧快速发展的趋势;尖端曲率半径对气隙没有明显影响,但水隙存在尖端效应;随着缺陷中水分比例的上升,场强最大值逐渐增大。在尖端效应和水气浸入的作用下,低压侧尖端的场强严重畸变,增大局部放电可能性,使其向低压侧发展的速度加快。本文成果对提升复合绝缘子的性能和寿命、改进其生产工艺和维护方法具有指导意义和参考价值。