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[摘 要]复合绝缘子在电力输配电线路中得到广泛应用，与此同时也相应出现很多问题，如果这些问题不能够及时解决，将会对电力输配方面造成很大影响。基于此，本文针对复合绝缘子在线路应用中出现的芯棒脆断、界面击穿、沿面闪络等问题进行分析，通过与实际案例相结合，提出一点自己的看法。
[关键词]复合绝缘子；输配电线路；应用措施
中图分类号：G953 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）34-0389-01
引言：早年间绝缘子多用于电线杆，慢慢发展成为高型高压电线连接塔的一端悬挂的盘状绝缘体，它的作用是为了增加爬电距离，通常由玻璃或者陶瓷制成，到后来发展成为复合型绝缘子。复合绝缘子由芯棒、护套伞裙、端部金具以及附件构成。由于复合绝缘子具有高耐性、重量轻的特点，被应用在电力输送当中，所以研究复合绝缘子在线路中应用出现的问题以及措施，对我国电力输送具有非常重要的意义。
1 复合绝缘子在线路应用中出现的问题分析
1.1 芯棒脆断
当代复合绝缘子事故中，大多数事故都与芯棒脆断有关。芯棒脆裂的表现：断口平整，而且断裂位置不确定，有一些复合绝缘子还会发生多次断裂。芯棒脆断产生的最主要原因是芯棒的玻璃纤维受到酸液的腐蚀，导致芯棒结构发生变化，而在低荷载的持续作用力下，芯棒逐渐产生裂缝，导致最终产生脆裂现象。就过往的经验而言，发生复合绝缘子脆断的主要原因有以下几点：1）高压端放电，产生高电压是导致复合绝缘子发生脆裂现象主要原因之一；2）高压线于电场作用下产生电晕，能够为空气中氮气和氧气创造反应条件，从而生成亚硝酸酐，其与高温下水蒸气结合产生亚硝酸从而侵蚀芯棒，酿成线路故障。
1.2 界面击穿
复合绝缘子中不同材料之间存在接触面，我们通常称之为界面。界面击穿是指复合绝缘子以及伞裙等防护措施在高压电作用下，绝缘能力丧失的现象。由于有巨大电流通过，复合绝缘子中会出现碎裂现象。界面击穿主要发生的原因是雷击：在雷击过程中，复合绝缘子集聚足够数量和能量的带电质点，从而导致复合绝缘子失去了绝缘性能，在高强度电场下，复合绝缘子中带电质点剧烈运动，从而发生有力碰撞的连锁反应，最终产生电子崩，而雷击产生的电场非常强，所以才会发生电击穿现象。
1.3 沿面闪络
沿面闪络是指复合绝缘子周围的气体或者液体电介质被击穿时，在复合绝缘子表面放电的现象。沿面闪络过程中，闪络通道中的火花以及电弧能够使复合绝缘子表面局部过热造成碳化，从而损坏复合绝缘子。其产生的主要原因来源很多，例如：燃煤发电厂、化肥厂等工矿企业排放烟尘废气，公路尾气、扬尘，以及盐碱污秽、海水污秽、鸟粪污秽等，这些污秽绝大多是酸碱盐物质，一旦受潮，能够影响到复合绝缘子，甚至在电气设备工作电压下发生闪络现象，从而导致事故的发生。
2 对复合绝缘子出现故障的解决措施
2.1 对于芯棒脆断的解决措施
为了预防复合绝缘子脆断事故，主要采取两方面措施：
1） 加强伞裙密封、安装防护方面作用，防止雨水、冰雪的侵蚀。复合绝缘子伞裙是由混炼好的绝缘胶，通过模具经橡胶硫化加压升温而成，是复合绝缘子重要外绝缘防护的组成部分。其主要成分为甲基乙烯基硅橡胶生胶、气相白炭黑（提升伞裙强度）、氢氧化铝（提升伞裙耐电腐蚀性）。这三种材料的参数选取将会影响到伞裙的绝缘性能。在参数选择上应采取加大补强剂以及耐电腐蚀添加量进行配置，这样能够降低伞裙的透气性从而达到提高防护性能的目的；
2） 从提高绝缘子芯棒的耐应力腐蚀性能。德国赫斯特陶瓷技术公司用一种叫做ECR的无硼纤维代替复合绝缘子中E玻璃纤维制成的芯棒，其耐应力腐蚀性能非常好，但是其绝缘性能不如原本的复合绝缘子，这就本末倒置了。所以本文推荐一种在复合绝缘子表面覆盖防腐涂料的办法，既不会降低复合绝缘子的绝缘能力，还能够提高其应力腐蚀性能，它叫鳞片涂料。
鳞片是以金属以及一些其他无机化合物经过物理化学的一些特殊方法处理后产物，而鳞片结合一些添加剂，填入热固性合成树脂中形成的膜物质就是鳞片涂料。鳞片涂料抗渗透性好、收缩性小、抗冲击耐磨性强。目前已经存在的鳞片材料有：玻璃鳞片、云母鳞片、滑石鳞片和金属鳞片等等，而热固性树脂包括：环氧树脂、硅树脂、不饱和聚酯、乙烯酯树脂等。鳞片涂料能够在不改变芯棒原来绝缘性能、机械性能的情况下，大大提高芯棒的耐应力腐蚀性能，从而得到一种电气性能与耐应力腐蚀性能综合优异化的复合绝缘子芯棒[1]。
2.2 对于界面击穿的解决措施
一般电击穿作用时间非常短，一般以微秒计，所以这种问题只能预防而做不到当面解决问题。只有了解复合绝缘子的界面才能对界面击穿进行有效预防，其中存在的界面包括：
1） 金具与芯棒及护套等材料之间的界面。这是复合绝缘子最重要的界面之一，该界面材料种类多、面临的电场强度高，界面处的空气最容易发生电离现象，极容易发生树枝状放电腐蚀复合绝缘子。端部金具可以采用压接工艺，就能解决这个问题，其原理是通过压接设备对装配在芯棒上的金具施加外压力，促使金具发生塑变位移，同时在金具与芯棒的接触面产生一定的压应力，在施加外力时压应力变为轴向摩擦力，使金具与芯棒紧密切合，从而达到金具与芯棒完全裂解的目的。
2） 护套与芯棒之间的界面。一旦两者之间产生间隙，间隙内密度低的气体极容易受到电场力的影响，产生游离的带电粒子，造成界面击穿。早期复合绝缘子采用真空灌胶形式，这种工艺极容易产生气泡，加大界面击穿的可能，所以这种工艺已经淘汰，目前基本采用挤包穿伞工艺以及整体注射工艺。挤包穿伞工艺是在护套包覆过程中，加大螺旋推进器的压力，将护套均匀包覆在芯棒上，如果出现不耦联现象或者气泡，检验员能够及时发现，及时解决；整体注射工艺是将烘热的芯棒放入模具中，将硅橡胶在100～200t的注射力下高速注入模腔。由于注射力过大会导致芯棒局部表面破损，所以一般选用挤包穿伞工艺[2]。
2.3 对于沿面闪络的解决措施
对于沿面闪络解决方案存在两个途径：
1） 设计中改变绝缘表面电位分布。在设计中，应该在污区图和污秽源分布的基础上确认发电厂、变电所、架空線路的外绝缘配置，在选址的过程中应该尽量远离各种污源，特别是化工厂、化肥厂等，而且尽量选在主导风向上风一侧。而复合绝缘子与电气设备的外绝缘爬电比距选择上，应根据变电所污源性质的严重程度划定的污秽等级来确定。
2） 改进绝缘子形状、材料，减小表面泄漏电流。在复合绝缘子材料的选择上，应采取防污涂料或者硅橡胶阻泄增爬伞裙等措施。利用防污涂料的憎水性和包容污秽物的特点，当污秽物落上后，被防污涂料包围形成一个个孤立的微粒，使其无法发生任何反应从而降低复合绝缘子表面漏电情况。通常使用的防污闪涂料有：RTV硅橡胶以及硅油、硅脂、地蜡、凡士林油等，这里需要注意的是：防污涂料存在有效期限，需要定期对复合绝缘子进行涂抹作业。
总结：综上所述，复合绝缘子存在的问题很多，一旦疏忽大意，将会对社会造成非常严重的影响。本文通过对加强伞裙密封、提高绝缘子芯棒的耐应力腐蚀性能、压接工艺、挤包穿伞工艺、爬电比距的选择、采取防污涂料等方面的描述，对复合绝缘子容易出现的故障进行解决，希望能够帮到一些高压线路工作相关的工作者。
参考文献
[1] 何昌林，杨俊生.环氧硬质复合绝缘子的应用研究[J/OL].机电信息，2018（09）.
[2] 韩兵.探讨复合绝缘子在线路中应用出现的问题及解决措施[J].电子技术与软件工程，2014（02）：248.
[关键词]复合绝缘子；输配电线路；应用措施
中图分类号：G953 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）34-0389-01
引言：早年间绝缘子多用于电线杆，慢慢发展成为高型高压电线连接塔的一端悬挂的盘状绝缘体，它的作用是为了增加爬电距离，通常由玻璃或者陶瓷制成，到后来发展成为复合型绝缘子。复合绝缘子由芯棒、护套伞裙、端部金具以及附件构成。由于复合绝缘子具有高耐性、重量轻的特点，被应用在电力输送当中，所以研究复合绝缘子在线路中应用出现的问题以及措施，对我国电力输送具有非常重要的意义。
1 复合绝缘子在线路应用中出现的问题分析
1.1 芯棒脆断
当代复合绝缘子事故中，大多数事故都与芯棒脆断有关。芯棒脆裂的表现：断口平整，而且断裂位置不确定，有一些复合绝缘子还会发生多次断裂。芯棒脆断产生的最主要原因是芯棒的玻璃纤维受到酸液的腐蚀，导致芯棒结构发生变化，而在低荷载的持续作用力下，芯棒逐渐产生裂缝，导致最终产生脆裂现象。就过往的经验而言，发生复合绝缘子脆断的主要原因有以下几点：1）高压端放电，产生高电压是导致复合绝缘子发生脆裂现象主要原因之一；2）高压线于电场作用下产生电晕，能够为空气中氮气和氧气创造反应条件，从而生成亚硝酸酐，其与高温下水蒸气结合产生亚硝酸从而侵蚀芯棒，酿成线路故障。
1.2 界面击穿
复合绝缘子中不同材料之间存在接触面，我们通常称之为界面。界面击穿是指复合绝缘子以及伞裙等防护措施在高压电作用下，绝缘能力丧失的现象。由于有巨大电流通过，复合绝缘子中会出现碎裂现象。界面击穿主要发生的原因是雷击：在雷击过程中，复合绝缘子集聚足够数量和能量的带电质点，从而导致复合绝缘子失去了绝缘性能，在高强度电场下，复合绝缘子中带电质点剧烈运动，从而发生有力碰撞的连锁反应，最终产生电子崩，而雷击产生的电场非常强，所以才会发生电击穿现象。
1.3 沿面闪络
沿面闪络是指复合绝缘子周围的气体或者液体电介质被击穿时，在复合绝缘子表面放电的现象。沿面闪络过程中，闪络通道中的火花以及电弧能够使复合绝缘子表面局部过热造成碳化，从而损坏复合绝缘子。其产生的主要原因来源很多，例如：燃煤发电厂、化肥厂等工矿企业排放烟尘废气，公路尾气、扬尘，以及盐碱污秽、海水污秽、鸟粪污秽等，这些污秽绝大多是酸碱盐物质，一旦受潮，能够影响到复合绝缘子，甚至在电气设备工作电压下发生闪络现象，从而导致事故的发生。
2 对复合绝缘子出现故障的解决措施
2.1 对于芯棒脆断的解决措施
为了预防复合绝缘子脆断事故，主要采取两方面措施：
1） 加强伞裙密封、安装防护方面作用，防止雨水、冰雪的侵蚀。复合绝缘子伞裙是由混炼好的绝缘胶，通过模具经橡胶硫化加压升温而成，是复合绝缘子重要外绝缘防护的组成部分。其主要成分为甲基乙烯基硅橡胶生胶、气相白炭黑（提升伞裙强度）、氢氧化铝（提升伞裙耐电腐蚀性）。这三种材料的参数选取将会影响到伞裙的绝缘性能。在参数选择上应采取加大补强剂以及耐电腐蚀添加量进行配置，这样能够降低伞裙的透气性从而达到提高防护性能的目的；
2） 从提高绝缘子芯棒的耐应力腐蚀性能。德国赫斯特陶瓷技术公司用一种叫做ECR的无硼纤维代替复合绝缘子中E玻璃纤维制成的芯棒，其耐应力腐蚀性能非常好，但是其绝缘性能不如原本的复合绝缘子，这就本末倒置了。所以本文推荐一种在复合绝缘子表面覆盖防腐涂料的办法，既不会降低复合绝缘子的绝缘能力，还能够提高其应力腐蚀性能，它叫鳞片涂料。
鳞片是以金属以及一些其他无机化合物经过物理化学的一些特殊方法处理后产物，而鳞片结合一些添加剂，填入热固性合成树脂中形成的膜物质就是鳞片涂料。鳞片涂料抗渗透性好、收缩性小、抗冲击耐磨性强。目前已经存在的鳞片材料有：玻璃鳞片、云母鳞片、滑石鳞片和金属鳞片等等，而热固性树脂包括：环氧树脂、硅树脂、不饱和聚酯、乙烯酯树脂等。鳞片涂料能够在不改变芯棒原来绝缘性能、机械性能的情况下，大大提高芯棒的耐应力腐蚀性能，从而得到一种电气性能与耐应力腐蚀性能综合优异化的复合绝缘子芯棒[1]。
2.2 对于界面击穿的解决措施
一般电击穿作用时间非常短，一般以微秒计，所以这种问题只能预防而做不到当面解决问题。只有了解复合绝缘子的界面才能对界面击穿进行有效预防，其中存在的界面包括：
1） 金具与芯棒及护套等材料之间的界面。这是复合绝缘子最重要的界面之一，该界面材料种类多、面临的电场强度高，界面处的空气最容易发生电离现象，极容易发生树枝状放电腐蚀复合绝缘子。端部金具可以采用压接工艺，就能解决这个问题，其原理是通过压接设备对装配在芯棒上的金具施加外压力，促使金具发生塑变位移，同时在金具与芯棒的接触面产生一定的压应力，在施加外力时压应力变为轴向摩擦力，使金具与芯棒紧密切合，从而达到金具与芯棒完全裂解的目的。
2） 护套与芯棒之间的界面。一旦两者之间产生间隙，间隙内密度低的气体极容易受到电场力的影响，产生游离的带电粒子，造成界面击穿。早期复合绝缘子采用真空灌胶形式，这种工艺极容易产生气泡，加大界面击穿的可能，所以这种工艺已经淘汰，目前基本采用挤包穿伞工艺以及整体注射工艺。挤包穿伞工艺是在护套包覆过程中，加大螺旋推进器的压力，将护套均匀包覆在芯棒上，如果出现不耦联现象或者气泡，检验员能够及时发现，及时解决；整体注射工艺是将烘热的芯棒放入模具中，将硅橡胶在100～200t的注射力下高速注入模腔。由于注射力过大会导致芯棒局部表面破损，所以一般选用挤包穿伞工艺[2]。
2.3 对于沿面闪络的解决措施
对于沿面闪络解决方案存在两个途径：
1） 设计中改变绝缘表面电位分布。在设计中，应该在污区图和污秽源分布的基础上确认发电厂、变电所、架空線路的外绝缘配置，在选址的过程中应该尽量远离各种污源，特别是化工厂、化肥厂等，而且尽量选在主导风向上风一侧。而复合绝缘子与电气设备的外绝缘爬电比距选择上，应根据变电所污源性质的严重程度划定的污秽等级来确定。
2） 改进绝缘子形状、材料，减小表面泄漏电流。在复合绝缘子材料的选择上，应采取防污涂料或者硅橡胶阻泄增爬伞裙等措施。利用防污涂料的憎水性和包容污秽物的特点，当污秽物落上后，被防污涂料包围形成一个个孤立的微粒，使其无法发生任何反应从而降低复合绝缘子表面漏电情况。通常使用的防污闪涂料有：RTV硅橡胶以及硅油、硅脂、地蜡、凡士林油等，这里需要注意的是：防污涂料存在有效期限，需要定期对复合绝缘子进行涂抹作业。
总结：综上所述，复合绝缘子存在的问题很多，一旦疏忽大意，将会对社会造成非常严重的影响。本文通过对加强伞裙密封、提高绝缘子芯棒的耐应力腐蚀性能、压接工艺、挤包穿伞工艺、爬电比距的选择、采取防污涂料等方面的描述，对复合绝缘子容易出现的故障进行解决，希望能够帮到一些高压线路工作相关的工作者。
参考文献
[1] 何昌林，杨俊生.环氧硬质复合绝缘子的应用研究[J/OL].机电信息，2018（09）.
[2] 韩兵.探讨复合绝缘子在线路中应用出现的问题及解决措施[J].电子技术与软件工程，2014（02）：248.