原文发表在《电瓷避雷器》2024年第6期。
https://www.chndoi.org/Resolution/Handler?doi=10.16188/j.isa.1003-8337.2024.6.006
潮湿环境下某750 kV架空线路复合绝缘子异常发热分析
漆思怡1,2，刘威1,2，赵洪峰3，张永康3，张小军1,2
(1.国网新疆电力有限公司电力科学研究院，乌鲁木齐 830013；2.新疆输变电设备极端环境运行与检测技术重点实验室，乌鲁木齐 830013；3.新疆大学电气工程学院，乌鲁木齐 830000)
一 内容简介
复合绝缘子较其余绝缘子而言在电气性能方面表现十分优越，且更具经济性，因此现今高压输电线路中采用复合绝缘子占比较高。复合绝缘子虽在大量输电线路中应用时表现优异，但由于复合绝缘子中构成有机复合材料的大分子易断裂，存在易受极端环境影响形成表面污秽，从而降低绝缘子性能的情况。文中对赛某一线某杆塔的异常发热绝缘子进行研究，发现高压端的污秽程度较为严重。进一步研究得出该绝缘子高压端表面污秽严重是由于受到周围高场强强度以及所处片区极端环境湿度骤高双重因素的影响，而高压端周围的场强强度与均压环的安装位置联系紧密。本研究通过COMSOL对该绝缘子进行建模并仿真分析，最后得出该绝缘子在运时高压端的均压环安装位置确实会导致周围场强强度较高，并进一步仿真得出了均压环安装位置的最佳范围，为探索绝缘子异常发热成因以及其解决方案提供了思路。
二 主要内容
现今对于输电线路中运行的复合绝缘子老化大多是绝缘子表面的硅橡胶老化，其老化的原因和规律早已有许多国内外学者进行过研究。根据某作者可以得知一般情况下，所处环境极端的温度、高湿度、盐密和污秽、长期存在的高电场以及紫外光辐射等因素都会加速绝缘子的老化。相较于复合绝缘子其余的老化因素而言，电老化是运行中无法避免的，某作者通过进行老化实验以及软件仿真的方式进行研究，得出长期处于高场强的环境下会加速复合绝缘子的老化。由于输电线路中高场强往往分布于绝缘子高压端，因此复合绝缘子高压端护套部位较其余部分更易老化。某作者使用傅利叶红外仪和SEM对老化绝缘子进行微观特性分析，发现处于高湿环境下水分渗入硅橡胶甚至是芯棒内部，导致绝缘子表面硅橡胶结构被破坏、芯棒腐蚀脆化，降低绝缘子使用寿命。而根据某作者可以得知实际环境中复合绝缘子的老化往往是受到上述多重因素的影响而造成，例如电-热、热-湿、湿-热-电等，多重因素的协同作用会大大加快绝缘子的老化进程。
目前对于绝缘子老化原因的案例分析大多数仅停留在试验分析，本研究结合试验和仿真对于750 kV 赛某一线绝缘子异常发热的情况进行具体分析，对比均压环不同安装位置对复合绝缘子高压端场强的影响，分析结果为探究绝缘子异常发热原因以及均压环的装设位置选取提供了一定参考价值。
1事件概述
1.1现场红外测试
1.2实验室试验
2绝缘子发热成因分析
2.1初步分析
2.2试验分析
3仿真分析
三 结论
赛某一线某杆塔大号侧左V绝缘子异常发热的最主要成因是绝缘子老化，高压端护套部位污秽严重、粉化开裂以至于材质发生改变失去憎水性，导致其在周围电场的影响下出现异常温升。而造成高压端护套部位污秽严重的内因则是由于该绝缘子在运行中均压环的安装位置造成周围场强过高，从而加速了该部位的绝缘子老化进程。此外，该区段整条线路的均压环安装位置一致，但由于该杆塔所处位置地势突高且临近水流，湿度较周围片区而言较高，进一步加剧了该处绝缘子老化，双重因素影响下，出现该处绝缘子异常发热而同线路其他区域绝缘子未发热的情况。
根据建立仿真计算模型进行分析后，得出均压环最佳安装位置应该为小均压环与护套末端的间距固定于0 mm，大均压环与小均压环的间距则最好在80~120 mm之间。因此对于该案例中750 kV赛某一线绝缘子高压端异常发热情况的解决措施如下：1)尽快排查所有存在异常发热情况的绝缘子，并将发热严重的绝缘子全部换下，除此以外应对于该区域整条线路的绝缘子定期巡查；2)对于所有均压环安装位置进行调整，保证小均压环与护套末端的间距固定于0 mm，大均压环与小均压环的间距在80~120 mm范围内。
作者简介
漆思怡（1997—），女，硕士，主要研究方向为高压输线路防雷。E-mail：3031268081@qq.com。
本文索引
漆思怡，刘威，赵洪峰，等. 潮湿环境下某750 kV架空线路复合绝缘子异常发热分析[J]. 电瓷避雷器，2024(6)：44-52.
QI Siyi，LIU Wei，ZHAO Hongfeng，et al. Abnormal heating of composite insulator in 750 kV overhead line under humid environment[J]. Insulators and Surge Arresters，2024(6)：44-52.
《电瓷避雷器》国际标准刊号： ISSN1003-8337， CODEN DBIIA4。国内统一刊号： CN61-1129/TM，《电瓷避雷器》由西安电瓷研究所主办，双月刊， 1958 年创刊， 2009年元月起改制后，由西安高压电器研究院有限责任公司主管。《电瓷避雷器》是我国绝缘子、避雷器行业唯一的一本国内外公开发行的期刊。主要报道国内外绝缘子、避雷器和相关行业的最新理论、科研成果及技术创新等方面的论文。2019年《电瓷避雷器》入选《能源电力领域高质量科技期刊分级目录》电工理论与装备专业T3级。
《电瓷避雷器》连续多年被评为中文核心期刊，是“中国学术期刊综合评价数据库”和“中国科学引文数据库”来源期刊。被美国《化学文摘》、《剑桥科学文摘：材料信息》以及波兰《哥白尼索引》收录。
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