复合绝缘横臂在多因素耦合作用下的老化机理

《IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation》：Aging Mechanism of Composite Insulated Cross-Arm Under Multi-Factor Coupling Effect

复合绝缘交叉臂（CICA）用于110kV高压输电线路，兼具优异绝缘性能和节省走廊优势，但需应对复杂机械应力及温湿度环境。研究表明湿度温度是主因，应力加剧水分渗透，电流变化分三阶段，硅橡胶与芯杆退化协同，机械因素如恒力及周向循环力影响性能，为CICA应用推广提供依据。

　　

摘要：

复合绝缘横担（CICA）可用于高压输电线路中，以替代传统的铁制横担和复合绝缘子。除了具有优异的绝缘性能外，CICA还能节省输电走廊等空间。然而，由于其水平布置方式，CICA在承受高温和高湿度环境因素的同时，还需承受复杂的机械应力。本文以110 kV的CICA为例，研究了在多因素耦合作用下的老化机制。界面性能的测试结果表明，湿热因素是导致老化的主要原因；同时，应力会通过促进水分渗透来影响界面性能。在多因素老化过程中，界面电流的变化可以分为三个阶段：电压-电流同步增长阶段、电压-恒定电流下降阶段以及界面击穿阶段。此外，CICA实验还显示，在硅橡胶和芯棒的老化过程中，湿热因素与机械因素之间存在协同作用。恒定力以及高低周循环力主要会影响其机械性能。这项研究有助于CICA的应用和推广。