硅橡胶电晕老化中气压湿度的作用机制及电晕老化状态评估研究

The project intends to take HTV silicone rubber as the research object, using the space charge testing techniques(TSC, PEA) and some conventional aging characteristics analysis methods such as FTIR, hydrophobicity, volume resistivity test and so on, to rearch the influence of pressure and humidity on the corona aging characteristics of silicone rubber, to explore the macroscopical dielectric properties based on microscopic mechanism. Furthermore, the mechanism of action of space charge in the corona aging of silicone rubber under high-altitude environments will be researched.And it will be explored that the corona aging condition assessment model adaptating to different meteorological conditions based on space charge characteristics. . The completion of the study will help to raise the level of awareness on the corona aging mechanism of composite insulators in high-altitude environments, and provide theoretical support for the appllication of sapce charge testing techniques in the corone aging diagnosis of composite insulators. And the referred proposal is expected to be offerred for silicone rubber with better resistance to corona under different application conditions.

本项目拟以复合绝缘子用HTV硅橡胶为研究对象，利用固体绝缘材料耐电晕老化试验系统，借助TSC、PEA空间电荷测试技术及FTIR、憎水性、体积电阻率测试等常规老化特性分析方法，探寻气压湿度对硅橡胶电晕老化特性的影响规律，探寻硅橡胶电晕老化进程中微观电特性与微观结构及宏观特性间的定量关系，进而研究气压湿度在硅橡胶电晕老化中的作用机制，探索适应不同气压湿度基于空间电荷特性的硅橡胶电晕老化状态评估模型。该研究的完成将有助于提升复合绝缘子电晕老化机理的认识水平，并为空间电荷测试技术在复合绝缘子电晕老化诊断中的应用提供理论支撑。同时，有望为复合绝缘子材料在不同气压湿度下的耐电晕老化改性提供参考建议。

高压输电线路途经地区的气候环境条件日趋复杂，而电压等级的提高使复合绝缘子表面的电晕放电现象更加普遍。因此，复合绝缘子在复杂气候条件下的耐电晕性是其应用于特高压线路的关键问题之一。本课题针对复合绝缘子用硅橡胶材料耐电晕老化研究中的相关问题进行了探索研究，取得的成果如下：.1..采用Ansys模拟仿真了复合绝缘子在不同缺陷形式和不同机械应力下的.受力发展趋势，采用COMSOL Multiphysics数值模拟了复合绝缘子在不同电极布置下的放电发展过程，基于受力分析结果和电场强度动态分布结果，研制了首套能够模拟复合绝缘子用硅橡胶材料不同受力情况、放电稳定、能量均匀的电晕加速老化电极系统。.2..通过理论分析和试验测试，探讨了固体绝缘材料耐电晕加速老化试验参数.的设计思路，确定了适用于本课题的外施电压u（10kV），终结时间tend（800h），取样时间（100h、400h和800h）。该研究思路可为固体绝缘材料耐电晕老化试验测试提供一定参考。.3..基于正交老化试验方法，研究了气压、湿度对硅橡胶电晕微观电特性.（陷阱特性）、微观物化特性（表面形态和化学结构）和宏观特性（憎水性、硬度、体积电阻率-温度特性及闪络电压）的影响规律，结果表明陷阱特性的变化最为显著，且气压越低，湿度的影响越大，而随着气压的升高，老化时间对老化进程起主要作用。.4..基于概率统计法，获得了硅橡胶各老化特性间的定量关系，建立了基于相.对变化率的硅橡胶材料电晕老化状态多维参量评价体系。该体系能够更为客观地地再现材料老化进程中的不同阶段。.5..基于试验结果，提出了硅橡胶在不同气压、湿度作用下的空间电荷作用机.制，分析得到了适应于不同气压、湿度的硅橡胶电晕老化陷阱电荷量阈值。