基于FTIR的110kV復合絕緣子硅橡膠傘裙老化性能分析

汪佛池 律方成 楊升杰 劉 杰 李寧彩

基于FTIR的110kV復合絕緣子硅橡膠傘裙老化性能分析

汪佛池 律方成 楊升杰 劉 杰 李寧彩

（華北電力大學河北省輸變電設(shè)備安全防御重點實驗室 保定 071003）

為研究 110kV運行復合絕緣子硅橡膠傘裙的老化狀態(tài)，采用傅里葉變換紅外光譜（Fourier Transform Infrared Spectrometer，F(xiàn)TIR）技術(shù)對來自同一廠家運行于 3個不同地區(qū)的 9支110kV復合絕緣子硅橡膠傘裙典型基團變化情況進行了研究。對比了不同部位、污區(qū)及運行年限硅橡膠傘裙中Si-O-Si主鏈及Si-CH3側(cè)鏈反射率差異，結(jié)果顯示導線側(cè)傘裙、重污穢地區(qū)運行傘裙及運行年限較長傘裙的紅外反射率較小，表明強電場、重污環(huán)境及長運行年限復合絕緣子硅橡膠傘裙老化較嚴重，硅橡膠傘裙老化狀況隨運行年限表現(xiàn)出緩慢增長-急劇增加-緩慢變化的趨勢；同時運行年限對硅橡膠傘裙老化的作用相對最強，電場強度作用次之，而運行環(huán)境作用相對較弱，結(jié)合硅橡膠傘裙表面SEM測試結(jié)果對硅橡膠傘裙的老化差異進行了理論分析。

傅里葉紅外光譜 110kV復合絕緣子 老化 運行年限 電場強度 運行環(huán)境

1 引言

與傳統(tǒng)玻璃絕緣子和瓷絕緣子相比，復合絕緣子具有重量輕、抗污閃能力強、運行維護方便等優(yōu)點，在電力系統(tǒng)輸配電網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛應(yīng)用[1-3]。長期現(xiàn)場運行后，復合絕緣子硅橡膠傘群將逐步發(fā)生老化，表現(xiàn)出粉化、破損、憎水性下降等劣化跡象[4,5]，導致輸電線路事故時有發(fā)生，嚴重影響電力系統(tǒng)運行的可靠性。為此，針對復合絕緣子硅橡膠傘群老化狀態(tài)及規(guī)律開展分析研究，掌握復合絕緣子劣化規(guī)律，這對于確保輸電網(wǎng)絡(luò)安全可靠運行具有重要意義。

傅里葉紅外光譜（FTIR）技術(shù)通過分析與樣品作用前后紅外光譜的變化對樣品表面特征官能團進行分析。相關(guān)研究表明 FTIR技術(shù)可有效分析復合絕緣子硅橡膠材料的老化情況，文獻[6]通過 FTIR分析發(fā)現(xiàn)運行復合絕緣子傘裙上、下表面及南、北側(cè)官能團存在差異；文獻[7]通過 FTIR分析了運行0、8、9、11、13復合絕緣子傘裙，發(fā)現(xiàn)隨掛網(wǎng)時間的增長傘裙中各基團反射峰強度下降，老化程度加深；文獻[8]通過 FTIR分析表明運行復合絕緣子電暈放電和局部放電產(chǎn)生硝酸是導致絕緣子脆斷的主要原因；文獻[9]采用FTIR分析比較了普通RTV和納米復合RTV電暈老化的差別。雖然相關(guān)文獻針對復合絕緣子硅橡膠傘群的老化開展了部分研究，但是針對運行復合絕緣子硅橡膠傘群隨外界作用因子的老化規(guī)律及機理并未進行深入研究，而這對于指導現(xiàn)場復合絕緣子的運行維護具有重要的價值。

基于此，本文以FTIR為研究手段，采用Nicolet iS5傅里葉變換紅外光譜儀系統(tǒng)分析了復合絕緣子不同部位傘群、運行于不同污穢地區(qū)絕緣子硅橡膠傘群及運行不同年限硅橡膠傘群典型基團的變化規(guī)律，同時借助 JSM-6490LV掃描電子顯微鏡觀測了各試樣表面微結(jié)構(gòu)差異，研究了不同運行工況下復合絕緣子硅橡膠傘群老化規(guī)律。

2 試驗樣品及方法

為分析不同運行工況下復合絕緣子硅橡膠傘群的老化差異，選取了某廠生產(chǎn)的運行于廣州、襄樊、保定等地 9支 FXBW4-110/100型110kV復合絕緣子（結(jié)構(gòu)如圖1所示）為研究對象（各試樣情況具體如表1所示）。實驗過程中分別在每支絕緣子導線側(cè)、中部、桿塔側(cè)傘裙邊緣處各切取1cm2硅橡膠材料為研究樣品，獲得的試樣采用無水乙醇擦洗、去離子水沖洗去除其表面污穢，待自然晾干后進行FTIR和SEM分析。

圖1 Fig.1

表1 試樣情況Tab.1 Sample parameters

復合絕緣子用硅橡膠材料常由 45～70萬聚二甲基乙烯基硅氧烷（PDMS）組成，其中 PDMS分子主體由 Si-O-Si主鏈和 Si-CH3側(cè)鏈組成[10-11]，其分子以共價鍵方式組成，鍵力較弱、鍵能較低，在光、電等高能量粒子作用下 PDMS中的 Si-O-Si及Si-CH3鏈段將發(fā)生斷鏈、交聯(lián)[12-13]，導致硅橡膠材料絕緣、機械性能下降。而硅橡膠材料的 FTIR譜圖中 1 100～1 000cm-1波段和 1 270～1 255cm-1波段處反射峰強度與Si-O-Si和Si-CH3鏈段強度具有一致性，通過分析比較 FTIR中 1 100～1 000cm-1（Si-O-Si主鏈）和1 270～1 255cm-1（Si-CH3側(cè)鏈）波段處反射峰強度可有效分析Si-O-Si和Si-CH3鏈段強度[14-17]，表征復合絕緣子硅橡膠傘裙的老化狀態(tài)。另外，試驗過程中采用 SEM 對硅橡膠材料的表面微結(jié)構(gòu)進行測量分析獲取傘群表面宏觀狀態(tài)的劣化情況。

2 試驗結(jié)果

2.1 不同部位傘裙 FTIR差異

圖2所示為部分復合絕緣子導線側(cè)、中部、桿塔側(cè)傘裙FTIR測試結(jié)果。從結(jié)果可以看出，5支絕緣子傘群中 Si-O-Si主鏈反射峰強度呈現(xiàn)出中部傘群＞桿塔側(cè)傘群＞導線側(cè)傘群，5支絕緣子傘群中Si-CH3側(cè)鏈反射強度呈現(xiàn)出中部傘群＞桿塔側(cè)傘群＞導線側(cè)傘群；此外，Si-O-Si主鏈反射峰強度有6支絕緣子呈現(xiàn)出中部傘群＞桿塔側(cè)傘群和中部傘群＞導線側(cè)傘群、7支絕緣子桿塔側(cè)傘群＞導線側(cè)傘群，Si-CH3側(cè)鏈反射強度有6支絕緣子桿塔側(cè)傘群＞導線側(cè)傘群、7支絕緣子中部傘群＞桿塔側(cè)傘群、8支中部傘群＞導線側(cè)傘群。結(jié)果表明，經(jīng)過長期現(xiàn)場運行后復合絕緣子導線側(cè)傘裙易于出現(xiàn)老化，桿塔側(cè)傘群次之，而中部傘裙相對不容易發(fā)生老化。

圖2 絕緣子不同部位傘群基團反射率Fig.2 FTIR characteristic of silicon rubber sheds at different insulator parts

2.2 不同運行污區(qū)傘裙FTIR差異

圖3 不同污區(qū)傘群FTIR譜圖Fig.3 FTIR of insulator sheds in different service environment

表2 不同污區(qū)傘裙典型鏈段反射率Tab.2 Infrared spectrum of rubber silicon sheds in different service environment

圖3和表2所示為在廣州地區(qū)某一線路Ⅲ級和Ⅳ級污區(qū)運行 13年復合絕緣子導線側(cè)硅橡膠傘裙FTIR譜圖及其相關(guān)基團反射強度情況?？梢钥闯?，Ⅲ級污區(qū)硅橡膠傘裙相關(guān)特征基團反射峰強度均顯著高于Ⅳ級污區(qū)硅橡膠傘裙，表明運行于Ⅳ級污區(qū)復合絕緣子硅橡膠傘群老化情況要顯著嚴重于Ⅲ級污區(qū)復合絕緣子。

2.3 不同運行年限傘裙FTIR差異

圖4所示為不同運行年限110kV復合絕緣子硅橡膠傘裙中Si-O-Si主鏈、Si-CH3側(cè)鏈對應(yīng)紅外光譜反射強度變化情況（其中取各絕緣子傘群最小反射強度為該絕緣子特征值，運行13年絕緣子趨勢線連接點取4支絕緣子特征值的均值）?？梢钥闯?，隨運行年限增加，硅橡膠傘裙的Si-O-Si主鏈和Si-CH3側(cè)鏈對應(yīng)反射強度均呈現(xiàn)減小的趨勢，表明隨運行年限增加復合絕緣子硅橡膠傘裙的老化程度不斷加重。同時可以看出，在投運初期（運行時間 0～5年）硅橡膠傘群中Si-O-Si主鏈及Si-CH3側(cè)鏈對應(yīng)紅外光譜反射強度呈現(xiàn)出快速下降的趨勢，表明投運初期硅橡膠傘群會出現(xiàn)一個較快的老化階段；投運5年后（運行時間5～9年），各基團對應(yīng)紅外光譜反射強度呈現(xiàn)緩慢下降趨勢，表明硅橡膠傘群進入緩慢老化階段；運行時間較長硅橡膠傘裙（如運行9～13年）各基團對應(yīng)紅外光譜反射強度呈快速下降趨勢，表明硅橡膠傘群出現(xiàn)快速老化、劣化過程；而運行時間≥13年硅橡膠傘裙各基團對應(yīng)紅外光譜反射強度變化又趨緩，表明硅橡膠傘群老化速度又趨于緩慢。

圖4 不同運行年限傘群典型基團反射率分布圖Fig.4 FTIR characteristic of rubber silicon sheds with different operating year

3 分析與討論

輸電線路復合絕緣子長期運行于戶外環(huán)境，遭受著電、光、熱、污穢等多外力作用下，絕緣子傘裙表面污穢受潮放電、導線電暈放電等將產(chǎn)生高能帶電粒子，而太陽光中含有大量紫外光子[18-19]。其中放電產(chǎn)生電子的能量可高達 963kJ/mol、太陽中紫外光的能量可高達 598kJ/mol，而 Si-O 鍵能為446kJ/mol、Si-C鍵能為 301kJ/mol、甲基中的 C-H鍵能為 413kJ/mol[9,15-16]，其鍵能顯著小于光子和電子的能量。所以，運行復合絕緣子在放電產(chǎn)生的帶電粒子及太陽紫外光子的作用下，組成硅橡膠材料PDMS分子中的Si-O-Si主鏈和Si-CH3側(cè)鏈將發(fā)生斷鏈，引發(fā)硅橡膠性能劣化，表現(xiàn)出電氣、機械性能下降及絕緣子老化等現(xiàn)象。

絕緣子運行過程中，由于高壓導線、桿塔等物體雜散電容的作用，導致復合絕緣子各部位電場分布并不均勻。試驗過程中采用DL—1型絕緣子電場分布測試儀對試驗用FXBW4—110/100絕緣子的電場分布情況進行了測試，結(jié)果如圖5所示，其電場分布表現(xiàn)出導線側(cè)傘裙電場＞桿塔側(cè)傘裙電場＞中部傘裙電場。在污濕氣候條件下，放電將首先出現(xiàn)在場強相對較高的導線側(cè)傘裙和桿塔側(cè)傘裙，形成帶電粒子。同時，太陽及放電過程都會產(chǎn)生紫外光，受光照及放電部位限制，導線側(cè)和桿塔側(cè)傘裙遭受紫外光作用的強度和頻度相對更高。由于放電形成的帶電粒子及紫外光子的能量均顯著高于硅橡膠PDMS 分子中Si-O鍵、Si-C鍵及C-H鍵的鍵能，導致 PDMS 分子中的 Si-O-Si主鏈和 Si-CH3側(cè)鏈發(fā)生裂解，導致硅橡膠傘裙材料中的 Si-O-Si鏈和Si-CH3含量減少，表面表現(xiàn)出如圖6所示粉化、裂化狀態(tài)。正由于導線側(cè)、桿塔側(cè)及中部傘裙發(fā)生放電及遭受紫外作用存在差異，導致導線側(cè)傘群表面裂化相對更嚴重，表現(xiàn)為大量微裂紋且交織成塊狀分裂情況，而中部傘群和桿塔側(cè)傘群表面裂化相對較輕，整體表現(xiàn)為明顯裂紋，且桿塔側(cè)傘群表面裂紋相對更長、更寬。硅橡膠傘裙表面典型基團分布及裂化狀態(tài)均表現(xiàn)出絕緣子各部位傘裙老化裂化程度呈現(xiàn)出導線側(cè)傘裙＞桿塔側(cè)傘裙＞中部傘裙的規(guī)律。

圖5 絕緣子電場分布Fig.5 Electric field distribution of insulator

圖6 不同部位傘裙典型SEM 圖Fig.6 SEM morphologies of samples at different insulator parts

干燥狀態(tài)下，絕緣子表面污穢的導電能力較弱，不會對硅橡膠傘裙的性能產(chǎn)生影響。當傘裙表面污穢受潮后，污穢導電能力增強，導致絕緣子表面泄露電流增大，局部干區(qū)、濕區(qū)形成，引發(fā)絕緣子表面放電形成，放電產(chǎn)生的帶電粒子和紫外光子轟擊硅橡膠傘裙表面，將引發(fā)硅橡膠傘裙分子鏈裂解。長期運行于Ⅳ級污區(qū)絕緣子表面積污相對較重，受潮后其表面放電將更容易發(fā)生，導致傘裙表面 Si-O-Si鏈和 Si-CH3鏈含量下降相對更嚴重，表現(xiàn)出如圖3和表2所示的差異。同樣的原因也導致Ⅳ級污區(qū)運行 13年絕緣子傘裙表面微裂紋（寬度達到約13μm）顯著大于Ⅲ級污區(qū)運行絕緣子傘裙表面微裂紋（如圖 7所示）。故從紅外光譜分析及表面 SEM分析均表明Ⅳ級污區(qū)絕緣子傘裙老化程度較Ⅲ級污區(qū)絕緣子傘裙嚴重。

圖7 不同污區(qū)傘裙SEM圖Fig.7 SEM morphologies of samples in different service environment

圖8 不同運行年限傘裙SEM圖Fig.8 SEM morphologies of samples with different operating year

復合絕緣子硅橡膠傘裙在戶外運行過程中遭受電、熱、化學、紫外等多因子的聯(lián)合作用，隨著運行年限增加，復合絕緣子遭受多因子作用頻度及強度都將不斷增加，導致復合絕緣子傘裙材料的老化也不斷加深[20]。運行時間較短（如≤9年）復合絕緣子由于其硅橡膠傘裙材料表面憎水性好、污穢積累量相對較少，污穢放電的強度相對較小，硅橡膠傘裙遭受高能帶電粒子、紫外、熱等作用的強度和頻度有限，傘裙老化速度相對緩慢，F(xiàn)TIR測試結(jié)果表現(xiàn)為運行時間≤9年硅橡膠傘裙 Si-O-Si主鏈和Si-CH3側(cè)鏈對應(yīng)波段峰值變化緩慢；隨著運行時間增加，復合絕緣子傘裙憎水性逐步劣化、表面污穢不斷增加，引發(fā)高強度污穢放電等頻率相對較高，硅橡膠傘裙遭受高能帶電粒子、紫外、熱等老化作用強度將增大，傘裙老化將加快，F(xiàn)TIR測試結(jié)果表現(xiàn)為運行 9～13年硅橡膠傘裙 Si-O-Si主鏈和Si-CH3側(cè)鏈對應(yīng)波段峰值快速下降；隨著運行時間進一步增加，復合絕緣子硅橡膠傘裙材料老化逐步向縱深發(fā)展，由于老化因子作用導致硅橡膠老化向縱深發(fā)展的程度和速度有限，F(xiàn)TIR測試結(jié)果表現(xiàn)為運行 13年以上硅橡膠傘裙 Si-O-Si主鏈和 Si-CH3側(cè)鏈對應(yīng)波段峰值變化趨緩。圖8所示不同運行年限復合絕緣子橡膠傘裙SEM圖也顯示運行5、6、9年傘裙表面未見明顯裂紋；而運行 13年、15年和19年傘裙表面均出現(xiàn)了寬4～8μm不等的裂紋，其老化表現(xiàn)形式與FTIR測試結(jié)果一致。

為了分析運行年限、污區(qū)和場強對硅橡膠傘裙老化作用差異，對比分析了如圖9和表3所示不同污區(qū)運行6年和13年不同部位傘裙FTIR測試結(jié)果及典型基團反射率差異。綜合比較可以看出，Ⅲ級污區(qū)運行 13年絕緣子桿塔側(cè)傘裙 Si-O-Si主鏈和Si-CH3基團反射率均＜Ⅲ級污區(qū)運行6年絕緣子導線側(cè)傘裙反射率，表明運行年限對硅橡膠傘裙的老化作用強于電場作用；而運行13年絕緣子傘裙中，Ⅲ級污區(qū)導線側(cè)傘裙Si-O-Si主鏈和Si-CH3基團反射率明顯＜Ⅳ級污區(qū)桿塔側(cè)傘裙反射率，表明電場強度對硅橡膠傘裙老化作用強于運行環(huán)境（污區(qū)）；而Ⅳ級污區(qū)運行13年絕緣子導線側(cè)傘裙典型基團反射率均高于Ⅲ級污區(qū)運行傘裙基團反射率。上述現(xiàn)象表明，在復合絕緣子運行過程中運行年限對其傘裙老化作用相對最嚴重，電場強度次之，運行環(huán)境作用相對最弱。這主要是由于運行年限是污穢、電場等多因素綜合作用的結(jié)果，高電場場強易引發(fā)放電現(xiàn)象，而污穢引發(fā)放電、熱作用等均只在特定氣候才能出現(xiàn)，故運行年限、電場、污區(qū)對硅橡膠傘裙老化作用存在差異。

圖9 不同運行條件絕緣子傘裙FTIR譜圖Fig.9 FTIR of rubber silicon sheds in different service environment

表3 不同運行條件絕緣子典型鏈段反射率Tab.3 Infrared spectrum of rubber silicon sheds with different running condition

4 結(jié)論

通過對不同部位、運行污區(qū)、運行年限復合絕緣子硅橡膠傘裙進行FTIR測試分析，可知：

（1）由于復合絕緣子不同部位傘裙處電場強度存在差異，導線側(cè)傘裙電場較高易引發(fā)放電形成高能電子、紫外光子作用，而桿塔側(cè)傘裙電場強度及遭受太陽光作用均強于中部傘裙，故復合絕緣子導線側(cè)傘裙老化相對較重，桿塔側(cè)傘裙次之，中部傘裙老化相對較弱。

（2）重污區(qū)運行絕緣子傘裙表面積污相對較嚴重，在高濕條件下放電強度相對較重，其放電引發(fā)高能電子及紫外光子作用導致硅橡膠傘裙老化相對更為嚴重。

（3）隨運行年限增加復合絕緣子硅橡膠傘裙表面老化程度逐步加重并且逐步向硅橡膠材料內(nèi)部縱深發(fā)展，總體表現(xiàn)出運行年限較短傘裙（如≤9年）老化速度較慢，而后呈現(xiàn)老化加速，當傘裙老化較嚴重后（如運行年限≥13年）老化速度又趨緩。

（4）運行年限對硅橡膠傘裙的老化是多外應(yīng)力聯(lián)合作用的結(jié)果，高場強區(qū)傘裙易遭受放電產(chǎn)生的電子和紫外光子作用，而運行污區(qū)僅在特定氣候下引發(fā)硅橡膠傘裙老化，導致運行年限對復合絕緣子硅橡膠傘裙老化作用最強，而電場強度次之，運行污區(qū)相對最弱。

[1] 劉澤洪. 復合絕緣子使用現(xiàn)狀及其在特高壓輸電線路中的應(yīng)用前景[J]. 電網(wǎng)技術(shù), 2006, 30(12): l-7.

Liu Zehong. Present situation and prospects of applying composite insulators to uhf transmission lines in china [J]. Power System Technology, 2006, 30(12): l-7.

[2] Mackevich J, Shah M. Polymer outdoor insulating materials. Part I: comparison of porcelain and polymer electrical insulation[J]. IEEE Transactions on Electrical Insulation Magazine, 1997, 13(3): 5-12.

[3] 關(guān)志成. 絕緣子及輸變電設(shè)備外絕[M]. 北京: 清華大學出版社, 2006.

[4] 宿志一, 陳剛, 李慶峰, 等. 硅橡膠復合絕緣子傘裙護套的老化及其判據(jù)研究[J]. 電網(wǎng)技術(shù), 2006, 30(12): 53-57.

Su Zhiyi, Chen Gang, Li Qingfeng, et al. Study on aging and criterion of sheds and housing of silicon rubber composite insulator[J]. Power System Technology, 2006, 30(12): 53-57.

[5] 趙林杰. 硅橡膠復合絕緣子憎水性與污閃特性研究[D]. 北京: 華北電力大學, 2008.

[6] Rowland S, Robertson J, Xiong Y, et al. Electrical and material characterization of field-aged 400kV silicone rubber composite insulators[J]. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 2010, 17(2): 375-383.

[7] 屠幼萍, 陳聰慧, 佟宇梁, 等. 現(xiàn)場運行復合絕緣子傘裙材料的老化判斷方法[J]. 高電壓技術(shù), 2012, 38(10): 2522-2527.

Tu Youping, Chen Qionghui, Tong Yuliang, et al. Aging characteristics of shed materials of silicone rubber composite insulators in service[J]. High Voltage Engineering, 2012, 38(10): 2522-2527.

[8] Chughtai AR, Smith DM, Kumosa LS, et al. FTIR analysis of non-ceramic composite insulators[J]. IEEE Transactions on Dielections and Electrical Insulation, 2004, 11(4): 585-596.

[9] 藍磊, 文習山, 劉輝. 用紅外光譜研究室溫硫化硅橡膠電暈老化及壽命估計[J]. 高電壓技術(shù), 2009, 35(11): 2652-2656.

Lan Lei, Wen Xishan, Liu Hui. Corona aging tests and lifetime evaluation of RTV silicone rubber through FTIR[J]. High Voltage Engineering, 2009, 35(11): 2652-2656.

[10] 巫松楨, 謝大榮, 陳壽田, 等. 電氣絕緣材料科學與工程[M]. 西安: 西安交通大學出版社, 1996.

[11] Seog Hyeon Kim, Cherney E A, Hackam R, et al. Chemical changes at the surface of RTV silicone rubber coatings on insulators during dry-band arcing [J]. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 1994, 1(1): 106-123.

[12] Efimenko K, Wallace W E, Genzer J. Surface modification of Sylgard-184 poly(dimethyl siloxane) networksby ultraviolet andultraviolet/ozone treatment[J]. Journal of Colloid and Interface Science, 2002, 254: 306-315.

[13] Moreno V M, Gourur R S. Effect of long-term corona on non-ceramic outdoor insulator housing materials[J]. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 2001, 8(1): 117-128.

[14] 藍磊, 王漢良, 文習山, 等. 高溫硫化硅橡膠加速電暈老化試驗分析及其壽命預測[J]. 高電壓技術(shù), 2012, 38(4): 82-89.

Lan Lei, Wang Hanliang, Wen Xishan, et al. Accelerated corona aging tests analysis and lifetime prediction of HTV silicon rubber[J]. High Voltage Engineering, 2012, 38(4): 82-89.

[15] 傅佳, 覃永雄, 王勇, 等. 248nm紫外激光照射高溫硫化硅橡膠實驗及老化機理探討[J]. 電網(wǎng)技術(shù), 2012, 36(11): 77-82.

Fu Jia, Qin Yongxiong, Wang yong, et al. 248nm ultraviolet laser radiation experiment of high temperature vulcanized silicone rubber and its accelerated ageing mechanism[J]. Power System Technology, 2012, 36(11): 77-82.

[16] 王建國, 劉洋, 方春華, 等. 交流電暈對高溫硫化硅橡膠性能的影響[J]. 高分子學報, 2009, 4: 31-37.

Wang Jianguo, Liu Yang, Fang Chunhua, et al. Performance influence of high temperature vulcanization silicone rubber by alternating current corona discharge [J]. Acta Polymerica Sinica, 2009, 4: 31-37.

[17] 高海峰, 賈志東, 關(guān)志成. 運行多年 RTV涂料絕緣子表面涂層老化分析研究[J]. 中國電機工程學報, 2005, 25(9): 58-63.

Gao Haifeng, Jia Zhidong, Guan Zhicheng. Aging study on RTV coating covered on insulators and energized for many years[J]. Proceedings of the CSEE, 2005, 25(9): 58-63.

[18] Moreno V M, Gorur R S, Kroese A. Impact of corona on the long-term performance of nonceramic insulators [J], IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 2003, 10(1): 80-95.

[19] Xiong Y, Rowland S M, Robertson J, et al. Surface analysis of asymmetrically aged 400kV silicone rubber composite insulators[J]. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 2008, 15(3): 763-770.

[20] 梁曦東, 李震宇, 周遠翔. 交流電暈對硅橡膠材料憎水性的影響[J]. 中國電機工程學報, 2007, 27(27): 19-23.

Liang Xidong, Li Zhenyu, Zhou Yuanxiang. Influences of AC corona on hydrophobicity of silicone rubber[J]. Proceedings of the CSEE, 2007, 27(27): 19-23.

The Aging Characteristic of Silicon Rubber Sheds of 110kV Composite Insulators Based on FTIR Test

Wang Fochi Lü Fangcheng Yang Shengjie Liu Jie Li Ningcai

（Heibei Provincial Key Laboratory of Power Transmission Equipment Security Deference North China Electric Power University Baoding 071003 China）

In order to study on the aging characteristic of silicone rubber sheds of 110kV composite insulators, 9 silicone rubber composite insulators running in 3 different regions with 110kV were study with the Fourier transform infrared spectrum(FTIR) method. The FTIR difference of the silicon rubber sheds running with different electric field level, service environment and operating years were analyzed. The results indicate that the FTIR of the rubber silicon shed with higher electric field, more serious pollution environment and longer running years is smaller. At the same time, it is shown that the rubber silicon shed with higher electric field, more serious pollution environment and longer running years also aged more seriously. Moreover, the aging velocity of the rubber silicon shed increased slowly in the first 9 years running time, then increased sharply and become slowly after 13years running time. The operating year deteriorates the silicon rubber sheds more seriously than electric field and service environment. The SEM photographs of the silicon rubber sheds were also analyzed to demonstrate the surface deterioration of silicon rubber sheds.

FTIR, 110kV composite insulator, aging, operating year, electric field, service environment

TM85

汪佛池 男，1980年生，博士研究生，主要研究方向為輸變電設(shè)備外絕緣。

國家自然科學基金（51207055），中央高校基本科研業(yè)務(wù)費專項（13MS71）和河北省自然科學基金（E2015502009）項目資助。

2013-12-31 改稿日期 2014-04-17

律方成 男，1963年生，博士，教授，博士生導師，主要研究方向為高電壓絕緣、電氣設(shè)備在線監(jiān)測等。