硅橡胶合成绝缘子的发展与应用（4）
5.复合绝缘子的应用
为使合成绝缘子在我国有更广泛的推广应用，在合成绝缘子工程应用中，还需关注如下问题，并继续进行更深入的研究工作。
5.1复合绝缘子结构表面形状选定
复合绝缘子外绝缘结构是由护套和伞裙构成的。复合绝缘子护套是保护芯棒免受自然环境各种因素浸蚀的防护结构，它是沿着产品绝缘长度通过绝缘材质包裹芯棒来实现的。复合绝缘子伞裙是用来增加产品爬电距离，使其满足产品在自然环境下长期安全运行的绝缘部件。伞裙是以伞形绝缘结构形状而出现的。伞裙结构表面包括伞裙上、下表面和伞裙边缘表面。伞裙上表面的形状是依据污秽物在其表面堆积最轻和自清扫能力最好成绩情况下，确定出有一定倾角的表面结构。伞裙下表面形状由于考虑到减少污秽物粘附和减轻伞裙下表面结构效应等原因，则采用平面结构。伞裙边沿应采取无滴水沿结构。复合绝缘子绝缘结构是按着产品使用地区污秽等级所规定的爬电距离要求，由若干伞裙在产品护套上均匀分布而构成的。由此，复合绝缘子爬电距离将由伞裙间护套与伞裙上、下表面所构成的单元爬电长度串联而成。
5.2机械强度的选择
合成绝缘子芯棒最突出特点是高强度与高比强度。其拉伸强度可达7000MPa，比强度是优质碳素钢的5倍。有的地区、部门提出使用合成绝缘子，机械强度要比传统瓷、玻璃绝缘子提高一级，如使用瓷绝缘子为160 kN，而使用合成绝缘子为210 kN。实际上，当使用负荷小于33%额定机械负荷时，可保障运行的可靠性。因此，完全可按照瓷绝缘子的方法选用合成绝缘子，而不必提高机械许用负荷值。芯棒载荷挠度测定表明，合成绝缘子有良好的抗弯性能、良好的耐舞动和微风振动性能。当用于耐张塔时，可承受一定的弯距。不同端部连接结构的产品在长期运行中，其机械性能的变化会有所不同，仍需进一步深入研究。
5.3比距的选择
合成绝缘子比距的选择，国内外均有2种意见：一是考虑表面材质憎水性的劣化，取1∶1；二是综合当前各国运行经验，比距可适当减少，如合成绝缘子可取瓷绝缘子的2/3或3/4。为规范合成绝缘子的外形尺寸，JB/T8460行业标准和国调中心“合成绝缘子使用指导性意见”统一要求：0-Ⅱ级污秽地区，比距为20 mm/kV；Ⅲ-Ⅳ级污秽地区，比距为25 mm/kV。实际上，这一规定，对于清洁区和一般污秽地区，高于GB/T16434的要求；对于重污区，就是瓷绝缘子的3/4。
5.4清扫问题
合成绝缘子积污是否重于瓷绝缘子，目前尚无统一意见。一些污闪事故的发生和重污区合成绝缘子积污过多，提出了是否需要清扫的问题。由于合成绝缘子污闪电压高，即使憎水性下降甚至短时近于消失，其污耐压也高于瓷绝缘子20%。因此，清洁区和一般污秽地区可免清扫。对于特别严重的工业和盐碱污染地区可采用定期更换的办法，当表面憎水性明显下降，且盐密过大(如大于0.2 mg/cm2)时更换新绝缘子，并以此确定更换周期。
5.5对机械强度下降的评价
机械强度下降有2种：一是端部结构不良造成的芯棒在小于额定机械负荷下脱出；二是运行多年后芯棒因蠕变特性而导致机械强度下降。前者已在运行中发生，建议在定期抽检中将机构强度低于50%的产品进行更换；后者只是理论分析至今尚未监测到，根据绝缘子选用的安全系数，今后若干年内很少会发生蠕变导致的机械强调问题。
5.6密封的可靠性
合成绝缘子端部金具与芯棒护套连接处的密封要引起足够重视。它可能是芯棒脆断和界面击穿的起因，也是国产绝缘子目前质量的一个薄弱点。国产合成绝缘子端部连接结构大部采用楔接式，在长期大负荷运行中芯棒与金具间发生滑移是不可避免的。当密封胶与金具粘接力差时，微小的滑移足以使密封处开缝；当密封胶弹性不够时，过量的滑移又可使密封胶断开。从这一角度讲，采用压接式端部结构是防止密封破坏的出路之一。此外，我国密封胶多为室温硅橡胶，其抗老化性能明显不如高温硅橡胶，在端部金具出现电晕的情况下可能导致过早劣化。对于110 kV及以下产品不使用均压环，或220 kV及以上产品均压环位置安装不当时都会有更大的危险性。特别是目前使用的产品都未经过严格的密封性能考核(IEC修订的有关试验方法 应尽快写入国标，之前用户应将其列入定货合同)。总之，端部密封处在长期机电作用下是否长期维持仍需试验论证和长期运行的考验。
5.7硅橡胶的老化
高温硅橡胶在一般地区使用不少于15 年，国外已有运行20 年以上的产品，表现良好。但也有些运行2～3 年的产品出现脆化，或低温且长时间受潮后憎水性难以恢复，都反映了硅橡胶材质的配方存在一些问题。其配方需进一步优化，使其具有良好的憎水性及迁移性，长时间受潮时憎水性减弱要缓慢，受潮后恢复要迅速。
5.8在线监测技术
在线监测技术未能取得突破，国外的一些方法 尚不成熟，虽然加快复合绝缘子在线监测技术的开发是推广复合绝缘子应用的动力，但由于开发难度很大，更为现实的做法是提高产品质量，确保运行可靠性。
6.结论
硅橡胶合成绝缘子作为新一代线路绝缘子已在我国进入全面工业性应用阶段，目前入网量已达40万支以上。除污秽区外，它还应得到更广泛的应用，大大地减轻输电线路的维护工作量，提高劳动生产率。保证复合绝缘子爬电距离的伞裙结构形状，应采用伞裙上表面合理倾角，伞裙下表面为水平的无滴水沿的伞裙结构。合成绝缘子的使用可显著提高输变电设备外绝缘性能，大大减少其污闪事故率，但并不能杜绝闪络(包括污闪)事故的发生。要区分不同地区的污秽等级，合理使用。还应进一步加强合成绝缘子诸多性能的研究，如端部采用压接结构、改进密封技术、提高芯棒耐酸强度等，以提高产品质量的可靠性为主，同时开发实用的在线监测技术。