复合绝缘子憎水性检测方法研究

复合绝缘子憎水性检测方法研究

叶堂柱韦海坤邝凡

（广东电网有限责任公司东莞供电局广东省东莞市523050）

摘要：复合绝缘子憎水性是检测其运行状态的重要指标之一，对复合绝缘子的憎水性能进行检测是判断复合绝缘子抗污闪性能的重要手段，也是确保复合绝缘子安全运行的重要保证。本文简述了目前的几种复合绝缘子憎水性检测方法，并分析了各种方法的原理和优劣，最后总结并展望了复合绝缘子憎水性检测方法的发展趋势。

关键词：复合绝缘子；憎水性；检测方法

引言

硅橡胶复合绝缘子具有体积小、重量轻、机械强度高、憎水性强、耐污闪性能好、不测零值和少维护等优点，在世界范围内发展应用很快，尤其在我国发展迅猛。

运行中的复合绝缘子会由于老化原因导致复合绝缘子憎水性下降，甚至丧失憎水性能，使复合绝缘子耐污闪电压下降，发生污闪的几率增加。憎水性作为复合绝缘子运行状态的重要指标之一，对其进行检测是判断复合绝缘子抗污闪性能的重要手段，也是确保复合绝缘子安全运行的重要保证。因此，开展复合绝缘子憎水性检测技术的研究至关重要。

1复合绝峰子的憎水性和憎水迁移性

复合绝缘子憎水性是指绝缘子表面吸附的水分以孤立不连续的小水珠的形式存在，不能形成连续水膜，限制表面泄露电流的发展，提高污闪电压。复合绝缘子憎水迁移性是指绝缘子表面染污后，将硅橡胶的憎水性迁移至污秽层的表面，使污秽层表面也有憎水性。

2复含绝缘子憎水性检测方法

复合绝缘子憎水等级检测的方法归纳起来主要包括：静态接触角法、动态接触角法、表面张力法、喷水分级法和基于数字图像处理的憎水性等级评判。

2•1静态接触角测量法

液滴在固体表面的静态接触角是反映液体在固体表面润湿性的重要指标之一，其定义如图1所示，0即为静态接触角。静态接触角0>90。时，固体表面呈憎水性；0<90。时，

图1接触角示意图：（a）亲水性：（b）憎水性

固体表面呈亲水性，所以静态接触角可以作为评判固体表面憎水性的依据之一。

复合绝缘子表面静态接触角可以利用接触角测量仪来测量，实现对复合绝缘子表面憎水性进行评判。静态接触角测量方法测量简单，定量准确，可方便地用于材料表面憎水性的评估。但是，该方法需要严格的试验环境，所用试品为平板试品，只能用于材料的实验室研究而不能用于复合绝缘子构件的现场研究。并且在用于粗糙或被污染的表面憎水性的评价时，接触角会有明显的迟滞现象。

2.2动态接触角量法

动态接触角是指接触角滞后理论中的前进接触角和后退接触角。

复合绝缘子的动态接触角测量利用加液/减液原理。在加液和减液过程中，每隔一段时间测量水珠在复合绝缘子表面的接触角，将得到动态接触角测试曲线，根据曲线可确定复合绝缘子表面的前进接触角和后退接触角。如果测到的后退接触角不为0。时，后退接触角越大，复合绝缘子憎水性越强，一般情况下，当后退接触角达到60。时，复合绝缘子憎水性达到最强程度。如果测到的后退接触角为0。，则复合绝缘子憎水性不强，前进接触角越小，复合绝缘子亲水性越强。

动态接触角方法能更客观、准确、真实地反应复合绝缘子表面的憎水性，因而动态接触角方法能应用于复合绝缘子憎水性评估中。

2.3表面张力法

表面张力法采用不同表面张力的一组液体确定憎水性，液体在固体表面的表面张力越大，固体表面憎水性越差。该方法采用3个张力范围内的液体混合物：低范围为甲酰胺和乙二醇单乙醚；中等范围为甲酰胺和蒸馏水；高范围为蒸馏水和氯化钠。

在直径约为25mm的试样表面上喷洒少量混合物，记录混合物液体连续层分裂为分离的小液滴所需要的时间T，T最接近2s的混合物所具有的表面张力确定为被测试品的表面张力。

由于表面张力法中使用的部分液体如甲酰胺对人体具有侵害性，目前表面张力法还没有得到广泛的应用。

2.4啧水分级法

喷水分级法是瑞典输电研究所提出的，其具体方法是：用普通喷壶对试品表面喷洒水雾，观察试品表面水珠的分布情况，利用分级判据，对比标准图片，得出试品的憎水性。憎水性按倾斜伞裙表面水滴的后退角和水膜覆盖面积两个物理量分为7个等级（分别表示为HCI、HC7），HCI级和HC7级分别对应憎水性最强和憎水性最弱的表面。

喷水分级法操作简单，易于现场测试，目前这种方法在国内外较为广泛采用，但该方法是一种人工肉眼判断的方法，对人的主观依赖性很大，只适合于做定性的分析。

2.5基于数字图像处理的憎水等级评判

基于数字图像处理的憎水性等级评价方法首先进行图像采集，然后对图像进行增强及去噪处理，对水珠或水迹区域进行分割，提取水珠或水迹的边界，最后对水珠边界的特征量进行提取，针对提取的特征量实现憎水性的分级处理，但此方法易受到污秽和弱边界的影响。基于数字图像处理复合绝缘子憎水性等级评判方法需用很复杂的算法进行水珠区域分割，且分割效果不理想。

3结语

上述的复合绝缘子憎水性检测方法都取得了一定的效果，但有必要对复合绝缘子憎水性的检测方法进一步研究。研究过程中除了借鉴上述方法外，还需要进行大量的探索和创新。

我们常常使用它来测试低压电器设备的绝缘性能。为了全面了解低压电器设备的绝缘情况，我们在进行低压电器设备的绝缘测试时应该注意绝缘材料的保存、性能参数、生产情况和使用材料等因素。目前，主要有两种方法可以测试绝缘电阻，那就是直接电阻测试法和泄露电流测试法。

3.1直接电阻测量法

在只用直接电阻测量法测量低压设电气设备的绝缘性能时，规格500V标准的万用表是绝对少不了的设备。在直接电阻测量低压电器设备时要注意以下几个问题。进行测量时要通过E、L两个端口；测量前应该关掉电源并断路放电，且要消除感应高等等外在情况所造成的测量误差；保证万用表的清洁，避免测量的失误，提高测量的准确性；开始测量时应该按照正确的步骤来进行：在切断电源的情况下，从万用表的两端分别引出一股线，和测量部位进行测量。然后摇动手柄并记录万用表上的数据，测量完成后，进行数据分析对比。

3.2泄漏电流测量法。

在使用泄露电流对于低压电器进行绝缘测试时，我们可以选择两种测试仪器，专业的泄露电流检测仪和耐高压测试仪。相比较而言，前者在操作方法和原理上都较为简单，便于掌握，它是通过比对国家对于泄露电流安全值的设定来判断绝缘电阻的性能。而耐高压测试仪对于低压电器设备进行测量时，是将电压施加于两个传导体之间，然后进行测量，得出电阻值。由于这两种方法的原理类似，都是外来电压的通过绝缘材料的那部分电压就是泄露电流，对于泄漏电流的测量来确定电阻值。这两种方法都可以为企业和用户提供一个较为安全的用电环境。

项目名称：输电线路耐张复合绝缘子检修新技术研究；项目编号：031900KK58180029

参考文献：

[1]赵林杰硅橡胶复合绝缘子憎水性与污闪特性研究[D]•华北电力大学（北京），200&

[2]徐志钮，律方成，赵鹏等．拟合方法用于硅橡胶静态接触角的测量[J].高电压技术•2009，25（10）：2475一2480．

[3]张世文，廉育英．憎水性与接触角的测量[J]．现代计量测试•1994，3：36•41.

[4]程养春，刘斌，李成榕等．基于带电检测的复合绝缘子憎水性评价[J]•中国电枳工程学报，2008，28（16）：135．142