复合绝缘子又称合成绝缘子，是指杆体和外套有两种或以上绝缘材料组合构成的绝缘子，主要由芯棒、伞裙、金具以及均压环等几个部分组成。由于其具有耐污闪特性好、维护工作量少、工程造价低等特点，广泛使用于输电线路中，承担着电气绝缘和机械支撑的重要作用，目前新建的超/特高压输电基地和输电线路当中超过70%的绝缘子为复合绝缘子。

“十四五”期间，国家电网公司推出了助力新西藏高质量发展五项举措，在西藏计划投资466亿元，进一步加强西藏与西南电网联网，大力发展以西藏地区为代表的藏电外送工程，送电电源规划拓展至藏东南地区，送电侧海拔提升至3500 m以上的超高海拔地区。

硅橡胶的性能优劣决定着复合绝缘子能否稳定运行在线路上。在高海拔地区，复合绝缘子长期处于污染、紫外线辐射、放电、温湿度等复杂环境下，复合绝缘子的硅橡胶绝缘材料逐渐老化，运行可靠性显著降低，严重威胁电力系统的运行安全。如何科学地表征和评价复合绝缘子的老化状态，是国内外行业研究的热点和难点。结合作者的研究成果，分析了硅橡胶复合绝缘子在高海拔环境下的老化研究现状，综述了复合绝缘子老化状态检测与评价技术的研究现状与进展，为电力行业复合绝缘子的运行维护和设计制造提供参考。

1、高海拔环境复合绝缘子用硅橡胶老化现状

【污染】

经过对不同污秽成分下绝缘子污闪特性试验研究，发现不同盐类污秽的绝缘子污闪或耐受电压不同，如：一价盐（如NaCl）比二价盐（如CaCl₂等）对绝缘子污闪特性的影响要大。在相同盐密的条件下，不同化学成分下的污秽闪络电压也是不同的，与CaCl₂、Ca(NO₃)₂相比，NaCl盐对绝缘子污闪特性影响要更大，其表面的电场强度也存在很大差别。从绝缘子污液的电导率角度分析，发现当污秽物质酸性溶液电导率较小时，其混合溶液的电导率会随着硅藻土含量的增加而增大；而随着硫酸溶液电导率的增大，在一定范围内增加溶液中硅藻土的含量，溶液电导率下降，混合溶液电导率下降程度也越大，间接说明了不同污秽成分对放电的影响。

【紫外线辐射】

对于硅橡胶的紫外辐射老化特性，已有部分学者开展了相关研究。发现受紫外辐射后的硅橡胶表面呈现出凹凸不平，破损程度增加的状态，X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy，XPS)中的SiOx (x=3,4)结构增加，能量色散X-射线光谱(energy dispersive X-Ray spectroscopy，EDS)中的C元素下降，O、Al、Si元素上升，傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectrometer，FTIR)中的C-H和Si-CH₃含量下降，憎水性下降。同时，发现表面硬度和表面电阻率增加，小分子量、拉伸伸长率和体积电阻率下降。随着紫外老化时间的增加，HTV硅橡胶表面的放电间隔时间缩短，交流电压下沿面爬电的发展加剧。

尽管专家学者们已经对于硅橡胶紫外光老化前后表面基团、表面元素含量、表面形貌、硬度、拉伸性能、体积电阻率、热失重及小分子量等参数及性能进行了大量研究，但是对于外绝缘用LSR，目前专家学者们的研究主要集中于如何提高其耐漏电起痕及电蚀损性能或者温湿度对其性能的影响。关于紫外辐射对LSR的影响的研究较为缺乏，同时老化机理也不清晰。并且关于适用于高海拔地区外绝缘用硅橡胶材料的选型问题也存在较大的争议。

【温度】

复合绝缘子伞裙与护套通常由交联结构的硅橡胶组成，由于复合绝缘子的伞裙大多暴露在外，直接受运行环境温度变化的影响。硅橡胶材料运行环境应力的影响中，高-低温循环变化的氧化作用是导致硅橡胶老化的重要因素。高温条件下，氧气会与硅橡胶发生氧化反应，加速消耗抗氧化剂，进而导致分子链的断裂、氧化和交联，形成非均匀结构和局部缺陷，最终导致硅橡胶的交联度和硬度上升；低温条件下，硅橡胶的大分子链被冻结，脆性增加，在持续机械应力服役过程中容易出现微裂纹并持续发展。高温导致的交联度上升和低温形成的微裂纹，二者循环作用会导致硅橡胶表面疏水性降低，加速水分渗入硅橡胶内部，水分中的可溶性成分会破坏材料内部硅氧键并形成硅醇等亲水基团和低分子产物，最终导致材料的耐电晕特性和机械性能降低。在实际运行中，不同地区的硅橡胶材料受到高-低温循环周期、温度、波动等多因素的影响，会出现较大的性能差异，因此在研究复合绝缘子用硅橡胶老化过程中，应充分考虑地域性差异。

【湿度】

空气湿度的变化对绝缘子老化也有着较大影响，空气中的分水子会捕获表面自由电子或光子，改变绝缘子沿面电场的分布。在湿度较高（75％）尤其湿度接近饱和（90％）情况下，绝缘子闪络电压随湿度的变化会有明显甚至急剧下降的趋势，而且运行中的绝缘子由于两端强电场条件下极易发生电晕放电，加速绝缘子伞裙硅橡胶材料的劣化。环境湿度和温度之间也有较大联系，环境湿度较低时，温差对绝缘子受潮过程的影响会更加明显；环境温度和绝缘子初始温度之差越大，其闪络电压会越小，且绝缘子表面温度越高，放电现象也会越明显。因此在高海拔地区考虑高低温、辐照对复合绝缘子影响时，也要充分关注湿度的协同影响。

2、复合绝缘子老化常用状态检测方法

1）离线检测法

无损检测：a）外观检查；b）疏水性检测；c）超声波检测。

破坏性试验：a）闪络电压试验；b）机械负荷耐受试验；c）2m跌落试验。

2）现场在线检测方法

a）外观检查；b）电场分布测量；c）红外成像法；d）紫外成像法；E）泄漏电流测量；F）疏水电荷测量。

3、复合绝缘子老化新的状态检测方法

1）扫描电镜分析；2）热重分析；3）红外光谱分析；4）热刺激电流法；5）陷阱特性试验；6）微波法；7）核磁共振法。