复合绝缘子以其优良的电气绝缘及机械性能在我国交直流输电中具有广泛应用。迄今为止,复合绝缘子在电网中运行年限超过25年。输电线路复合绝缘子由于长期运行在恶劣环境下出现了不同程度的老化,尤其是高海拔环境。高海拔环境具有年日照时间长,昼夜温差大,紫外光强烈等特点,复合绝缘子表面硅橡胶材料更易与空气中水分子结合发生氧化及水解反应,导致绝缘子表面出现裂化、粉化、憎水性降低等现象,影响绝缘子电气性能,严重时甚至会引发闪络事故,威胁电网安全可靠运行。本文以重庆大学雪峰山高海拔环境下不同年限复合绝缘子为研究对象,开展不同年限下复合绝缘子硅橡胶表面物理化学特性和电气特性研究,分析其宏观、微观参量变化规律,在此基础上提出高海拔覆冰环境绝缘子老化表征方法。论文得出的主要结论如下:(1)随着老化年限的增加,四个厂家复合绝缘子硅橡胶样品物理、化学及电气特性变化规律类似,即老化初期,复合绝缘子硅橡胶样品表面各特征参量变化较为缓慢;当老化到达一定阶段,其特征参量变化速度加快;但不同厂家样品老化特征参量变化速度和数值有所差异。(2)随着老化年限的增加,复合绝缘子硅橡胶表面憎水性逐渐下降,硬度及吸水性逐渐上升,结合复合绝缘子微观形态及固体表面静态接触角的Wenzel模型发现:老化初期,由于复合绝缘子表面逐渐出现孔洞及裂纹,表面粗糙度略有上升,憎水性逐渐下降,受硅橡胶表面毛细作用的影响,其表面吸水性出现缓慢上升趋势;当老化到达一定阶段,复合绝缘子表面出现粗糙的突起,复合绝缘子表面粗糙度大幅度上升,此时复合绝缘子表面水珠出现塌陷,其憎水性下降速度加快,吸水速度出现大幅度的上升。(3)随着老化时间的增加,复合绝缘子的化学特性变化明显,由于高海拔地区紫外线的长时间照射及空气中水分子的水解作用,硅橡胶表面分子主链被破坏,表面产生大量亲水性基团,Si、C元素相对含量下降,O元素相对含量上升,材料相对介电常数上升,体积电阻率下降,交变电场下极化损耗加剧,老化程度加重。(4)基于四个厂家复合绝缘子物理、化学及电气特性的测试结果,并对12个老化特征量进行相关性分析及独立性计算,发现饱和吸水比、Si元素相对含量及O元素相对含量这三个参量相互独立且与老化年限具有显著相关性,可以对复合绝缘子的老化程度进行表征。(5)在对复合绝缘子老化程度进行定量分析过程中,提出采用老化表征参量变化百分比这一参数对复合绝缘子老化程度进行表征,得出三个参数随着老化年限增加相对老化1年样品的变化范围,并通过拟合计算得出饱和吸水比、Si及O元素相对含量的变化百分比与老化年限之间关系的经验公式,经检验得出理论计算值与实际值之间的误差小于15%,在工程允许范围内,可以在今后研究中对复合绝缘子寿命预测进行指导。