IECTS 60815-3-2025《污染条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定-第3部分：交流系统用聚合物绝缘子》标准立项发展报告

IEC/TS60815-3-2025《污染条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定——第3部分：交流系统用聚合物绝缘子》标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:SelectionandDimensioningofHigh-VoltageInsulatorsIntendedforUseinPollutedConditions-Part3:PolymerInsulatorsforACSystems摘要随着我国电网建设的高速发展及“西电东送”战略的深入实施，高压输电线路途经区域的气候与环境条件日趋复杂，大气污染导致的绝缘子污秽闪络事故已成为影响电力系统安全稳定运行的重要隐患。聚合物绝缘子因其优异的耐污性能、轻质高强及良好的防爆性能，在交流输电工程中得到广泛应用。为适应新材料、新工艺的发展需求，并解决现行标准在实际应用中的技术空白，IEC/TS60815-3-2025《污染条件下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定——第3部分：交流系统用聚合物绝缘子》正式发布实施。本报告全面阐述了该标准的立项背景、编制原则及主要技术内容，系统分析了其在污秽度评估、爬电距离选择、伞裙结构设计及试验验证等方面的技术修订与创新。报告指出，该标准充分吸纳了硅橡胶复合绝缘子长期运行经验及最新科研成果，完善了基于现场污秽度（SPS）的选型方法，强化了聚合物绝缘材料的特殊性与老化特性要求，对提升我国输变电设备外绝缘配置水平、保障电网安全运行具有重要的指导意义和工程应用价值。关键词：高压绝缘子；聚合物绝缘子；污染条件；污秽闪络；IEC标准；选型与尺寸确定；爬电距离Keywords:High-voltageinsulators;Polymerinsulators;Pollutedconditions;Pollutionflashover;IECstandard;Selectionanddimensioning;Creepagedistance一、引言绝缘子作为电力系统中数量最多、运行条件最为苛刻的部件之一，其外绝缘性能直接关系到输变电工程的整体安全水平。在工业污染、自然扬尘、盐雾及鸟粪等复杂环境因素作用下，绝缘子表面不可避免地会积聚污秽物，在潮湿天气条件下极易诱发污秽闪络事故。污闪事故涉及面广、重合闸成功率低，往往造成大面积停电，带来巨大的经济损失和社会影响。近年来，以高温硫化硅橡胶（HTV）为外绝缘材料的复合绝缘子因其优异的憎水性和憎水迁移性，在交流输电线路及变电站中获得大规模应用，显著提升了电力系统外绝缘的防污水平。实践经验表明，聚合物绝缘子的污染特性、积污规律及闪络机理与传统的瓷和玻璃绝缘子存在本质区别，其选型与尺寸确定方法亦不能简单照搬。2008年发布的IEC/TS60815-3作为该系列标准的重要组成，为交流系统用聚合物绝缘子的选型提供了方法框架，但历经十余年的工程实践，其在污秽度分级、尺寸确定方法的精细化、新材料适应性等方面逐渐暴露出不足。在此背景下，IECTC36（绝缘子技术委员会）启动了IEC/TS60815-3的系统性修订工作。经过多轮国际研讨与草案投票，2025年12月3日，新版IEC/TS60815-3-2025正式发布实施。我国作为IECTC36的积极成员单位，深度参与了该标准的修订工作，将国内在复合绝缘子防污闪领域的大量科研成果和运行经验融入国际标准，提升了我国在该技术领域的话语权和影响力。二、标准制定背景与任务来源（一）技术发展与行业需求复合绝缘子自20世纪90年代在我国电网推广使用以来，装机数量已达数千万支，在超/特高压输电工程中占据主导地位。早期选型多参考瓷绝缘子的经验方法，或采用基于爬电比距的简化算法。然而，大量运行经验表明，仅以爬电比距作为选型依据并不能完全反映聚合物绝缘子在污湿状态下的真实外绝缘性能。聚合物绝缘子的伞裙形状、芯棒直径、护套材料配方及界面特性均会显著影响其污闪特性，部分产品在严重污秽地区的运行效果并不理想。与此同时，随着我国大气污染治理攻坚战的持续推进，北方地区冬季燃煤采暖污染物排放大幅降低，部分原重污区实测盐密值显著下降；而随着工业产业布局调整，部分区域出现新型污染源（如化工园区、光伏制造基地等），污秽成分更加复杂多变。传统的定型污秽度描述方法亟需向基于现场实测的定量化评估方法转变。（二）国际标准修订进程2018年，IECTC36/WG11工作组正式启动IEC/TS60815-3的修订工作。修订工作遵循以下原则：一是保持与IEC/TS60815-1（定义、术语和一般原则）及IEC/TS60815-2（交流系统用瓷和玻璃绝缘子）在体例和术语上的一致性；二是充分纳入各成员国在复合绝缘子领域的最新研究成果和运行经验；三是优化标准的技术内容，提高可操作性。经过草案编制（CD）、委员会草案（CDV）及最终国际标准草案（FDIS）等各阶段的严格审查，2024年底该标准通过最终投票，2025年12月3日正式发布实施。新版标准的发布，将为全球交流系统用聚合物绝缘子的选型和尺寸确定提供统一、科学的技术依据。三、标准适用范围与主要技术内容（一）适用范围本标准适用于交流系统中使用的聚合物绝缘子，包括线路悬式复合绝缘子、变电站支柱复合绝缘子以及空心复合绝缘子等。标准规定的选型和尺寸确定方法适用于额定电压高于1000V的交流系统，使用环境为大气污染条件下的户内外运行场景。标准中的“聚合物”主要指以硅橡胶为主要外绝缘材料的绝缘子产品，对其他聚合物材料可参照使用。（二）主要技术内容解析1.参考污秽度评估体系的完善新版标准进一步强调了基于现场污秽度（SitePollutionSeverity,SPS）的选型理念。SPS的确定应综合考虑等值盐密（ESDD）、灰密（NSDD）、污秽物成分（可溶盐种类及比例）、气候条件（湿润频率、降雨量）及积污特性等因素。与瓷绝缘子不同，聚合物绝缘子的积污特性受伞裙结构的影响更为显著，标准建议在条件允许时优先采用实际绝缘子或同结构模型绝缘子进行现场积污测试，以减少因绝缘子造型差异带来的积污修正误差。2.爬电距离与伞裙结构的协同选择标准明确指出，对于聚合物绝缘子，爬电距离仅是影响污闪电压的因素之一，而非唯一因素。伞裙直径、伞间距、伞倾角及护套表面的憎水性状态对污闪电压具有显著影响。新版标准将憎水性因素纳入选型考量，给出了基于HC等级（憎水性分级）的修正系数参考值。在严重污秽及湿润条件下，推荐采用大小伞交替或增加伞间距的结构设计，以抑制伞间桥接和水带形成。3.聚合物绝缘子的特殊考虑标准新增了多项针对聚合物绝缘子材料特性的技术条款：-芯棒-护套界面防护：在污秽和潮湿联合作用下，芯棒端部密封失效可能引发脆断等严重事故。标准对端部密封结构的选型设计提出了明确要求，并对均压环的安装位置提供了指导性建议。-老化与寿命评估：聚合物外绝缘材料在电、热、机械及环境应力长期作用下的老化过程直接影响其长期耐污性能。标准建议在选型阶段考虑绝缘子的预期使用寿命，并参考IEC/TS62788-7-2等老化试验标准进行材料选型验证。-附加强化试验要求：对于应用于特高压工程或极度污秽地区的聚合物绝缘子，标准推荐进行覆污试验（固体层法或盐雾法）以验证绝缘子的实际耐污性能，试验方法参考IEC60507的最新版本。4.尺寸确定的流程化改进标准以附录形式提供了选型与尺寸确定的推荐流程图。从确定现场污秽度等级（SPS），到分析绝缘子的积污与憎水性特性，再到初步确定爬电距离、校核伞裙结构设计，最后进行必要的试验验证，形成了完整的技术闭环。这一流程化的处理方法降低了标准的使用门槛，提高了不同设计人员之间选型结果的一致性。四、标准的特点与修订亮点（一）科学性：从经验型向定量化的转变新标准弱化了传统“爬电比距-污区等级”的简单对应关系，强调基于SPS的定量计算与试验验证相结合的方法。这一转变反映了国际绝缘子选型技术从经验型向定量化、精细化方向的演进。（二）协调性：与系列标准的有机统一作为IEC/TS60815系列的第3部分，本标准在术语定义、污秽度评估程序、参考绝缘子选择等方面与第1部分保持高度一致，同时在第2部分基础上，针对聚合物绝缘子的结构特殊性和材料特殊性进行了差异化规定。（三）实用性：兼顾指导性与可操作性对于现场运维人员而言，直接开展大规模的积污试验往往受到时间、经费和试验条件的限制。标准在要求进行SPS评估的同时，给出了利用现有污区分布图、临近线路运行经验进行初步选型的替代方案，兼顾了理论严谨性与工程可操作性。（四）前瞻性：面向新型绝缘技术标准对采用聚氨酯、脂环族环氧树脂等新型聚合物材料的绝缘子选型条款进行了铺垫性说明，为未来新材料的工程应用预留了标准接口。五、主要参编单位介绍——中国电力科学研究院有限公司中国电力科学研究院有限公司（以下简称“中国电科院”）作为我国电力行业综合性科研机构，是本次IEC/TS60815-3-2025修订工作的核心参与单位之一，也是国内归口管理该项国际标准的对口技术支撑单位。中国电科院长期从事高压绝缘技术领域的基础理论、试验检测与工程应用研究，建有国家重点实验室（电网环境保护国家重点实验室）及国际先进的污秽试验站。在复合绝缘子防污闪领域，中国电科院率先开展了硅橡胶复合绝缘子憎水性及憎水迁移机理的系统性研究，建立了基于污闪电压梯度与爬电距离关系的定量选型方法，相关成果已纳入我国电力行业标准DL/T864《标称电压高于1000V交流架空线路用复合绝缘子使用导则》及GB/T26218系列国家标准。在本次国际标准修订过程中，中国电科院牵头组织了国内相关运行单位、制造企业和高校的调研工作，系统梳理了我国在特高压工程中复合绝缘子的选型数据和运行经验，向IECTC36/WG11工作组提交了多份技术提案，包括：聚合物绝缘子在重污秽地区的选型修正建议、基于憎水性等级的爬电距离修正系数建议、以及大小伞结构对污闪电压影响的试验数据。多项建议已被新版标准采纳。此外，中国电科院还承担了标准草案的国内征求意见汇总分析、关键技术指标的试验验证及标准的宣贯培训工作。中国电科院的深度参与，一方面保证了新版IEC标准能够充分反映我国电网运行环境特点和技术需求，另一方面也借助国际标准平台，向世界展示了我国在复合绝缘子应用技术领域的领先成果，有力地推动了我国防污闪技术标准与国际标准的接轨。六、标准实施的意义与展望（一）实施意义IEC/TS60815-3-2025的发布实施，对于提升我国交流输变电工程外绝缘设计水平具有重要意义。首先，标准引导行业摒弃“重爬距、轻结构”的选型思路，推动绝缘子选型从简单参数比对向综合性能验证转变，有助于从源头上减少污闪事故隐患。其次，标准的实施将促进复合绝缘子产品设计的优化升级，淘汰那些仅满足尺寸要求但综合耐污性能不佳的低端产品，推动行业高质量发展。再次，作为国际上普遍参照的技术文件，新版标准的实施将有助于我国复合绝缘子产品在国际市场上的认可与流通，为“一带一路”沿线国家的电网建设项目提供明确的技术指引。（二）未来展望当前，我国正加快建设新型电力系统，以新能源为主体的电源结构及特高压交直流混联电网格局对绝缘子的外绝缘性能提出了更高要求。未来，聚合物绝缘子选型技术将向以下几个方向持续发展：一是向智能化方向发展，利用物联网技术开展绝缘子污秽度在线监测，实现从“静态选型”向“动态校核”的拓展；二是向多应力耦合评估方向发展，综合考虑高海拔、强紫外线、大温差等环境因素与污秽因素的协同作用；三是向标准化、系列化、模块化方向发展，加快建立适应不同应用场景的聚合物绝缘子选型技术标准体系。中国电科院等国内科研机构将持续跟踪IEC标准的最新动态，同步开展相关国家标准和行业标准的修订升级工作，确保国内标准与国际标准的有序衔接。同时，进一步加强基础试验研究，特别是针对特高压、柔性直流等新型输电场景下的聚合物绝缘子选型关键技术开展攻关，为全球绝缘子技术的进步贡献中国方案和中国智慧。结论IEC/TS60815-3-2025的正式发布，是聚合物绝缘子选型技术领域的一项重要标准化成果。该标准聚焦于污染条件下交流系统用聚合物绝缘子的特殊性问题，在完善SPS评估体系、优化尺寸确定流程、强化材料特殊考虑等方面实现了系统性技术升级，体现了当前国际复合绝缘子领域的最新科研水平与工程实践经验。标准的实施将有力推动我国输变电设备外绝缘配置水平的整体提升，为新型电力系统建设背景下的电网安全可靠运行提供坚实的技术支撑。随着标准的深入应用和持续迭代，聚合物绝缘子的选型方法将更加科学、精准和智能，为全球电力行业的可持续发展作出更大贡献。参考文献[1]IEC/TS60815-1,Selectionanddimensioningofhigh-voltageinsulatorsintendedforuseinpollutedconditions-Part1:Definitions,informationandgeneralprinciples,2008.[2]IEC/TS60815-2,Selectionanddimensioningofhigh-voltageinsulatorsintendedforuseinpollutedconditions-Part2:CeramicandglassinsulatorsforACsystems,2008.[3]GB/T2