絕緣子超疏水涂層的制備及覆冰特性的試驗研究.pdf

1、在輸變電系統(tǒng)中，輸電線路的覆冰現(xiàn)象十分普遍。覆冰可以引起導(dǎo)線舞動、斷線、倒塔，導(dǎo)致絕緣子外絕緣特性的嚴(yán)重下降并引起絕緣子閃絡(luò)，給電網(wǎng)安全運行造成了嚴(yán)重?fù)p害。雖然目前在電力系統(tǒng)中廣泛運用的包括RTV涂料在內(nèi)的憎水性涂料具有良好的憎水性，但其接觸角不會超過110o，故并不能起到防覆冰的效果，更不能提高絕緣子串冰閃電壓以及和阻止冰閃事故的發(fā)生，到目前為止，尚未見應(yīng)用的實際效果。為有效地減少覆冰事故的發(fā)生，有必要研究仿荷葉超疏水涂層，這種涂層成

2、膜后水珠在其上面的接觸角可達(dá)到150o以上，滾動角小于5o,使得水珠在上面很容易滾動和滑落。將這種涂層涂敷在輸變電線路的絕緣子上，其超疏水性能能夠使滴落于絕緣子上的過冷卻水滴在釋放潛熱前就已經(jīng)滾走，從而有效降低絕緣子表面對過冷卻水滴的捕獲率，進(jìn)而延緩和阻止覆冰事故的發(fā)生。
　　 本文基于“荷葉效應(yīng)”，研究了一種超疏水涂層的制備方法及其疏水性能表征。并將涂敷有此種超疏水涂層的等腰三角形玻璃板、涂敷RTV涂層的等腰三角形玻璃板與沒有

3、涂層的等腰三角形玻璃板一起放入人工覆冰實驗室進(jìn)行覆冰實驗，并對這三種試品的覆冰形貌、覆冰重量、耐壓過程中的紫外光子數(shù)和泄漏電流以及覆冰結(jié)束后的交流冰閃電壓進(jìn)行測試、比較和分析。為考察超疏水涂層運用于絕緣子防覆冰的效果，將涂敷有此種超疏水涂層的三片玻璃絕緣子、涂敷RTV涂層的三片玻璃絕緣子與沒有涂層的三片玻璃絕緣子一起放入人工覆冰實驗室進(jìn)行覆冰實驗，并基于試驗結(jié)果，提出了改進(jìn)涂料配方以及配合超疏水涂料的防冰除冰措施的研究思路。
　　

4、 通過大量的試驗及其結(jié)果分析得到以下結(jié)論：
　　 ① 超疏水涂層表面具有微納二元復(fù)合粗糙結(jié)構(gòu)，從而形成了“荷葉效應(yīng)”和超疏水狀態(tài)，靜態(tài)接觸角可以達(dá)到(160±0.5)o，這種表面水與固體的接觸分?jǐn)?shù)為6.6％，也就是說存在93.4％的空氣截留面積；
　　 ② 超疏水涂層能明顯延緩等腰三角形玻璃板以及絕緣子試品的覆冰，阻止了連續(xù)覆冰膜的產(chǎn)生，在覆冰過程中表面只有分離的覆冰顆粒，由于超疏水涂層具有較低的滾動角，涂覆超疏水涂層

5、的等腰三角形玻璃板試品在覆冰過程中傾斜的角度越大，覆冰量越小，延緩覆冰的效果越明顯；
　　 ③ 由于超疏水涂層阻止了連續(xù)覆冰膜的產(chǎn)生，表面只有分離的覆冰顆粒，所以在耐壓過程中涂覆超疏水涂層的玻璃板試品的泄漏電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有涂覆RTV涂層的試品和沒有任何涂層的試品強，且用紫外成像儀測得的耐壓紫外光子數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于涂覆RTV涂層的試品和沒有任何涂層的試品；
　　 ④ 測得的涂覆超疏水涂層的等腰三角形玻璃板以及絕緣子試品的交流冰閃電壓