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特殊工业粉尘地区绝缘子超疏水涂层应用效果研究

2021-12-01李明哲邵仕超吴笑寒梅红伟王黎明

电力工程技术 2021年6期

李明哲,邵仕超,吴笑寒,梅红伟,王黎明

(清华大学深圳国际研究生院,广东 深圳 518000)

0 引言

复合绝缘子耐污闪性能显著优于瓷、玻璃绝缘子,因此能有效降低污闪风险[1—3]。但长期运行后,复合绝缘子会因电晕放电、紫外线等因素而出现老化,表现为憎水性下降、褪色、开裂等[4—6],闪络电压持续下降,甚至引发绝缘失效及污闪事故。

江苏省盐城市响水县的某化工园区附近是一类典型的特殊工业粉尘地区,特点是沿海且离化工污源较近,绝缘子表面污秽度高,污秽成分既有化工污秽又有高浓度的氯化钠,污闪事故频发,复合绝缘子运行约1~2 a后即出现烧蚀,寿命显著低于预期。

在这类特殊工业粉尘地区,复合绝缘子的应用有部分局限:一是硅橡胶材料相比于瓷、玻璃更容易积累污秽,长期运行后表面污秽度高[7—8];二是绝缘子表面污秽成分与污源密切相关[9—10],高盐雾环境及化工污源将明显降低附近绝缘子的闪络电压;三是高湿环境下,硅橡胶材料易发生劣化,引发憎水性分布不均[11]。因此,特殊工业粉尘地区复合绝缘子容易发生老化,运行寿命远低于预期。

超疏水材料的原理通常有2种:一种是使用低表面能物质修饰表面,以降低材料表面能;另一种是在材料表面构建粗糙结构。一般将2种方法结合以制备超疏水涂层。超疏水涂层具备静态接触角优异(>150°)、滑移角小(<10°)等优点,因此水滴容易从其表面滑落[12—14],并将污秽物带离绝缘子表面,于是具备优异的自清洁性能。同时,超疏水涂层具备优良的耐电蚀损性能,其与硅橡胶材料配合有望解决特殊工业粉尘地区复合绝缘子运行寿命较短的问题。

在电力能源领域内,已经深入研究了超疏水涂层在防覆冰领域的应用,并取得了一系列成果[15—18]。近……

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