接触角法表征复合绝缘子用硅橡胶材料表面憎水性的研究

以4种不同湿润性等级的硅橡胶材料作为样本,用接触角测量仪记录液滴在试样表面的变化,对静态和动态接触角精确测量,考察了测量时间对静态接触角的影响,以及接触角度与湿润性等级的对应关系。研究结果表明:静态接触角大小随测量时间延长先是比较稳定,而后下降明显,最后趋于稳定,推荐在10 s内测量完成;静态接触角与湿润性等级的区分性较差,而后接触角则能准确反应试样的湿润性,但实验表明,其大小和湿润性等级对应的临界值与国标GB/T 24622-2009中的推荐值有一定的差别,还需进一步地研究界定。     

运行复合绝缘子憎水性测量方法探讨

针对运行复合绝缘子表面的憎水性特点,提出憎水性测量的新思路并分析了现有标准所规定测量方法的局限性.准确地进行运行复合绝缘子憎水性测量的前提条件是表面状态应该与运行时一致;由于表面粗糙度的影响会导致静态接触角法和动态接触角法在运行复合绝缘子表面测量结果重复性差;后接触角试验后的残留水量可以作为新测量方法进行深入研究;表面张力法不适合用在运行复合绝缘子表面;WC喷水分级法可实现运行复合绝缘子憎水性的在线测量,但进行在线测量时需要注意对憎水性的周期性数据变化的处理;表面粗糙度可作为憎水性测量客观判定依据;根据复合绝缘子表面电位和电场分布,给出了一种憎水性不均匀分布的算法.     

基于振荡水滴法和放电特性的复合绝缘子老化研究

长期可靠性是输配电网高压绝缘子最重要的性能指标之一。一般情况下，通过研究绝缘材料的憎水性、表面粗糙度、扫描电镜图像和及其相关的放电特性以评估复合绝缘子的老化性能。据此，本研究提出了一种基于水滴振荡周期的复合绝缘子老化评价方法——振荡水滴法(Oscillating Water Droplet, OWD)。首先，通过在不同老化程度的绝缘试样上进行了OWD试验，利用高速摄影机记录并分析了水滴与复合材料表面接触的全过程。其次，利用光学接触角仪研究其憎水性，得到了表面振荡水滴与接触角的关系，并使用光学轮廓仪进行表面粗糙度测试。该试验结果表明，随着老化程度与粗糙度增加，绝缘材料的表面憎水性降低。最后，介质沿面击穿试验的结果表明，随着老化时间增加，绝缘材料的介质沿面击穿电压降低，绝缘可靠性变差。本研究提出OWD法可以作为一种评估复合绝缘子憎水性的补充方法。     

预润湿对管道润湿性的影响

针对成品油管道的内腐蚀问题,通过测量有机玻璃和钢材表面的接触角,对无机盐离子、表面粗糙度及润湿历史在油-水-固三相体系中的作用进行了研究。实验结果显示:碳钢具有憎油性,有机玻璃具有憎水性。在两种材料表面,预润湿的一相均表现出阻碍另一相润湿固体表面的倾向;离子浓度的增加提高了固体表面的憎油性,以上两种现象在碳钢表面表现的更为明显。此外,固体材料既影响最终的润湿接触角,也影响液体在固体表面的润湿进程,碳钢表面润湿稳定所需的时间远远大于有机玻璃表面润湿所需的时间,该现象会对含水输油管道中腐蚀位置的分布产生影响。     

RTV喷涂时涂料雾化效果对其憎水性的实验分析

为研究防污闪涂料施工过程中涂料雾化效果对涂层憎水性的影响,以RTV(Room Temperature Vulcanized Silicone Rubber)涂料为例,采用控制变量法,通过喷涂试验研究喷涂时喷枪的出气量,即涂料的雾化程度对涂料憎水性的影响。用静态接触角法,测量样品表面体积为10-15水珠的静态憎水角,表征涂层的憎水性能。研究发现,在一定雾化范围内,喷涂时喷枪出气量越大,即涂料雾化程度越高,涂层的憎水性越差。建议在实际喷涂作业时,应合理调节喷枪出气量,使涂料处于较低雾化程度下进行喷涂。     

液滴面积法用于绝缘材料憎水性表征的适应性

提高绝缘子憎水性等级判定的准确性可精确复合绝缘子的老化水平。分析接触角、液滴体积和液体参数对液滴面积和液滴面积法灵敏度的影响,得出了随着接触角增加液滴面积和其灵敏度下降,随液滴体积、液体参数的增加液滴面积和灵敏度均增大的规律。总结了水在常见体积下的水珠面积法与接触角的对应关系,表明了接触角过大时液滴面积变化非常小,灵敏度大大下降,面积法应用在材料表面接触角小于临界接触角的情况下。采用不同的绝缘材料实测了液滴面积和接触角,验证了测量结果的可靠性。     

RTV绝缘子憎水性图像增强新方法及应用

在研究RTV绝缘子憎水性等级过程中,低照度的RTV绝缘子憎水性图像对等级的判定有一定影响,故需对其增强处理。然而,目前传统增强法以及Retinex增强法在处理该类图像都存在一定的问题。为此,提出一种基于改进双边滤波Retinex算法,该算法首先对经典双边滤波进行改进,对其空间邻度因子最优化、在水平和垂直方向上降维滤波以及自适应求解σr;然后将改进双边滤波对RTV绝缘子憎水性图像照度估计,与Retinex算法相结合,最终达到增强的目的。实验表明,该算法对RTV绝缘子憎水性图像增强效果明显,在RTV绝缘子憎水性等级判定应用中提高了其准确率。     

运行后的线路复合绝缘子表面憎水性研究

以运行后的110kV线路复合绝缘子为样本,采用喷雾法和接触角法,参照现行检验标准,对其表面进行憎水性研究,着重考察去离子水和无水乙醇清洗表面后在四个不同特性阶段下的憎水性状态。试验结果表明附着自然污秽的硅橡胶表面与无水乙醇清洗自然污秽后的硅橡胶表面表现出两种截然不同的憎水性能,HC分级值能比较准确反应有老化现象的硅橡胶表面憎水性能,而静态接触角值对其基本无参考意义。最后针对运行后的线路复合绝缘子憎水性测量,尝试给出一些建议。     

在有盐雾的情况下高温硫化硅橡胶的表面电阻和憎水性

在严重污秽和潮湿的条件下,用硅橡胶制做的绝缘子能提供长期的、令人满意的性能,而这归因子硅橡胶表面长期的憎水性。这种表面憎水性抑制了在绝缘子表面形成连续的水膜及沿面泄漏电流的生成。从而减小了由闪络的干电弧的发生过程。在目前的研究中,高温硫化硅橡胶棒需经盐雾和浸入盐溶液中加速湿润。通过对样品施加直流电压来测量其表面电阻,并研究影响表面电阻的各种参数。这些参数包括：1．在没有电场情况下,将样品持久放置于盐雾中;2．样品长期置于盐雾和电场作用下;3．样品的长度。同时,也测量了与表面电阻相关联的接触角和表面粗糙度。     

有机硅在混凝土保护中的应用研究

研究了异辛基三乙氧基硅烷、硅烷/硅氧烷混合物等不同种类的有机硅憎水剂及其稀释液在混凝土表面应用时的吸水率比、渗透深度、接触角、憎水性保持率等性能,并进行了对比分析,确定了较适合应用于混凝土保护的憎水剂种类。     

复合绝缘子憎水性检测与等级判断的研究

为有效地对复合绝缘子的老化进行诊断,以提高输电线路运行稳定性,针对当前国内外现有的憎水性检测和等级判断的技术仍处于不完善阶段,围绕复合绝缘子憎水性检测和等级的判断展开研究。以憎水性图像为研究对象,利用Haar小波进行去噪预处理,然后运用最大类间方差方法对其分割,生成后续憎水性判断研究所需的二值化的憎水性图像。针对憎水性图像表面水珠或水迹分布情况,发现了分形维数可表征其表面水珠或水迹分布复杂程度,提出了憎水性图像盒维数D、最大水珠盒维数d以及最大水珠盒维数比fd联合判据,将憎水性图像有效地分成了三类状态。实验结果表明,该新判据具有较高的分类正确率,可以定量对绝缘子憎水性等级进行分析,为绝缘子憎水性的研究提供新思路。     

微生物对硅橡胶材料憎水性的影响

优异的憎水性是硅橡胶材料在电力设备中广泛应用的重要因素。按照标准规定的试验程序,在进行憎水性减弱试验时,出现了试样表面有油状附着层生成,憎水性随之丧失或明显减弱的现象。针对该现象设计、开展了多变量实验研究。实验结果表明,浸泡于不同实验用水中、处于不同实验温度和实验氛围下的一种高温胶和一种液体胶试样表面均有可能产生油状附着层,该附着层中至少含有细菌、真菌及其分泌物等,该附着层会使材料憎水性急剧下降或丧失。当试样表面附着层擦除后,憎水性立刻恢复。该附着层对材料憎水性试验结果和运行有重大影响,建议在硅橡胶材料生产、试验和运行过程中作为重点关注因素之一。     

雾霾天气对复合绝缘子憎水性的影响

为了探究雾霾天气对复合绝缘子的憎水性的影响,对雾霾天气前后复合绝缘子表面静态接触角的测定以及泄露电流试验,对长期处于雾霾天气下的复合绝缘子的憎水性能进行研究,并结合小分子理论阐述雾霾天气下复合绝缘子憎水性下降,憎水迁移性变慢,但是这种作用是短期的,当雾霾天气消失后,憎水性恢复。     

基于泄漏电流和环境条件的超高压复合绝缘子在线监测与评估

因大气、污秽、局放等因素作用而造成运行中的硅橡胶复合绝缘子表面憎水性降低或丧失,将影响电网的运行可靠性。基于泄漏电流和煤粉严重污染环境的500 kV交流葛双一回线(当阳马店段)运行复合绝缘子的在线监测。分析研究随四季环境变量影响而变化的泄漏电流特征量数据,对复合绝缘子憎水性冬季下降夏季恢复的变化特性进行了分析。提出"动态"性能劣化的概念,指出其与季节性运行环境变量的关系,掌握运行中复合绝缘子憎水性暂时损失现象、以及憎水性迁移特性和恢复特性的运行特征,获得对运行复合绝缘子憎水性有效评估。     

基于复合绝缘子污闪模型的闪络特性分析

利用Obenaus模型对复合绝缘子的闪络特性进行分析,以现场运行年限不同的试品在不同喷水电导率下进行闪络试验,试验结果表明:同一试品闪络电压随着喷水电导率的增加呈指数规律下降,但憎水性差的试品变化规律不够明显。通过试验及模型计算,得出电弧总的阴阳极压降和憎水性存在一定关系,其数值大小随着憎水性能的减弱而减小。研究结果表明:憎水性是影响复合绝缘子闪络电压的主要因素,它是通过决定电弧总的阴阳极压降的大小来影响闪络电压的数值;闪络电压还受水带电导率的影响,电导率取决于绝缘子表面的积污程度。     

铝合金阳极氧化膜润湿性及耐皮脂污染性的研究

本文研究了不同的硫酸阳极化工艺与封孔条件对阳极氧化铝表面润湿性及耐皮脂污染性的影响。经过实验研究发现,对不同膜厚的阳极氧化铝进行沸水封孔,材料表面接触角均小于3°,而使用镍盐进行封孔的阳极氧化铝,表面润湿性则会随着氧化膜厚度与孔径的增大而减小,表面镍含量与接触角呈正相关性。由此可以得出,阳极氧化铝的封孔方式是影响阳极氧化铝表面润湿性的重要因素。此外,研究还发现氧化膜表面抗皮脂污染能力受膜层厚度、孔径大小、封孔方式的影响较小。但在沸水脱脂过程中,沸水封孔的试样要比镍盐封孔的试样脱脂效果更好,且膜层越厚,该现象越明显。     

低阶煤颗粒-气泡诱导时间测试及表面改性

低阶煤由于表面含有大量极性含氧官能团,孔隙发达,导致浮选效率低。通过表面改性提高煤表面的疏水性是改善浮选性能的关键。采用扫描电子显微镜分析了低阶煤的表面形貌,通过改变煤样表面粗糙度以及使用酸碱溶液浸泡对煤样进行改性,并采用接触角测试表征煤样改性后表面润湿性的变化,借助诱导时间测量装置研究了煤样改性后颗粒-气泡粘附特性,通过浮选试验验证改性后煤样表面可浮性的变化。结果表明,低阶煤表面粗糙,孔隙和裂隙较发达,有较多细小颗粒附着在表面。改变煤样表面粗糙度并测量诱导时间发现,煤片的接触角越大,煤样-气泡间诱导时间越小。采用pH=1的盐酸对煤样进行改性,随着浸泡时间的增加,煤样-气泡间诱导时间逐渐减小。将煤样置于不同pH值溶液中浸泡,随着溶液pH值的增加,在酸性溶液中煤样接触角逐渐增加,诱导时间逐渐减小;在碱性溶液中,煤样接触角先增加后减小,诱导时间呈现先减小后增加的趋势。不同pH值溶液对煤样改性后浮选试验结果与诱导时间测试结果一致,表明酸溶液以及适当浓度的碱溶液改性可以提高煤样疏水性,提高精煤可燃体回收率,改善浮选性能。     

复合绝缘子伞裙表面腐蚀特性的研究

复合绝缘子在挂网运行中,其伞裙材料除了会受到自然条件的影响,也会受到运行环境的影响,如化学酸、碱、盐等工业污染,这些将会导致复合绝缘子伞裙材料表面的腐蚀,降低了系统运行的可靠性。本文主要针对复合绝缘子伞裙表面的腐蚀特性进行研究。研究结果表明:在腐蚀介质浸泡下,复合绝缘子接触角和吸收峰面积随腐蚀时间和酸、碱性的增加而减小,泄漏电流随腐蚀时间和酸、碱性的增加而增大;酸碱性较盐溶液对复合绝缘子憎水性影响较大,且碱性溶液腐蚀性更强,憎水性丧失更为严重;     

热硫化硅橡胶憎水性的研究

憎水性和憎水迁移性是热硫化硅橡胶的重要特性,对其憎水性的评价和提高的研究尤为重要。简要介绍了国际通用的硅橡胶憎水性的测量方法—接触角法和喷水分级法。研究了添加Al(OH)3和硅橡胶生胶摩尔质量对其憎水性的影响,对Al(OH)3添加量为50g,80g,110g,140g,160g(以100g硅橡胶计)的试验样本采用接触角法和喷水分级法测量,结果表明:在配方中添加Al(OH)3以110g为宜。对生胶摩尔质量为680000g/mol和600000g/mol的110-2甲基乙烯硅橡胶进行测试,结果表明:生胶的摩尔质量以600000g/mol为较好。     

低温处理下硅橡胶绝缘材料憎水性变化规律研究

为了研究低温环境对硅橡胶绝缘材料憎水性的影响,采用恒温试验箱对复合绝缘子用硅橡胶材料进行了低温冷冻处理。利用JC2000DM接触角测量仪测量了硅橡胶试品的静态接触角,得到了不同温度下、不同氢氧化铝含量硅橡胶材料的憎水性随时间变化的规律,并分析了硅橡胶憎水性变化的原因机理。实验结果表明:随着低温处理时间的延长,硅橡胶材料的静态接触角呈现出先增大后趋于稳定的特性,不同温度条件下硅橡胶材料憎水角趋于稳定所需的时间不同,温度越低,静态接触角增大到趋于稳定的时间越短;在同一低温处理下,氢氧化铝相对含量为110的硅橡胶的憎水角最小,氢氧化铝含量偏少或偏多都会引起憎水角增大。