污秽物表面张力的测量及其对接触角的影响研究

在实际电力系统线路运行环境中,硅橡胶表面的不同染污程度和水滴吸收污层盐分共同作用影响硅橡胶表面液滴接触角的大小。采用悬滴法测量盐溶液表面张力和理论计算法测量污层表面张力,并对比盐溶液在洁净硅橡胶表面的接触角和水在污层表面的接触角,分别分析液体表面张力和固体表面张力对液滴形态的影响规律。结果表明,对于盐溶液液滴,随着NaCl浓度增大,其表面张力增大,盐液滴在洁净硅橡胶表面的接触角增大;对于污层表面,由于盐密增大,固体表面张力增大,故即使水液滴吸收了污层中盐分使得自身表面张力增大,液滴接触角仍减小;并且在实际运行情况下,液滴接触角受污层性质的影响较大。     

沥青表面自由能的滴定方法研究

目前主要应用表面自由能理论对沥青-石料体系的粘附性进行研究。本文利用躺滴法,通过确定沥青与3种不同极性液体之间的接触角,重点对比分析了两种滴定方法 (重力滴落法、移液滴落法)对测试结果的影响。结果表明:移液滴落法所得的数据重现性更好,不易受外界环境干扰。最后以Owens-Wendt理论为基础,确定了沥青的表面自由能。     

接触角法测绝缘子表面湿润性的对比和分析

GB/T 24622—2009/IEC/TS 62073:2003《绝缘子表面湿润性测量导则》已经颁布实施,笔者按照标准规定的测量方法A进行了试验验证,提出了实现标准规定测量方法的途径和实际操作控制手段,分析了可能影响试验结果的几个关键因素:接触角的测量与液滴体积大小的关系;静态接触角的测量与试品表面和水平面夹角大小的关系;针头偏离水珠的最高点对接触角的影响,并就验证过程中所遇到的问题做出了分析和讨论,为试验数据的客观性和结果判定的准确性和有效性奠定了基础。     

沿海工业地区复合绝缘子老化寿命预测研究

以沿海工业地区运行0～13年复合绝缘子为研究对象,根据以往的研究经验,采用静态接触角法、硬度测试法等方法对复合绝缘子样品寿命预测参数进行测试.基于测试结果通过统计学方法得出与老化年限显著相关的参数,并利用BP神经网络系统对沿海工业地区复合绝缘子的运行寿命进行预测.研究结果表明:寿命预测参数HC级别HC、静态接触角θ、硬度A、拉伸强度T、Si-O-Si与Si(CH3)2吸收峰高度比值H、O元素相对含量Xo与老化年限具有显著的相关性,可以对复合绝缘子的老化程度进行精准的评价;通过检验,预测的复合绝缘子运行寿命与实际老化年限误差在5％.     

表面亲水改性对液滴斜面滚动性能的影响

为了解表面亲水性改变对液滴在斜面上的滚动性能影响,本文选取荷叶作为疏水材料,通过溅射不同厚度金属铂的方式对表面进行处理,模拟表面疏水性的退化,随后实验研究了不同倾角斜面上液滴的滚动规律。结果表明,液滴以匀加速的形式在各表面上滚动,且随喷铂时长增加静态接触角减小,加速度减小,阻力增加。随倾角增加,液滴接触长度增加、阻力增加,且与倾角都有线性关系。另外,通过建立滚动阻力模型,确定了阻力与接触宽度和接触角的关系式。随后又推导了滚动加速度的表达式,显示其可由静态接触角和斜面倾角直接计算,进而预测疏水表面上液滴滚动能力。     

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.     

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;     

疏水表面微小液滴冻结前生长特性分析

为研究在疏水表面上微小液滴冻结前生长特性,构建了可视化的实验平台,通过实验观察发现在铝翅片上凝结液滴冻结时液滴半径在几十μm左右,并观察了不同接触角和不同基底温度的疏水表面凝结液滴的生长情况,同时从传热传质的角度,构建了凝结液滴的生长模型,主要模拟和观测微小尺度(10μm以下)的液滴生长过程,并与实验结果进行了对照,模型与结果吻合较好。通过对模型的研究分析发现在液滴生长初期,生长速度随着接触角的增大先减小后增加,随着基底温度降低而增加。     

复合绝缘子硅橡胶伞裙老化状态评估方法综述

随着复合绝缘子运行数量和时间的增加,并长期承受电场、机械负荷和复杂多变的环境作用,其硅橡胶伞裙的老化问题日益突出,威胁了电网的安全稳定运行.结合笔者的研究成果,从传统和新的老化评估方法两个方面,综述了当前复合绝缘子硅橡胶伞裙的老化评估进展.传统方法包括外观检查、喷水分级法、静态接触角法及红外热像法等.这些方法比较简便、...     

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。     

硅橡胶,三元乙丙烯橡胶复合绝缘子自然老化表面的湿润性研究

本文研究了硅橡胶、ＥＰＤＭ复合绝缘子护套自然老化后，整体和表面及硅橡胶涂层绝缘子老化后表面的湿润性问题。试样直接取于经电晕或盐污处理的绝缘子，结果表明：硅橡胶绝缘子表面的接触角大于室温硫化ＲＴＶ硅胶涂层和ＥＰＤＭ绝缘子表面的接触角，试样老化后表现尤为显著。     

基于紫外图像相对光斑面积的绝缘子表面放电量化评估方法研究

绝缘子在运行过程中会由于表面污秽、凝露等发生表面放电,紫外成像技术作为一种绝缘子表面放电非接触式检测方法,可对绝缘子表面放电进行有效检测。常用的紫外成像光子数、光斑面积等参数会随着检测距离的变化而变化,无法实现不同检测距离时对绝缘子表面放电紫外检测的统一量化描述。本文基于紫外图像处理算法,研究了紫外图像相对光斑面积的计算方法,通过不同检测距离下复合绝缘子和玻璃绝缘子的紫外成像检测,验证了相对光斑面积这一参数基本不随检测距离的变化而变化,可有效实现绝缘子表面放电的量化评估。     

基于紫外图像相对光斑面积的绝缘子表面放电量化评估方法研究

绝缘子在运行过程中会由于表面污秽、凝露等发生表面放电,紫外成像技术作为一种绝缘子表面放电非接触式检测方法,可对绝缘子表面放电进行有效检测。常用的紫外成像光子数、光斑面积等参数会随着检测距离的变化而变化,无法实现不同检测距离时对绝缘子表面放电紫外检测的统一量化描述。基于紫外图像处理算法,研究了紫外图像相对光斑面积的计算方法,通过不同检测距离下复合绝缘子和玻璃绝缘子的紫外成像检测,验证了相对光斑面积这一参数基本不随检测距离的变化而变化,可有效实现绝缘子表面放电的量化评估。     

硅橡胶、三元乙丙烯橡胶复合绝缘子自然老化表面的湿润性

对硅橡胶、三元乙丙烯橡胶（ＥＰＤＭ）复合绝缘子护套自然老化后，整体和表面及硅橡胶涂层绝缘子表面的湿润性问题进行研究，试样直接取于经电晕或盐污处理的绝缘子，结果表明：硅橡胶绝缘子表面的接触角大于室温硫化ＲＴＶ硅橡胶涂层和ＥＰＤＭ绝缘子表面的接触角，试样...     

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BP神经网络的SWMM参数全局灵敏度分析方法

为了准确高效地分析SWMM模型参数的灵敏度,识别模型关键校准参数,提出了基于BP神经网络的参数全局灵敏度分析方法。以汇水区面积、宽度、不透水率等12个参数作为模型输入,以Nash-Sutcliffe效率系数(NSE)代表模型输出,设计了3套验证方案及其比较参考准则,对BP神经网络法与修正Morris法、线性回归法、LH-OAT法、多项式回归法等灵敏度分析方法进行了比较分析。结果表明,应用BP神经网络的连接权值作为全局灵敏度分析依据时,BP神经网络法的灵敏度分析精度优于线性回归法、LH-OAT法和多项式回归法。因此,BP神经网络法是SWMM模型参数全局灵敏度分析的一种可行方法。SWMM模型参数灵敏度分析精度与分析模型的非线性拟合程度存在密切关系,优良的非线性拟合能力是BP神经网络方法优于其他灵敏度分析方法的重要原因。通过比较不同灵敏度分析方法的效果,提出了以Morris扰动灵敏度分析结果作为真值基准、以SWMM模型几何参数作为灵敏度指示参数、以线性回归法和拟合优度作为比较基准等方法,可为灵敏度分析方法效果评价提供借鉴。基于BP神经网络的SWMM模型参数灵敏度分析方法为解决复杂模型参数"参数灵敏度分析-参数寻优"多重循环校准开拓了新路径。     

基于灰色模型GM(1,N)的运行复合绝缘子硅橡胶材料剩余寿命研究

由于恶劣的运行环境，复合绝缘子往往不能达到厂家设定的运行年限，其剩余寿命逐渐成为研究重点。笔者以某东部地区运行0～14年、不同劣化程度的正常运行复合绝缘子为研究对象，采用静态接触角法、硬度测试等方法对其老化特性进行分析。随后基于测试结果提出了一系列与运行年限具有显著相关性的寿命预测参数，并利用灰色模型提出剩余寿命计算方法。研究结果表明，通过本研究剩余寿命模型得到的复合绝缘子理论运行时间与实际老化时间的相对误差在15%以内，具有较高的可行度，可以在未来研究中对复合绝缘子真实的劣化程度进行准确地评估。     

测试距离对现场发热复合绝缘子无人机红外测试影响研究及控制建议

为获取测试距离对发热复合绝缘子无人机红外测试结果的影响并确定合适的测试距离参数,对现场500 kV线路复合绝缘子异常发热缺陷开展不同测试距离下的无人机红外测试,利用归一化处理得到了发热绝缘子温差测试幅值随测试距离的变化规律.结果 表明,随着测试距离增加,复合绝缘子测得发热幅值呈现先稳定、后迅速下降的趋势.测试距离范围内,随距离增加被试绝缘子温度曲线高频分量幅值基本稳定.为保证测试精度,焦距为50 mm、25 mm、19 mm的无人机红外设备,对于带护套芯棒直径48 mm复合绝缘子,测试距离需不超过28.2m、14.1m、10.7m.基于红外测试镜头参数、测试距离与被试绝缘子在红外测试屏幕上的占比分析,给出了适用于现场无人机操控的测试距离控制方法.     

不溶物在盘形悬式绝缘子污秽试验中的影响研究

针对不溶物在盘形悬式绝缘子污秽试验中的作用,对型号为CA-872EX、FC12P/146和FC120/146盘形绝缘子进行了人工污秽试验(固体层法)。本文认为污闪电压随灰密增加而下降(等值盐密恒定为0.1 mg/cm~2),下降的特征与与绝缘子伞形和不溶物的比表面积有关,当灰密超过1.0 mg/cm~2~1.5 mg/cm~2,污闪电压下降趋于缓和,传统的钟罩型绝缘子(对比同等级普通型绝缘子)对于污秽中灰密增加敏感,抗高灰密能力不佳,比表面积也是引起污层吸附与瓷件或者结块的重要原因,当泄漏电流硅藻土中达到38.4 m A/cm~2,会产生电弧进而导致硅藻土产生明显的结块现象。     

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。