固化時(shí)間對(duì)防污閃涂料性能影響試驗(yàn)研究

馬 寧，劉增浩，張?zhí)煊?/p>

（國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110006）

固化時(shí)間對(duì)防污閃涂料性能影響試驗(yàn)研究

馬 寧，劉增浩，張?zhí)煊?/p>

（國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110006）

電力超長(zhǎng)效防污閃涂料（PRTV）是現(xiàn)階段電力行業(yè)應(yīng)用最廣泛的防污閃涂料之一，PRTV涂料可大幅提高輸變電設(shè)備外絕緣污閃電壓，且性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，但深部固化較慢，在未完全固化前其性能不穩(wěn)定。因此，針對(duì)PRTV涂料不同的固化時(shí)間對(duì)其力學(xué)性能和絕緣性能進(jìn)行試驗(yàn)研究，得出各性能與時(shí)間的變化曲線，為防污閃施工及項(xiàng)目抽檢驗(yàn)收試驗(yàn)提供科學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

防污閃；PRTV涂料；固化時(shí)間；機(jī)械性能；電氣性能

近一段時(shí)間污閃事故在我國(guó)大電網(wǎng)頻繁發(fā)生，沿絕緣子表面的閃絡(luò)往往會(huì)造成電力系統(tǒng)大面積、長(zhǎng)時(shí)間停電，尤其是在氣候條件惡劣的情況下更為明顯，輕者影響局部供電，重者將對(duì)電網(wǎng)造成影響，甚至使整個(gè)電網(wǎng)產(chǎn)生裂解。污閃的發(fā)生對(duì)供電系統(tǒng)的影響給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成了巨大損失，對(duì)人民群眾的生產(chǎn)、生活產(chǎn)生了不可估量的影響。

電力系統(tǒng)戶外設(shè)備電瓷表面的自然積污現(xiàn)象是不可避免的，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各地污染源不斷增多，大氣污染日趨嚴(yán)重，鹽密值范圍逐年增高。線路逐年增加，瓷絕緣配置普遍偏低，防污閃專業(yè)人員偏少，過(guò)電壓運(yùn)行及氣候、鳥害等因素，污閃的可能性越來(lái)越大，給運(yùn)行維護(hù)提出了更高的要求。1996年12月至1997年1月間于華北、華東、華中、山東地區(qū)的大面積污閃事故［1］，又一次為我們敲響了警鐘［2］。

防污閃涂層應(yīng)能夠耐受強(qiáng)風(fēng)沙氣候侵蝕，滿足設(shè)備檢修蹬踏的要求，并允許進(jìn)行必要的水沖洗或清掃，因此，防污閃涂料應(yīng)具有一定的的機(jī)械強(qiáng)度性能，并滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。

1 防污閃涂料基于固化時(shí)間影響的理論分析

1.1 試驗(yàn)機(jī)理

涂料的憎水性和憎水的遷移性是提高污閃電壓等級(jí)的關(guān)鍵。涂料涂敷在電瓷表面，固化后形成一層膠膜，該膠膜在潔凈條件下有優(yōu)良的憎水性，當(dāng)膠膜表層被污穢覆蓋后，膠膜內(nèi)的小分子憎水基團(tuán)能快速竄過(guò)污穢層，遷移到污穢層表面，使污層表面具有優(yōu)異的憎水性。這樣，在霧、露、細(xì)雨等潮濕氣候條件下，污層表面很難濕潤(rùn)，即使長(zhǎng)時(shí)間使污層濕潤(rùn)后，污層表面也不會(huì)形成水流和水膜，而是以眾多不連續(xù)的小水珠獨(dú)立存在，從而扼制了泄漏電流的產(chǎn)生，提高了絕緣子的污閃電壓。

1.2 PRTV防污閃復(fù)合涂料功能

1.2.1 PRTV防污閃涂料現(xiàn)狀

PRTV防污閃涂料是一種新型電氣功能材料，專為電網(wǎng)及各發(fā)、輸、用電客戶持久徹底地消除設(shè)備污閃隱患而設(shè)計(jì)，為電瓷設(shè)備持久性反污提供了一種新的技術(shù)。產(chǎn)品性能達(dá)到并部分超過(guò)高溫硅橡膠的技術(shù)指標(biāo)，其設(shè)計(jì)使用壽命為20年。PRTV具有以下特點(diǎn)：PRTV涂料具有優(yōu)于RTV防污閃涂料的憎水性及憎水遷移性［2］，同時(shí)具有一定的憎油性和良好的不粘性；優(yōu)良的憎水性和快速、均衡、持久的憎水遷移性，在惡劣天氣下的涂層表面也不形成連續(xù)水膜；在憎水性喪失特性試驗(yàn)中，用超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求2倍時(shí)間進(jìn)行浸泡水中192 h，試驗(yàn)結(jié)果仍是HC1－2級(jí)，適用于各種殘酷自然條件和工業(yè)環(huán)境下；電氣絕緣性優(yōu)良、耐電蝕損性達(dá)TMA4.5級(jí)、阻燃性達(dá)FV－2級(jí)，在異常情況下能有效保護(hù)電瓷設(shè)備不受損害；具有高模量、高強(qiáng)度、超強(qiáng)附著力，耐酸、堿、鹽和強(qiáng)氧化劑腐蝕，耐油性好；耐紫外線、耐臭氧，抵抗環(huán)境侵蝕，不起皮、不開(kāi)裂，維護(hù)期內(nèi)正常狀態(tài)下免清掃，就地成型，使用方便，滿足輸變電設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)防污技術(shù)措施的需要［3］；具有良好的自潔性，輸電設(shè)備用防冰型PRTV涂料具有良好的抗覆冰和脫冰效果。

PRTV防污閃涂料主要用于電力系統(tǒng)變電站及輸電線路絕緣子、發(fā)電廠和電力用戶變電設(shè)備及其他電氣設(shè)備外絕緣，具有持久防污閃功能。在絕緣子上使用本產(chǎn)品后，形成PRTV復(fù)合化瓷（或玻璃）絕緣子，是提高輸變電設(shè)備外絕緣配置的一種可靠方案［4］。適用于各種電壓等級(jí)交直流系統(tǒng)、污穢條件下運(yùn)行的變電站及架空輸電線路設(shè)備外絕緣防污，預(yù)防閃絡(luò)，提高設(shè)備的外絕緣水平。

2 防污閃涂料基于固化時(shí)間影響的試驗(yàn)分析

2.1 試驗(yàn)原料、設(shè)備及測(cè)定方法

試驗(yàn)采用的PRTVⅡ型防污閃涂料，力學(xué)性能測(cè)定使用設(shè)備為BTM1502型數(shù)顯式電子拉力試驗(yàn)機(jī)，電氣性能測(cè)定使用設(shè)備為DK5智能型交流耐壓電源控制箱和DHQC5／5型充氣式試驗(yàn)變壓器。環(huán)境溫度為15±1℃，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率按照GB／T 528—1998規(guī)定，拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長(zhǎng)率測(cè)試速度為500 mm／min，產(chǎn)品試樣為啞鈴狀Ⅰ型［5］。

2.2 試驗(yàn)結(jié)果

不同固化時(shí)間的機(jī)械和電氣性能試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 不同固化時(shí)間的機(jī)械和電氣性能試驗(yàn)結(jié)果

不同固化時(shí)間與拉伸強(qiáng)度的變化曲線如圖1所示，不同固化時(shí)間與拉伸率變化曲線如圖2所示，試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明機(jī)械強(qiáng)度隨固化時(shí)間的變長(zhǎng)而提高，但超過(guò)64 h后趨于平衡。

圖1 時(shí)間與拉伸強(qiáng)度的變化曲線

圖2 固化時(shí)間與拉伸率的變化曲線

2.3 試驗(yàn)分析

PRTV涂料的電氣性能和機(jī)械性能與有機(jī)硅橡膠和氣相白炭黑有關(guān)。

有機(jī)硅橡膠是以聚硅氧烷為主鏈的非結(jié)晶高分子化合物，屬熱塑性物質(zhì)，沒(méi)有強(qiáng)度，為實(shí)現(xiàn)其實(shí)用價(jià)值需適當(dāng)加入填料補(bǔ)充，使其具有耐候性、耐電擊穿性能和優(yōu)良的耐化學(xué)介質(zhì)性能。

氣相白炭黑為常用的補(bǔ)強(qiáng)添加劑。結(jié)構(gòu)與生膠硅橡膠主鏈接近，生膠分子吸附在白炭黑表面可達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)、提高介電性能和觸變性能的目的。

在使涂料結(jié)構(gòu)更加整體化的過(guò)程中，少量的活性羥基與有機(jī)硅樹(shù)脂中的硅羥基發(fā)生反應(yīng)，增強(qiáng)了涂料的強(qiáng)度和耐污染性能［5］。

粒子間距＜D離子，使粒子結(jié)晶化，提高硅橡膠的物理機(jī)械性。

防污閃涂料憎水性和憎水遷移性是涂料的2個(gè)重要指標(biāo)，憎水遷移性是涂料防污閃性能的關(guān)鍵指標(biāo)。物體的憎水性是用接觸角來(lái)描述的，接觸角越大，憎水遷移時(shí)間越短，憎水性消失時(shí)間越長(zhǎng)，憎水性恢復(fù)時(shí)間越短，則涂料的防污閃效果越好，反之越差。

3 結(jié)論

a.PRTV涂料的電氣性能主要由有機(jī)硅橡膠決定。

b.PRTV涂料機(jī)械性能隨時(shí)間的增加逐漸增強(qiáng)，說(shuō)明PRTV涂料的機(jī)械性能主要由補(bǔ)強(qiáng)劑氣相白炭黑決定，平均64 h后趨于平衡。

［1］ 潘丹青.董遼線和董王線污閃事故分析［J］.東北電力技術(shù)，1996，17（6）：25－27.

［2］ 車文俊.防污閃涂料的選用［J］.供用電，2002，19（2）：12－13.

［3］ 董中強(qiáng)，張中強(qiáng)，鄭志強(qiáng)，等.復(fù)合阻燃材料和納米氣相二氧化硅對(duì)長(zhǎng)效防污閃涂料性能的影響［J］.絕緣材料2009，42（1）：59－62.

［4］ 丁善昆，王洪福.涂RTV絕緣子的耐污閃能力試驗(yàn)［J］.東北電力技術(shù)，1996，17（1）：44－48.

［5］ 秦 瑞，孫 哲，王 穎.RTV防污閃涂料的研究［J］.現(xiàn)代涂料與涂裝，2009，15（9）：4－7.

Experimental Study on Influence of Solidification Time to Performance of Anti?fouling Flash Coatings

MA Ning，LIU Zeng?hao，ZHANG Tian?yu
（Elenctric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Supply Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China）

Ultra long?acting anti?pollution flashover coating（PRTV）is one of the most widely used material at this stage in the power industry.PRTV coaeting has advantages of increase the external insulation flashover voltage for power transmission equipment，stable performance，long lifetime，but it has shortcomings of deep slow curing.It is unstable before full solidification.In light of different curing time of PRTV coating，it makes analysis on the mechanical properties and the performance of insulation，and draws curves and time of each performance，providing scientific experiment data for antifouling flash construction and project acceptance test

Anti?flashover；PRTV；Solidification time；Mechanical properties；Electrical properties

TM201.4

A

1004－7913（2015）04－0014－02

馬 寧（1972—），男，本科，高級(jí)工程師，從事絕緣子防污閃研究及輸配電帶電作業(yè)技術(shù)研究。

2015－01－20）