基于耐電痕分析的防污閃涂料耐候性研究

楊　成¹，　蘇　鳳²，　張晗飛¹，　肖世華³，　史振朋⁴，　譚東現(xiàn)⁴

(1. 國(guó)網(wǎng)郴州供電公司蘇仙區(qū)供電分公司， 湖南 郴州　423000， 2. 國(guó)網(wǎng)婁底供電公司， 湖南 婁底　417000；3. 華電（福清）風(fēng)電有限公司， 福建 福清　350300；4. 上海雷博司電氣股份有限公司， 上?！?0180)

PRTV防污閃涂料能夠有效改善高壓電器絕緣材料的表面狀態(tài)，提高電力系統(tǒng)表面憎水性。而在運(yùn)行中的防污閃涂料受到紫外光、鹽腐、熱、凝露等作用，會(huì)出現(xiàn)耐污性能的下降。文中以PRTV防污閃涂料為研究對(duì)象，通過FTIR測(cè)試對(duì)比了防污閃涂料在紫外老化、鹽腐老化、冷熱沖擊老化和水煮老化過程中分子結(jié)構(gòu)變化，耐電痕性能影響。研究表明，0.46 mm厚防污閃涂料能夠滿足1A2.5級(jí)要求，接觸角提高10%以上，老化試驗(yàn)條件促進(jìn)了防污閃涂料的交聯(lián)固化，冷熱沖擊老化試樣的耐電痕性能影響最差。

近年隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，各行業(yè)均對(duì)用電可靠性提出了嚴(yán)格要求。但日益嚴(yán)重的大氣污染、環(huán)境惡化等因素對(duì)用電安全帶來了新的挑戰(zhàn)，另外，伴隨特高壓輸電線路的不斷建設(shè)，電力系統(tǒng)及輸配電設(shè)備因污閃造成的事故持續(xù)上升，嚴(yán)重威脅著電力行業(yè)的發(fā)展。其中，因表面污穢造成的電樹枝老化較常見，當(dāng)絕緣材料表面附著導(dǎo)電雜質(zhì)，發(fā)生凝露狀態(tài)就會(huì)在材料表面產(chǎn)生微小電流，在環(huán)氧樹脂絕緣材料表面放出大量的熱，隨著熱量的累加，當(dāng)達(dá)到環(huán)氧樹脂分解溫度時(shí)，就發(fā)生絕緣材料表面的碳化分解，在材料表面出現(xiàn)小坑洞，使得污穢及凝露更容易落到材料表面，加速了碳化分解過程，最終形成碳化通道，即電樹枝狀導(dǎo)電通道。隨著高壓對(duì)地距離、高壓相間距的縮短，易發(fā)生短路的故障，甚至造成火災(zāi)或者爆炸。

通過表面噴涂防污閃涂料(PRTV)能夠有效提高材料表面的防污強(qiáng)度，避免凝露的發(fā)生。防污閃涂料是一種室溫硫化硅橡膠，因其表面具有優(yōu)良的憎水性和憎水遷移性，能夠有效降低表面電痕老化的發(fā)生。作為提高絕緣污閃電壓的高分子涂料，研究者主要針對(duì)防污閃涂料的表面憎水性機(jī)理、憎水遷移性等方面進(jìn)行研究，對(duì)于防污閃涂料的耐電痕性能研究還比較少，開展紫外光、鹽腐、溫度和凝露的老化試驗(yàn)，以及各種老化條件對(duì)耐電痕性能影響的研究還未見報(bào)道。

針對(duì)上述問題，文中以PRTV涂料為研究對(duì)象，將其噴涂到環(huán)氧樹脂基材上，對(duì)不同涂層厚度試樣的表面憎水性、附著力進(jìn)行測(cè)試，結(jié)合絕緣材料的耐電痕性能測(cè)試數(shù)據(jù)，得到防污閃涂料的最佳厚度。并將試樣分別進(jìn)行紫外老化、鹽腐老化、冷熱沖擊老化和水煮老化試驗(yàn)，利用FTIR光譜分析硅橡膠內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)的變化，并通過耐電痕試驗(yàn)驗(yàn)證了防污閃涂料的耐候性，填補(bǔ)了PRTV在該方面研究的空白，對(duì)電力行業(yè)的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)。

1實(shí)驗(yàn)部分

2實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析

2.1 介電常數(shù)測(cè)試

2.2 附著力測(cè)試

2.3 表面接觸角測(cè)試

2.4 耐電痕性能測(cè)試

3材料老化實(shí)驗(yàn)及分析

3.1 傅里葉紅外測(cè)試

3.2 老化試樣耐電痕性能測(cè)試

表面噴涂防污閃涂料是改善電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的重要方法之一，但是防污閃涂料的基礎(chǔ)性能、老化因素、耐電痕性能等研究還不完善，為了進(jìn)一步研究防污閃涂料運(yùn)行環(huán)境對(duì)絕緣材料耐電痕的影響，文中開展了基于耐電痕分析的防污閃涂料耐候性研究，得到如下結(jié)論：

1)環(huán)氧樹脂表面噴涂防污涂料，表面接觸角由100°提高到110°以上，附著力達(dá)到1級(jí)以上，耐電痕性能得到有效改善，涂層厚度為0.46 mm時(shí)滿足1A2.5等級(jí)要求。

2)通過FTIR測(cè)試證明，紫外老化、冷熱沖擊老化、水煮老化降低了防污閃涂料內(nèi)部C=C不飽和鍵，提高材料的交聯(lián)固化度。

3)防污閃涂料的4種老化中，高低溫冷熱沖擊老化使材料的耐電痕性能出現(xiàn)劣化，是防污閃涂料耐候性變差的主要影響因素。

楊　成(1982—)，男，本科，高級(jí)工程師，從事配電網(wǎng)智能化管理、電力營(yíng)銷現(xiàn)代化與信息化建設(shè)(E-mail：1976203738@qq.com)。

楊　成，蘇　鳳，張晗飛，等. 基于耐電痕分析的防污閃涂料耐候性研究[J]. 高壓電器，2020，56(11)：16-20.

YANG Cheng，SU Feng，ZHANG Hanfei，et al. Study on weather resistance of theanti-pollution flashover coatings based on analysis of the electrical tracking and erosion test[J]. High Voltage Apparatus，2020，56(11)：16-20.