绝缘子半导体超疏水复合涂层的制备方法与防覆冰性能

摘要

目前电力系统中运用较为广泛的防覆冰涂料有憎水性涂料和热力型涂料两种。普通憎水性涂料的水滴静态接触角低于120°，没有防覆冰效果；超疏水涂料的接触角超过155°，在雨凇条件下具有一定的防覆冰效果，但由于该涂料表面结构及化学成分的原因，不能完全阻止覆冰。电热涂料可提升绝缘子温度，达到防覆冰目的，但普通电热涂料表面憎水性差，易积污，在雨雪天气易造成污闪事故。
　　 针对上述情况，本文结合掺和型半导体涂料的电热效应、超疏水涂料的超疏水性以及低表面能特性，研究了一种绝缘子半导体超疏水防冰涂料的制备方法，测量并分析了半导体底层的电气性能和电热效应，以及超疏水表层的憎水性、覆冰粘附强度等，并通过覆冰试验考察了半导体超疏水复合涂层的防冰性能。论文的主要内容有：
　　 ①设计了半导体超疏水复合涂层的制备方法，通过在超疏水涂料基底材料中添加导电填料石墨和纳米炭黑，设计了半导体基底的制备方法，并在半导体基底表面通过纳米二氧化硅自组装形式，构造了纳米二氧化硅杂化超疏水涂层，从而形成了半导体超疏水复合涂层。
　　 ②研究了导电粒子含量对半导体基底基本性能的影响，并试验研究了半导体涂层的憎水性、导电填料的分散情况、绝缘性能、泄露电流和电热效应。并对基底材料中有导电填料和无导电填料时超疏水涂层的表面微观形貌、憎水性及覆冰粘附强度进行了对比研究，证明了基底中少量导电填料的掺入不会影响超疏水涂层的基本性能。
　　 ③在人工气候实验室中对半导体超疏水复合涂层的防冰性能进行了试验研究。在带电条件下，对涂覆有半导体超疏水复合涂层绝缘子的覆冰形貌、冰棱长度、覆冰闪络电压等进行了试验研究与分析，结果表明，半导体超疏水复合涂层具备出色的防覆冰能力。
　　 上述研究表明，半导体超疏水复合涂层具有良好的热效应、超疏水性以及极小的覆冰粘附强度，该涂层具备了输电线路防冰的能力，并在人工气候实验室中显示出了良好的防冰效果。