变电站绝缘子RTV涂料自动喷涂系统设计及试验研究

摘要

RTV是一种防止污闪涂料，被普遍应用于电力系统各高压变电站电气设备绝缘子上防止污闪。目前，对绝缘子喷涂 RTV主要通过工人手工喷（刷）涂方式实现，易造成浪费涂料、污染环境、涂层质量无法保证，以及人身安全隐患等问题，因此，有必要探索和研制一种绝缘子 RTV涂料自动喷涂清洗系统，实现对绝缘子进行RTV涂料的自动喷涂及喷涂前的清洗。
　　本研究主要内容包括：⑴对喷嘴外流场进行仿真分析，研究喷涂参数对喷涂质量的影响。由于RTV涂料属于油漆类型，其变形速率与切应力不符合线性关系，因此本文仿真的流体设为非牛顿流体。基于相关流体力学的基本理论，利用流体力学仿真软件Fluent对不可压缩的非定常流动流体进行了气液两相流喷嘴外流场的仿真研究。选择Fluent软件中近壁面模型法对壁面进行处理，研究了喷枪工作运行参数（如工作压力、RTV液体流量）对喷涂外流场的影响，并对喷涂过程进行了物理实验测试，通过以上研究分析和实验对比，发现仿真效果和实际试验效果基本相符，为设置 RTV涂料自动喷涂系统参数以及如何进一步提高喷涂质量等奠定了理论基础。⑵基于RTV涂料（半）自动喷涂的功能需要，结合绝缘子的伞裙结构特点，完成了新喷涂装置的原理方案设计、详细结构设计、控制系统设计、非标零部件加工制造、控制电路设计与制备等。本装置采用开口转盘结构，绝缘子可以通过转盘缺口直接进入装置中心，不需要拆卸绝缘子，可以实现对电站已安装好的绝缘子伞裙进行喷涂及清洗。为了适应变电站绝缘子伞裙的形状和大小的变化，在喷涂装置上添加了相应的调节装置，用于调节喷涂水平距离和垂直高度，实现对一定尺寸范围内任意直径的绝缘子伞裙的可喷涂性。为了保障系统的持续可用、防止喷枪堵塞、喷涂前对绝缘子表面的净化处理等，通过切换 RTV涂料喷涂管路和清洗（如水或专用清洗剂）管路，可以实现清洗和喷涂的功能集成。整个系统通过研制的控制电路进行（半）自动控制，保障喷涂过程的自动化以及喷涂质量稳定性等。⑶对全套系统进行总装、联调和样机试验。基于喷嘴外流场仿真分析结果，编写设置了相关喷涂清洗工艺及参数，对整套系统总装后进行了联调，在联调通过后进行了样机的实际喷涂试验。与人工手动喷涂效果对比后，发现本套样机喷涂的涂层具有均匀性良好、表面光泽、无（少）积瘤等优点，并且室温硫化后绝缘子上表面的涂层厚度均达到电力行业标准规定的0.4-0.6mm范围要求。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 变电站绝缘子RTV喷涂系统及数值仿真研究的发展概况

1.3 本课题的主要研究内容

第2章 喷嘴外流场雾化理论及仿真研究

2.1 喷嘴雾化理论

2.2 喷嘴外流场仿真分析

2.3 本章小结

第3章 喷涂系统总体方案及工艺设计

3.1 喷涂系统总体方案论证与设计

3.2 喷涂工艺方案论证与设计

3.3 本章小结

第4章 自动喷涂系统的设计及硬件选型

4.1 自动喷涂系统机械结构设计

4.2 自动喷涂系统喷涂管路设计

4.3 自动喷涂系统运动控制设计

4.4 系统原理分析与硬件电路图

4.5 硬件选型

4.6 本章小结

第5章 喷涂系统的软件设计

5.1 喷涂系统软件总体设计

5.2 各功能模块电气电路设计

5.3 系统测试与误差分析

5.4 本章小结

第6章 系统总装与样机试验

6.1 系统总装

6.2 样机实际喷涂试验

6.3 本章小结

第7章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢