一种超特高压线路防晕减耗涂料

摘要

一种超特高压线路防晕减耗涂料，它由如下质量份的原料制成：防污闪涂料21-32，补强剂6-11，阻燃剂5-7，交联剂1-3，助剂1-2，催化剂0.1-0.5，溶剂25-35，电导剂20-30。本发明涂料使用时，选择性涂刷在输电线路存在的电晕放电点处，可以对已运行导线的电晕放电进行有效的抑制。试验表明，喷涂所述涂料后，超特高压输电导线的电晕损失功率有了明显降低，同时起晕电压升高了近20kV(由95kV升至115kV)，可见本发明涂料具有较好的防电晕效果。采用本发明涂料比起传统的防电晕技术有着成本低、易于生产、易于使用、检修维护简单、再修复力强、环境适应力强、运输及保存方便等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂料，尤其是用于输电线路的超特高压线路防晕减耗涂料及制备方法。

背景技术

在极不均匀电场中，当最大场强高于空气击穿场强时，会引起空气电离，这种现象称之为电晕放电。空气分子的游离强度一般为20-30kV/cm，当输电线路导线表面电场强度超过这个数值后，会听到“咝咝”的放电声，嗅到臭氧的气味，夜间还可以看到电极周围发出的蓝紫色荧光，这是输电线路的电晕放电。电晕放电产生的带电离子在交变电压作用下在导线周围往返运动，伴随着空气电离还会产生光和无线电干扰，这些效应消耗的能量，统称为电晕损失。目前，对于超特高压导线的降低电晕损耗，多采用增加导线直径，增加分裂数，或者提高杆塔高度等手段，这些常规方法虽然能达到降低电晕损耗的效果，但是本身投入会很大，并且对现有存在电晕缺陷的输电线路，大规模的更换导线或者提高杆塔显然不切实际。此外，在施工过程中不可避免的磕碰导致刮伤导线或者金具，还会引起的局部电晕放电点。

现有技术中有一种防电晕涂料，这种普通防电晕涂料主要用于发电机绕组，电压等级大多为10.5kV,对于超特高压输电线路领域，尚无可用的防晕涂料。这是由于绝缘材料具有严格的适应范围，而且电压等级越高，对材料的要求越高。在电极绕组上使用的常规防晕涂料根本无法适用于电压等级是其好几十倍的超特高压领域。

随着输电线路电压等级的不断升高，以及气候条件的逐渐恶化，发生电晕的频率也越来越高。而产生电晕的诱因，如电压等级，输电线的几何形状等却不可能随意调整，造成只能被动承受电晕带来的能量损失。因此，亟待找到一种简单有效的方法降低超特高压输电线路导线电晕损耗。

发明内容

本发明用于克服已有技术的缺陷，提供一种成本低、效果好、易于实施的超特高压线路防晕减耗涂料。

本发明所称问题是由以下技术方案解决的：

一种超特高压线路防晕减耗涂料，特别之处是，它由如下质量份的原料制成：防污闪涂料21-32，补强剂 6-11，阻燃剂 5-7，交联剂 1-3，助剂1-2，催化剂 0.1-0.5，溶剂25-35，电导剂 20—30。

上述超特高压线路防晕减耗涂料，所述防污闪涂料为端羟基聚二甲基硅氧烷和硅油二者之组合，其中，端羟基聚二甲基硅氧烷为20-30质量份，硅油为1-2质量份；所述补强剂为气相白炭黑和云母粉二者之组合，其中，气相白炭黑为4-7质量份，云母粉为2-4质量份；所述阻燃剂为氢氧化铝和钛白粉二者之组合，其中，氢氧化铝为3-4质量份，钛白粉为2-3质量份；所述交联剂为甲基三乙酰氧基硅烷；所述助剂为二叔丁基二乙酰氧基硅烷；所述催化剂为有机锡，所述溶剂为二甲苯，所述电导剂为炭黑。

上述超特高压线路防晕减耗涂料，所述炭黑的粒径为7-19 nm。

 本发明针对解决超特高压线路防晕问题，经过反复研究、试验，设计了一种用于超特高压线路防晕减耗的专用涂料及制备方法。该涂料以硫化硅橡胶（RTV涂料）和导电剂（炭黑）按照一定配比制作而成。炭黑加入硅橡胶中属于复合高分子材料,利用导电物质的导电作用,使所述涂料具有导电性，同时又具有高分子聚合物的许多优异特性。本发明涂料使用时，选择性涂刷在输电线路存在的电晕放电点处，可以对已运行导线的电晕放电进行有效的抑制。试验表明，喷涂所述涂料后，超特高压输电导线的电晕损失功率有了明显降低，同时起晕电压升高了近20kV(由95kV升至115kV)，可见本发明涂料具有较好的防电晕效果。采用本发明涂料比起传统的防电晕技术有着成本低、易于生产、易于使用、检修维护简单、再修复力强、环境适应力强、运输及保存方便等优点，开创了使用防电晕涂料的技术新领域，为解决超特高压防电晕这一技术难题提供了一条切实可行的途径，其技术进步十分明显，其意义是开创性。

附图说明

图1是体积电阻率与炭黑含量的关系示意图；

图2是导线使用本发明涂料前后的对比试验数据图。

具体实施方式

本发明所述超特高压线路防晕减耗涂料，以硫化硅橡胶（RTV）为基料，在基料中按照一定配比添加导电剂（炭黑）制作而成。其原料配比说明如下：

防污闪涂料21-32质量份，防污闪涂料为端羟基聚二甲基硅氧烷和硅油二者之组合，其中，端羟基聚二甲基硅氧烷为20-30质量份，硅油为1-2质量份。端羟基聚二甲基硅氧烷的物理形态通常为可流动的流体或黏稠的膏状物，在-60～200℃范围内能长期保持弹性；它固化时不吸热、不放热，固化后收缩率小，对多种材料如大多数金属、玻璃、陶瓷和混凝土的自动粘接性能好，并以其特有的憎水性、憎水迁移性、优良的耐污闪特性以及长效、耐候、耐臭氧、免维护等优点，成为电力系统输变电设备防污闪的首选基料树脂。憎水迁移性是硅橡胶材料具有优异防污闪能力的主要原因。所谓憎水迁移性是指涂层表面积满污秽后，涂层本身的憎水性可以迁移到污层表面，即污层表面也有了憎水性。硅油：用于辅助提高端羟基聚二甲基硅氧烷的性能。

补强剂6-11质量份，补强剂为气相白炭黑和云母粉二者之组合，其中，气相白炭黑为4-7质量份，云母粉为2-4质量份。有机硅橡胶自身属于热塑性物质，没有强度，需要加入填料补强才具有实用价值。气相白炭黑作为硅橡胶的一种最好的补强填料，可将补强前的硅橡胶的拉伸强度显著提高，可达到补强、提高介电性能和触变性能的目的。云母粉具有良好的弹性、韧性、绝缘性、耐高温、耐酸碱、耐腐蚀、附着力强等特性，是一种优良的添加剂。

阻燃剂5-7质量份，阻燃剂为氢氧化铝和钛白粉二者之组合，其中，氢氧化铝为3-4质量份，钛白粉为2-3质量份。阻燃剂可提高耐电弧性能及耐漏电起痕。

交联剂 1-3质量份，交联剂选自甲基三乙酰氧基硅烷。交联剂用于改善胶料的附着力。

助剂1-2质量份，助剂选自二叔丁基二乙酰氧基硅烷。添加少量助剂，可显著改善胶料的附着力。

催化剂 0.1-0.5质量份，催化剂选自有机锡（20%）。催化剂用于促进胶料的硫化和交联。

溶剂25-35质量份，溶剂选自二甲苯。溶剂用于改进涂料涂布和漆膜性能，调节流变性。

电导剂20-30质量份，电导剂选自粒径为7-19 nm的炭黑。按比例添加炭黑是本发明的的关键改进之处。炭黑作为导电材料用以增强涂料的导电性。炭黑加入硅橡胶中属于复合高分子材料,利用导电物质的导电作用,使其具有导电性，同时又具有高分子聚合物的许多优异特性,可以在较大范围内根据需要调节涂料的电学和力学性能，并且成本较低,简单易行。将炭黑作为导电填料加入所述涂料中后，炭黑颗粒均匀的分布在基料中，由于导电填料之间相互接触而形成连续网链，载流子可在网链中自由移动，从而使涂层具有导电性。在导电涂料固化前，导电填料彼此独立，处于绝缘状态。固化干燥后，基体溶剂与填料混合固化，导电填料相互接触连接成为网链结构，从而产生导电性。导电填料是复合导电涂料的导电载体，常用的有金属系填料、碳系填料、金属氧化物系填料等，需根据不同的实际情况和需要来选择合适的种类。由于金属系填料、金属氧化物系填料不耐腐蚀，从而影响长期使用的稳定性。碳系填料包括炭黑、碳纤维、石墨，而炭黑资源丰富，加工方便，实用性强且性能稳定，而且其结构型高，粒子聚集体数目多，容易形成空间导电网络；比表面积大，单位质量下的粒子数目多，形成空间导电网络的几率大，故本发明选用炭黑作为电导剂。炭黑作为电导剂的添加量可参看图1，由图可见：A区炭黑用量少，粒子间距离较大，硅橡胶主要靠较远电子跃迁导电，随炭黑用量的增加到达B区，炭黑粒子间距离缩小成接触状态，形成导电网络，硅橡胶体积电阻率迅速减小，而后变化又趋于平稳，炭黑的增加对导电性的贡献不明显了，因此在所述涂料中添加20-30质量份的炭黑是合适的配比量。

参看图2，采用本发明涂料后，输电导线的电晕损失功率有了明显降低，同时起晕电压升高了近20kV(由95kV升至115kV)。可见本发明对超特高压线路防晕减耗具有较好的效果。

以下给出本发明的具体实施例：

实施例1、按配比称取原料：端羟基聚二甲基硅氧烷 20Kg，硅油 1 Kg；气相白炭黑为4.5 Kg，云母粉2 Kg；氢氧化铝3.5 Kg，钛白粉为2 Kg,甲基三乙酰氧基硅烷 1 Kg，二叔丁基二乙酰氧基硅烷 1 Kg，有机锡0.1 Kg，二甲苯25 Kg，炭黑22Kg。

实施例2、按配比称取原料：端羟基聚二甲基硅氧烷 28Kg，硅油2 Kg；气相白炭黑为7 Kg，云母粉2.8 Kg；氢氧化铝4 Kg，钛白粉为3 Kg,甲基三乙酰氧基硅烷3 Kg，二叔丁基二乙酰氧基硅烷2 Kg，有机锡0.4 Kg，二甲苯30Kg，炭黑30Kg。

实施例3、按配比称取原料：端羟基聚二甲基硅氧烷 22Kg，硅油 1.5 Kg；气相白炭黑为6.5 Kg，云母粉4 Kg；氢氧化铝3.1 Kg，钛白粉为3 Kg,甲基三乙酰氧基硅烷 2 Kg，二叔丁基二乙酰氧基硅烷 1.2 Kg，有机锡0.3 Kg，二甲苯35 Kg，炭黑28Kg。

实施例4、按配比称取原料：端羟基聚二甲基硅氧烷30Kg，硅油 1.3 Kg；气相白炭黑为5 Kg，云母粉3.5 Kg；氢氧化铝3 Kg，钛白粉为2.5Kg,甲基三乙酰氧基硅烷 2.5 Kg，二叔丁基二乙酰氧基硅烷 1.5 Kg，有机锡0.5 Kg，二甲苯27 Kg，炭黑25Kg。

实施例5、按配比称取原料：端羟基聚二甲基硅氧烷 26Kg，硅油 1.8 Kg；气相白炭黑为6 Kg，云母粉3 Kg；氢氧化铝3.7 Kg，钛白粉为2.7 Kg,甲基三乙酰氧基硅烷 1.5 Kg，二叔丁基二乙酰氧基硅烷 1.8Kg，有机锡0.25 Kg，二甲苯32 Kg，炭黑24Kg。

按配比称取上述各原料后，依照常规RTV涂料制备方法制成本发明所述涂料的基料；在室温下将炭黑和RTV基料搅拌混合均匀，110℃下加热两小时即可。