超高压输电线路绝缘子新型防污闪涂料的应用.pdf

2023年第6 期（总第30 6 期）doi:10.3969/j.issn.1009-3230.2023.06.002应用能源技术7超高压输电线路绝缘子新型防污闪涂料的应用李和（超高压输电公司梧州局，广西梧州5430 0 2)摘要：文中提出了一种用于超高压输电线路绝缘子新型高自洁防污闪（SRTV)涂料，该涂料是在普通防污闪涂料(RTV/PRTV)的基础上,保留了防污闪涂料原有的特性，并且在涂料中引入了纳米级高绝缘补强材料，有效降低了绝缘子表面的污染物黏附，增强了自洁功能。通过一系列特性检测实验结果表明SRTV涂料能显著具有优异的耐候性和憎水迁移性。为此，SRTV防污涂料的应用可以提升超高压输电线路绝缘子的防污闪性能，确保电力系统的可靠运行具有显著效果，具有广阔的应用前景和实际推广价值。关键词：污闪涂料；绝缘子；憎水性;SRTV涂料中图分类号：TM216Application of Novel Anti-pollution and Flashover Coatingfor Insulators of UHV Transmission Lines(Wuzhou Branch of UHV Transmission Company,Wuzhou 543002,China)Abstract:This paper proposes a novel self-cleaning anti-pollution and flashover(SRTV)coatingfor insulators of ultra-high voltage（U H V)t r a n s m i s s i o n l i n e s.T h e c o a t i n g r e t a i n s t h e o r i g i n a lproperties of conventional anti-pollution and flashover coatings(RTV/PRTV)and introduces nano-sized high-insulation reinforcement materials into the coating,which effectively reduces theadhesion of pollutants on the insulator surface and enhances the self-cleaning function.A series ofproperty tests show that SRTV coating exhibits excellent weather resistance and hydrophobicitymigration resistance.Therefore,the application of SRTV anti-pollution coating can significantlyimprove the anti-pollution and flashover performance of UHV transmission line insulators,ensuringthe reliable operation of the power system and having broad application prospects and practicalpromotion value.Key words:anti-pollution coating;insulator;hydrophobicity;SRTV coating0引言超高压输电线路绝缘子是输电线路中至关重要的组成部分，其正常运行直接关系到电网的安全稳定运行。然而，由于环境的影响，绝缘子表面容易积聚各种污物，导致绝缘子的绝缘性能下降，甚至发生污闪故障，给输电线路带来严重的收稿日期：2 0 2 3-0 4-18修订日期：2 0 2 3-0 5-15作者简介：李和（198 7），男，专科，助理工程师，从事超高压输电线路运维检修工作。文献标志码：ALI He安全隐患 2-3。因此,如何有效地防止绝缘子的污秽和闪络成为当前超高压输电线路建设和运行中呕待解决的问题。室温硫化硅橡胶（RTV）和电力超长效防污闪涂料（PRTV)防污闪涂料是近年来出现的一种用于提高电气设备绝缘水平的材料，以其长效、免维护等突出特点作为一种新技术、新材料在国内得到快速发展和广泛应用 4-6 。RTV/PRTV涂料最初使用寿命为五年,随着技术的进步,产品性能文章编号：10 0 9-32 30(2 0 2 3)0 6-0 0 0 7-0 58的进一步提高,使用寿命也提高到了10 15年，但这已达到了RTV/PRTV涂料的极限使用寿命了 7-8 。为了进一步提高RTV/PRTV 涂料的使用寿命,改善它的综合性能,使它具有憎油性及自洁性，一种新的防污闪涂料一一高自洁防污闪涂料(SRTV)诞生了。目前,我国广泛推广的一种防污闪措施就是喷涂长效防污高自洁防污闪涂料（SR T V）,此种防污闪涂料是一种特别针对高油污高污秽环境下研制的特殊防污闪涂料,是在普通防污闪涂料（RTV/PRTV）的基础上，保留了防污闪涂料原有的特性,并且在涂料中引人了纳米级高绝缘补强材料,是一种憎水憎油、防止油垢粘结、表面自洁性能良好的防污闪涂料。为此文中将围绕超高压输电线路绝缘子新型高自洁防污闪涂料（SRTV）的应用展开研究，探讨SRTV涂料在防污闪方面的应用效果。通过本文的研究能够为超高压输电线路绝缘子的防污闪提供新的思路和解决方案，为电力输送的安全可靠提供技术支持和保障。1概述超高压输电线路绝缘子由于环境的影响，绝缘子表面容易积聚污物，导致污闪现象的发生。污闪不仅会导致绝缘子表面电场强度分布不均匀，增加绝缘子爬电距离，还会引起局部放电和击穿，严重影响输电线路的安全运行。1.1绝缘子污闪发生的原因及危害超高压输电线路绝缘子污闪是由于环境中存在的灰尘、盐雾、雨水等污染物质在绝缘子表面积聚形成的一种现象。污闪的发生主要是由于绝缘子表面的污染物质导致绝缘子表面电场强度分布不均匀,从而引发放电现象。污闪的危害主要表现在两个方面：一是污闪会导致绝缘子表面电场强度升高,增加了绝缘子的放电风险，可能引发绝缘子爆闪,造成线路跳闸,影响电网的稳定运行；二是污闪会导致绝缘子表面温升，加速绝缘子的老化,缩短绝缘子的使用寿命,增加了线路的维护成本。因此,超高压输电线路绝缘子污闪的发生对电网的安全稳定运行和经济运行都会造成严重的影响。应用能源技术1.2维绝缘子的积污特性绝缘子的积污特性是指在超高压输电线路中,绝缘子表面会因为环境中的灰尘、污染物和水汽等因素的影响而逐渐积聚污垢,形成一层绝缘子表面污物。这些污物会导致绝缘子表面电场强度分布不均匀,增加了绝缘子的放电倾向,从而增加了绝缘子发生污闪的可能性。此外，积污还会导致绝缘子表面温度升高，加速绝缘子老化,降低绝缘子的绝缘性能,甚至引发绝缘子爆裂、击穿等严重事故。2常见防污闪措施超高压输电线路绝缘子防污闪常见措施包括定期清扫、调爬和增加外绝缘子的数量。定期清扫是通过定期对绝缘子进行清洁，以去除积聚的污垢和灰尘,减少污闪的发生。调爬主要通过定期对绝缘子进行检查和清洁，以确保绝缘子表面的干净和光滑。增加外绝缘子的数量是为了增加绝缘子串的爬电总距离,从而减少污闪的发生。除此之外，还可以采用安装增爬裙、长效防污闪复合涂料RTV/PRTV、采用瓷复合绝缘子等措施来提高绝缘子的防污闪能力。另外，还可以在绝缘子串上加装自清洗装置、进行带电水冲洗等方式来减少污闪的发生。(1)定期清扫由于绝缘子在使用过程中会受到各种污染物的侵蚀，如灰尘、盐雾、雨水等,导致绝缘子表面积污严重,从而增加了绝缘子的闪络发生概率。因此，定期清扫可以有效去除绝缘子表面积污。定期清扫的频率一般为每年12 次,具体频率根据当地的气候和环境条件而定。清扫的方法一般采用高压水枪或者专用的清洗设备，将绝缘子表面的污垢清洗干净，以恢复绝缘子的绝缘性能。定期清扫可以有效地减少绝缘子的污积，延长绝缘子的使用寿命，降低绝缘子的闪络风险，保障输电线路的安全稳定运行。(2)调爬在调爬过程中,通过增加外绝缘子的数量可以有效地增加整串绝缘子的爬电总距离从而减少污闪发生的可能性。在实际应用中,增多外绝缘2023年第6 期（总第30 6 期）2023年第6 期（总第30 6 期）子的数量需要根据具体的输电线路情况和环境条件来进行合理设计和布置。一般来说,增多外绝缘子的数量可以通过增加串数或者增加每串的绝缘子片数来实现。在选择增多外绝缘子的数量时，需要考虑线路的电压等级、污等级、气候条件等因素，以确保绝缘子的安全可靠运行。此外，也可以通过更换爬距大的绝缘子,可以增加绝缘子串的爬电总距离，从而提高绝缘子的防污闪能力。同时,采用防污型绝缘子可以减少绝缘子表面的污移沉积,降低污闪发生的可能性。这种措施可以有效地提高超高压输电线路绝缘子的防污闪性能，减少绝缘子污闪带来的安全隐患，保障输电线路的稳定运行。(3)安装增爬裙增爬裙是一种环绕在绝缘子外表面的装置如图1所示，可以有效地减少绝缘子表面的污沉积,防止污闪的发生。增爬裙的安装可以增加绝缘子的爬电距离,提高绝缘子的防污闪能力。通过增加绝缘子的爬电距离,增爬裙可以有效地减少绝缘子表面的电场强度,降低污闪的发生概率。此外,增爬裙还可以减少绝缘子表面的湿润程度，进一步降低污闪的发生风险。因此,安装增爬裙是一种有效的超高压输电线路绝缘子防污闪措施，可以提高输电线路的可靠性和安全性。在实际应用中,增爬裙的安装需要根据具体的输电线路情况进行设计和施工，以确保其能够发挥最佳的防污闪效果。搭接片增爬裙（4）长效防污闪复合涂料RTV/PRTV长效防污闪复合涂料RTV/PRTV是一种常见的绝缘子防污闪措施，其主要作用是在绝缘子应用能源技术表面形成一层具有良好自洁性能和防污闪性能的复合涂层 9。RTV/PRTV防污闪涂料如图2 所示，由硅橡胶为基体的高分子聚合物制成,其防污性能表现在两个方面：憎水性及其憎水性的自恢复性；憎水性的迁移性。在绝缘子表面施涂RTV/PRTV硅橡胶防污闪涂料后,所形成的涂层包覆了整个绝缘子表面，隔绝了瓷瓶和污秽物质的接触 0 。当污移物质降落到绝缘子表面时，首先接触到的是RTV/PRTV硅橡胶防污闪涂料的涂层。涂层的性能就变成了绝缘子的表面性能。当RTV/PRTV硅橡胶表面积累污秽后，RTV硅橡胶内游离态憎水物质逐渐向污表面扩展。从而使污秽层也具有憎水性,而不被雨水或潮雾中的水分所润湿。因此该污秽物质不被离子化，从而能有效地抑制泄漏电流，极大地提高绝缘子的防污闪能力。图2 防污闪涂料(5)其他措施其他措施包括在绝缘子串上加装自清洗装置和进行带电水冲洗等。自清洗装置可以根据绝缘子表面的污染程度和环境条件，自动释放清洗剂绝缘子进行清洗，保持绝缘子表面的干净。自清洗装置可根据需要进行定时清洗，也可以根据传感器检测到的污染程度进行自动清洗，大大减轻了人工清洗的工作量。同时，自清洗装置的使用还可以减少清洗过程中对环境的影响，提高了清洗的效率和安全性。带电水冲洗可以有效地清除绝缘子图1绝缘子增爬裙表面的污垢和积污，减少污闪的发生。但是带电水冲洗必须严格遵守国家电网电力安全工作规程和带电作业现场操作规程及其他各项安全规章制度。做好危险点分析，按照制定的带电清910扫标准指导书实施,确保工作安全。带电水冲洗一般采用机械带电清扫和直升机带电水冲洗，机械带电清扫是采用专业工具设备，利用电动式压缩空气作动力，转动毛刷,通过绝缘杆将毛刷伸到绝缘子表面进行清扫。带电机械干清扫不存在污秽闪络的充分必要条件潮湿，因此不会发生污闪络事故。这种方法清扫效率高，可清扫黏结不牢固的浮尘，操作简便，技术要求低，不需要停电，但缺点是清洗效果不彻底,浮尘搬家,容易造成二次污染。直升机带电水冲洗作业如图3所示，可以减少线路停电时间，防止绝缘子污闪和覆冰闪络事故，可提高输电线路的可靠性和稳定性。图3直升机带电水冲洗3新型高自洁防污闪涂料（SRTV)3.1SSRTV涂料概述SRTV涂料是在RTV/PRTV防污闪涂料的基础上加人了纳米级高绝缘补强材料，使其具有更高的机械强度和附着力，能够耐受强风沙气候，满足设备检修踏的要求，在污秽特别严重的情况下（例如：由于大量粉尘性污秽的覆盖,尽管涂料未失效，但憎水性难以迁移至污秽外层）可进行必要的水冲洗或清扫,SRTV涂层的机械性能可达到合成绝缘子的伞裙护套材料的强度。采用聚合物合成技术和憎水迁移性催化级释技术,并结合有机硅氟材料和纳米技术工艺研制而成。同时对填料、颜料和分散工艺做了调整，使得填料和颜料的添加比例非常小，从而保证涂料产品有很高的硅橡胶浓度，机械强度大幅提高，产品性能达到并超过热硫化硅橡胶的物理电气指标，具有更优异的憎水迁移性等综合性能，为电瓷设备持久性反污提供了更加耐久可靠的技术措施。涂料吸附应用能源技术水分较少，不形成水膜，同时大大提高了设备的爬电比距和防污闪性能。SRTV涂料主要可适用于1000KV超高压输电线路上的悬式绝缘子（瓷和玻璃）和支柱绝缘子上如图4所示。(a）悬式绝缘子图4SRTV涂料悬式绝缘子和支柱绝缘子3.2SSRTV涂料特性检测试验(1)SRTV涂料表干时间试验文中选取涂有SRTV涂料三支绝缘子置于温度2 4,相对湿度49%环境中,经过2 5min后经检查三支绝缘子涂层平整、光滑，无气泡且表面干燥固化。按照规表干时间t45min（2 32、相对湿度50%10%）完全满足要求。(2)憎水性试验选取五支有SRTV涂料绝缘子用喷水分级法进行初始憎水性测景测量均为 HC1 级,接着再将上述五支完成初始憎水性测景测量的绝缘子放入盛有水的容器中浸泡9 6 h后取出用滤纸吸掉表面的水分,10 min内测量其憎水性的减弱特性,检测结果均为HC3级,最后将完成减弱性测量后的五支绝缘子置于常温条件下静置48 h，然后再次测量试样的憎水性的恢复特性，检测结果为HC2级。（3）体积电阻率试验将涂料制成厚度约1mm的3片薄片用数字高阻计测量其体积电阻率分别为2.6 410 3m、2.991032m2.9410l32m,均值2.8 6 1 0 l32m大于规定值(1.0 10 m)。(4)介电强度试验将涂料制成厚度约1mm的3片薄片,用2023年第6 期（总第30 6 期）(b）支柱绝缘子2023年第6 期（总第30 6 期）50kV工频试验变压器进行油中击穿试验，击穿后击穿电压的峰值分别为2 2.2 3kV、2 2.2 3k V和2 0.8 7 kV,介电强度分别为2 2.0 1kV/mm、21.87kV/mm和2 0.7 8 kV/mm，介电强度平均值21.55kV/mm大于规定值(18 kV/mm)。（5）耐漏电起痕及电蚀试验在耐漏电起痕及电蚀损试验装置上将3个试样施加电压2.5kV,试验时间6 h,实验结果得出3个试样污液流速为0.15mL/min，电蚀深度0.02mm（规定值2.5mm）,为此得出此种材料耐漏电起痕及电蚀损性大于TMA2.5级。（6）冲击击穿电压试验将涂料的绝缘子3支先施加正极性冲击5次,再施加负极性冲击5次；然后再正极性5次，负极性5次，每次冲击间隔时间1min。实验统计计算结果得出正极性幅值343 36 5kV，负极性幅值-342 -357 kV且3支试品均未发生击穿损坏。(7)自洁性试验用自洁系数测定仪测定3支绝缘子试验，玻璃微珠重量为0.3g,经表面滑落的玻璃微珠重量分别为0.2 57、0.2 6 8、0.2 6 2 g则自洁系数m分别为8 5.5%、8 9.2%、8 7.4%均大于8 5%，按照规定该涂料自洁性为1级。综上实验所述，文中提出的新型高自洁防污闪涂料（SRTV）具有优异的耐候性和憎水迁移性,能够在恶劣的环境条件下可以有效地减少污秽物的附着,降低绝缘子表面的污闪络风险并长期保持良好的防污闪效果。与传统的清洁绝缘子相比，SRTV涂料不仅能够减少清洁维护成本，还能够提高输电线路的可靠性和安全性。4结束语超高压输电线路绝缘子防污闪性能直接关系到输电线路的安全稳定运行。传统的防污闪措施存在着成本高、效果不佳等问题，因此迫切需要一种新型高效的防污闪涂料来解决这一难题。为此文中提出的新型高自洁防污闪涂料（SRTV）为超应用能源技术高压输电线路绝缘子的防污闪提供了全新的解决方案。SRTV涂料具有优异的自洁性能和防污闪性能,能够有效地减少绝缘子表面的污秽物附着，降低污闪发生的可能性，提高绝缘子的工作可靠性和安全性。通过对SRTV涂料的应用,可以显著降低绝缘子的维护成本，延长绝缘子的使用寿命,提高输电线路的可靠性和稳定性。因此，SRTV涂料的应用将成为未来超高压输电线路绝缘子防污闪的主流技术，为我国电力行业的发展注人新的动力。参考文献1资资云元.高压输电线路异物清理装置设计及应用效果 J.流体测量与控制,2 0 2 2,3(3):58-6 0.2廖兴华，巢亚锋，岳一石，等.超高压输电线路复合瓷绝缘子的运行状况分析 J.湖南电力,2 0 2 0,40(6):53-58.3李桂冬,杨照辉.输电线路的覆冰研究与分析 J.应用能源技术,2 0 13(5）：2 5-2 8.4郭晨螯，刘立帅，涂彦昕，等.绝缘子室温硫化硅橡胶涂层热波模型及其涂覆质量无损检测方法 J.电工技术学报,2 0 2 2,37(11)：2 7 53-2 7 6 0.5 享郭方勇.输电架空线路防污涂料PRTV运行分析及应用 J.四川水泥,2 0 19(7):30 8.6包正红，任继云，石成钢，等.高海拔大气环境对RTV涂层性能的影响 J.青海电力,2 0 2 2,41(4)：45-52.7全明睿.防污闪复合涂料(PRTV)在8 0 0 kV特高压直流输电线路中的应用 J.电气技术,2 0 16(7)：129-131.8 范玲.输电线路喷涂PRTV涂料对提高绝缘子串污闪电压的效果分析 J.电子测试,2 0 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