一種高壓復合絕緣子的制作方法
【專利摘要】為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的抗結(jié)冰能力不足以及抗積垢能力隨著時間推移迅速消失的問題，本發(fā)明提供了一種高壓復合絕緣子，所述絕緣子由陶瓷基體，熱敏電阻材料層，光催化納米材料層構(gòu)成。本發(fā)明的絕緣子具有較好的抗結(jié)冰性能和抗積垢性能。本發(fā)明的表面涂敷層不僅涂層與本體粘附牢固，不易脫落，而且熱敏電阻材料層在雨雪天氣下利用微弱的泄露電流產(chǎn)生熱量，從而減少了在絕緣子表面發(fā)生覆冰。
【專利說明】一種高壓復合絕緣子

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種涂有防水防冰涂層的防污高壓復合絕緣子及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]輸電線路中的絕緣子在使用中一般是裸露在空氣中，空氣中的微塵顆粒、鹽堿顆粒、鳥糞、硫氮氧化物等物質(zhì)會吸附在絕緣子的表面，從而降低絕緣子的擊穿電壓。自然的雨雪霧霾等天氣會使得沾附在絕緣子表面的污穢物吸附潮氣，從而進一步增大表面的泄露電流，引發(fā)污閃。
[0003]常用的絕緣子防污閃措施包括，定期清洗或清掃積污，增大爬電比距，噴涂防污涂料等。其中噴涂防污材料是有效解決絕緣子污閃的主要措施。防污涂料具有較好的憎水性以及憎水遷移性，其實施比較方便，且具有較好的防治污閃功能。
[0004]超疏水表面處理經(jīng)過多年的研究，其理論和制備方法都已經(jīng)比較完善。超疏水表面形成的兩個必要因素:表面化學物質(zhì)具有一定的疏水性；結(jié)構(gòu)表面具有多重粗糙度。表面經(jīng)過物理、化學方法處理后可以呈現(xiàn)微納米復合的微結(jié)構(gòu)表面，這樣可以保證固液接觸面積占其接觸地面的投影面積的比例最小，也就有利于形成疏水表面。
[0005]CNl 136060公開了一種用于高壓輸變電設(shè)備中瓷瓶上的防污閃涂料。該涂料以甲基三乙氧基硅烷改性的聚偏氟乙烯樹脂為成膜物質(zhì)，以N— (β 一氨乙基)一 Y —氨丙基三乙氧基硅烷為活性稀釋劑，兩組分充分混合而組成。具有活性基團的涂料在常溫固化時與瓷瓶釉面形成的穩(wěn)定化學鍵使得涂層界面獲得優(yōu)良的耐老化性能，且涂層表面具有良好的自潔性和重涂性。
[0006]CN1273422提供一種不降低機械強度、提高絕緣擊穿強度即閃絡(luò)強度的高壓用瓷絕緣子，包括:瓷絕緣子本體；主要含有設(shè)在瓷絕緣子本體表面上的高介電常數(shù)晶體、由瓷質(zhì)原料構(gòu)成的第一涂覆層2 ;由設(shè)在第一涂覆層2表面上的釉子構(gòu)成的第二涂覆層3。所述方法是在絕緣子本體表面燒制一層無機半導體的釉質(zhì)層以提高絕緣子的抗污閃能力。
[0007]CN102503170公開了一種本發(fā)明公開了一種應用于絕緣子防污閃的新型納米Ti02/PTFE雜化氟碳涂料，由組分一和組分二構(gòu)成，其中，所述組分一包括以下重量份組分:氟碳樹脂10?65、金紅石型納米Ti023-20、氟硅烷改性劑0.75_5、聚四氟乙烯納米粉10-25、助劑0.5-5、混合溶劑20-45、催化劑0.01-0.5 ;所述組分二包括以下重量份組分和含量范圍:固化劑50-100、混合溶劑0-50。
[0008]CN102503170公開了一種用于絕緣子防冰閃的超疏水性涂層，同時還公開了一種防冰閃絕緣子及其制備方法。所述用于絕緣子防冰閃的超疏水性涂層由設(shè)置在絕緣子外表面的S12膜層和設(shè)置在所述S12膜層上的含氟有機物膜層構(gòu)成，該超疏水性涂層具有荷葉型超疏水性能。本發(fā)明提供的用于絕緣子防冰閃的超疏水性涂層模擬荷葉表面的結(jié)構(gòu)，S12膜層具有微納米結(jié)構(gòu)，含氟有機物膜層的表面能低，相當于荷葉表面的蠟狀物層。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)中的絕緣子雖然都不同程度的解決了水汽附著的問題，但是遇到凍雨以及寒冷天氣，對于減少覆冰都沒有很好解決，都存在抗結(jié)冰能力不足以及抗積垢能力隨著時間推移迅速消失等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的抗結(jié)冰能力不足以及抗積垢能力隨著時間推移迅速消失的問題，本發(fā)明提供了一種高壓復合絕緣子，所述絕緣子由陶瓷基體，熱敏電阻材料層，光催化納米材料層構(gòu)成。本發(fā)明的絕緣子具有較好的抗結(jié)冰性能和抗積垢性能。本發(fā)明 申請人:經(jīng)過反復的挑選和實驗，研究出的表面涂敷層不僅涂層與本體粘附牢固，不易脫落，而且熱敏電阻材料層在雨雪天氣下利用微弱的泄露電流產(chǎn)生熱量，從而減少了在絕緣子表面發(fā)生覆冰。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0012]一種高壓復合絕緣子，所述絕緣子由陶瓷基體，熱敏電阻材料涂層，光催化納米材料涂層構(gòu)成。
[0013]優(yōu)選熱敏電阻材料是稀土元素改性的BaTi03，其組成為(Ba1^5yI5zSrxYyLaz)T13，其中 X 是 0.02-0.05，y 是 0.01-0.03，z 是 0.02-0.05。
[0014]所述熱敏電阻材料層可以通過高頻濺射法或者涂敷法成膜。
[0015]當采用涂敷法成膜時，所述熱敏電阻材料經(jīng)過球磨處理，粒徑為600-800目。
[0016]所述熱敏電阻材料的涂敷法成膜是將改性的BaT13材料粉末與乙酸乙酯、硅酸鈉、無水乙醇按照10-20:40-60:20-30:50-100的質(zhì)量比混合，經(jīng)過攪拌，超聲波分散處理3-5h，即可得到改性的BaT13材料涂料。將所述涂料涂敷在絕緣子表面并在400-600°C下煅燒l_3h。優(yōu)選的，所述改性的BaT13材料涂料還包含助溶劑如丙酮、甲苯、異丙醇；固化劑如甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、氟化丙烯酸酯；以及本領(lǐng)域常見的涂料添加劑如殺菌劑、消泡劑等。
[0017]所述光催化納米材料包含納米二氧化鈦，納米二氧化鈦的粒徑為10-100nm。
[0018]所述光催化納米層可以采用涂敷的方式成膜，其包括以下步驟:將納米二氧化鈦、聚四氟乙烯納米粉、乙酸乙酯按照10-20:5-10:30-40的質(zhì)量比制備出光催化納米涂料；將燒制好的絕緣子冷卻到50°C以下；涂敷所述光催化納米涂料，然后按照20-50°C /min的升溫速度，升溫到300-600°C，并維持l_3h，然后按照10-20°C /min的降溫速度降到常溫。優(yōu)選的，所述光催化納米涂料還包括助溶劑，表面活性劑，殺菌劑，水等添加劑。
[0019]所述熱敏電阻涂層的厚度為50-300微米。所述光催化納米材料層為20-100微米。
[0020]本發(fā)明所述的高壓復合絕緣子，其表面涂敷有兩層涂料，其中最外層的光催化納米材料，不僅具有納米材料的疏水特性，使得水汽無法在絕緣子表面形成水膜，水汽附著在該涂層表面會形成接觸角很大的水珠，在釋放潛熱進一步形成覆冰前就從絕緣子上滾落，減少了絕緣子覆冰事故的發(fā)生，同時由于光催化材料本身具有吸收紫外線的作用，對于吸附在絕緣子表面的油脂等有機物具有光催化分解的作用，從而除去了沾附在絕緣子表面的有機污垢，減少了污閃的發(fā)生。
[0021]內(nèi)層的熱敏電阻材料，充分利用了熱敏電阻材料在較低溫度下具有較低的電阻，當遇到雨雪天氣時，絕緣子內(nèi)部適當?shù)男孤峨娏魍ㄟ^時，加熱絕緣子表面，使得沾附到表面沒有滾落的水汽被蒸干，當溫度上升后，其電阻值快速上升，阻止了電流變大造成擊穿事故。

【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實施例對發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
[0023]實施例1
[0024]將BaCO3、T12、La2O3、Y2O3、SrO 按照 0.9:1:0.02:0.01:0.02 的摩爾比經(jīng)過濕式球磨粉碎，脫水干燥后，在30(TC下預熱Ih后，在120(TC下煅燒2h，制得改性的BaT13材料，將改性BaT13材料放置在真空鍍膜設(shè)備的陰極作為濺射靶，以已經(jīng)燒制好的絕緣子本體作為陽極，即可得到具有改性的BaT13材料涂層的絕緣子。
[0025]將納米二氧化鈦、聚四氟乙烯納米粉、乙酸乙酯按照15:10:30的質(zhì)量比混合均勻得到光催化納米涂料；將絕緣子冷卻到50°C以下；涂敷所述光催化納米涂料，然后按照200C /min的升溫速度，升溫到600°C，并維持3h，然后按照20°C /min的降溫速度降到常溫。即可得到高壓復合絕緣子。
[0026]實施例2
[0027]將BaCO3、T12、La2O3、Y2O3、SrO 按照 0.9:1:0.02:0.01:0.02 的摩爾比經(jīng)過濕式球磨粉碎，脫水干燥后，在30(TC下預熱Ih后，在120(TC下煅燒2h，制得改性的BaT13材料，將改性BaT13材料在球磨機中進行多次粉碎過篩，得到600目的改性的BaT13材料。將改性的BaTi03材料粉末與乙酸乙酯、硅酸鈉、無水乙醇按照20:50:20:80的質(zhì)量比混合，經(jīng)過攪拌，超聲波分散處理3h后得到改性的BaT13材料涂料，將該涂料涂敷在絕緣子表面，在500°C煅燒 Ih。
[0028]將納米二氧化鈦、聚四氟乙烯納米粉、乙酸乙酯按照15:10:30的質(zhì)量比混合均勻得到光催化納米涂料；將絕緣子冷卻到50°C以下；涂敷所述光催化納米涂料，然后按照200C /min的升溫速度，升溫到600°C，并維持3h，然后按照20°C /min的降溫速度降到常溫。即可得到高壓復合絕緣子。
[0029]對比例1:
[0030]采用實施例1中所述的方法，僅僅在絕緣子表面涂敷有一層納米氧化鈦涂層。
[0031]實施例1、2和對比例I的絕緣子進行覆冰實驗，在人工氣候試驗箱中模擬冰雨天氣，覆冰3小時，結(jié)果如下表所示:
[0032]

【權(quán)利要求】
1.一種高壓復合絕緣子，所述絕緣子由陶瓷基體，熱敏電阻材料涂層，光催化納米材料涂層構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓復合絕緣子，其特征在于所述熱敏電阻材料是稀土元素改性的 BaT13,其組成為(BaLjr1.^h5zSrxYyLaz) T13,其中 x 是 0.02-0.05，y 是 0.01-0.03，z是 0.02-0.05。
3.如權(quán)利要求2所述的高壓復合絕緣子，其特征在于所述熱敏電阻材料可以通過高頻濺射法或涂敷法成膜。
4.如權(quán)利要求3所述的高壓復合絕緣子，其特征在于所述熱敏電阻材料的涂敷法成膜是將改性的BaT13材料粉末與乙酸乙酯、硅酸鈉、無水乙醇按照10-20:40-60:20-30:50-100的質(zhì)量比混合，經(jīng)過攪拌，超聲波分散處理3_5h，即可得到改性的BaT13材料涂料；將所述涂料涂敷在絕緣子表面并在400-600°C下煅燒l_3h。
5.如權(quán)利要求1所述的高壓復合絕緣子，其特征在于所述光催化納米材料包含納米二氧化鈦和納米聚四氟乙烯。
6.如權(quán)利要求5所述的高壓復合絕緣子，其特征在于所述納米二氧化鈦和納米聚四氟乙烯的粒徑為10-100nm。
7.如權(quán)利要求1所述的高壓復合絕緣子，其特征在于所述光催化納米層采用涂敷的方式成膜，其包括以下步驟:將納米二氧化鈦、聚四氟乙烯納米粉、乙酸乙酯按照10-20:5-10:30-40的質(zhì)量比制備出光催化納米涂料；將燒制好的絕緣子冷卻到50°C以下；涂敷所述光催化納米涂料，然后按照20-50°C /min的升溫速度，升溫到300-600°C，并維持l_3h，然后按照10-20°C /min的降溫速度降到常溫。
8.如權(quán)利要求1所述的高壓復合絕緣子，其特征在于所述熱敏電阻涂層的厚度為50-300微米，所述光催化納米材料層為20-100微米。
【文檔編號】C09D127/18GK104134499SQ201410384381
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月5日
【發(fā)明者】許朋波, 宋玉芳, 陳福海 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山東臨朐縣供電公司