[发明专利]一种绝缘子防冰凌涂料

说明书

技术领域

本发明属于材料领域，具体地说，本发明涉及一种防止绝缘子边缘产生冰凌的涂料。

背景技术

电力系统长期暴露在自然环境下，容易遭受因为各种自然灾害而带来的破坏，冰灾是电力系统最严重的威胁之一。资料统计表明，河南、山东、陕西、山西、湖北、湖南、江西、四川、云南、贵州等省近年冬季以来均出现较为严重的冰害，包括东北辽宁、华北的山西、京津地区、内蒙和山东、西北的陕西、华中的豫鄂湘赣以及西南的云贵川等省(区)在内都发生过绝缘子冰凌闪络。绝缘子冰凌闪络问题严重影响了电网的安全有效运行。近年来，随着全球气候的加剧变化，当寒冬来临之际，极易遇到恶劣的雨雪天气使得输电线路严重冰凌，同时由于道路环境等因素很难及时的进行线路抢修，导致了灾害的进一步扩大化，给我国电力系统的安全和可靠运行造成了巨大的损失。为有效避免冰雪对电力系统的危害，必须针对输电线路的冰凌情况提出有效的防冰凌措施。

绝缘子冰凌主要是由于其在正常运行当中，由于低温冻雨天气，过冷却水滴在绝缘子表面迅速冷凝而成。绝缘子在严重的冰凌气候下，其伞裙会被大量冰柱桥接，导致绝缘强度降低，有效泄漏距离减少，同时冰凌的产生还会改变绝缘子周围的电场分布，使得电场更加不均匀，进一步降低冰闪电压。在融冰期，由于冰层中一般含有很多电解质，同时绝缘子表面污秽中的电解质也会缓慢溶解到冰层表面的水膜中，融冰时期还一般伴有大雾，大气中的污秽颗粒较易溶解到水膜中，进一步的增加表面水膜的电导率，会形成导电通道而导致闪络的发生。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种新的绝缘子防冰凌涂料，该涂料可以在确保绝缘子正常运行的条件下，有效地防止覆冰在绝缘子边缘处冻结形成冰凌，降低绝缘子串闪络电压。

为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种绝缘子防冰凌涂料，该防冰凌涂料由高电阻率涂料和低电阻率涂料组成，所述高电阻率涂料由硅橡胶和炭黑组成，所述炭黑的质量百分含量低于1％，所述高电阻率涂料涂覆在绝缘子伞裙最外侧的棱边上；所述低电阻率涂料由硅橡胶和炭黑组成，所述炭黑的质量百分含量为10～30％，所述低电阻率涂料涂覆在绝缘子除最外侧棱边之外的表面。

添加的炭黑，上限主要考虑涂料制备过程炭黑分散对材料机械性能和绝缘性能的有害影响，下限为达到高、低电阻率所需炭黑添加量的最低要求。因此，对于高电阻率涂料来说，炭黑的含量应当小于等于1％，具体为0.1～1％为宜，可以使高电阻率涂料的电阻率在10¹⁴Ω·cm以上；对于低电阻率涂料来说，炭黑的含量在10～30％为宜，可以使低电阻率涂料电阻率在10⁵～10⁹Ω·cm的范围内。

优选地，所述高电阻率涂料中的半导体填料炭黑的含量为0.1～1％。

优选地，所述低电阻率涂料中的半导体填料炭黑的含量为15～30％。

优选地，所述炭黑为特导电炭黑，所述特导电炭黑为链状结构，其BET比表面积不小于300m²/g，直径不大于400nm。

优选地，所述绝缘子防冰凌涂料的涂层厚度为0.3～0.4mm。

优选地，所述绝缘子为瓷悬式绝缘子或玻璃悬式绝缘子。

本发明根据冰凌天气条件，调整涂料内的半导体填料炭黑的比例，质量分数在10％～30％范围内，不同炭黑比例的防冰凌涂料具有不同的电阻率，半导体填料炭黑的含量小于等于1％可以使高电阻率涂料的电阻率在10¹⁴Ω·cm以上，半导体填料炭黑的含量为10％～30％可以使低电阻率涂料电阻率在10⁵～10⁹Ω·cm的范围内。在绝缘子伞裙的上表面和下表面均涂覆低电阻率涂料，在绝缘子伞裙的最外侧的棱边上，涂覆一层同样厚度的高电阻率涂料。

本发明的原理为：(1)在干燥环境下，涂覆高电阻率涂料的区域使得绝缘子一直运行在泄漏电流比较小的情况下，减少电能损耗加上涂料本身具有憎水性，能够明显提高绝缘子的污闪电压，同时不会产生明显的热效应而加速硅橡胶的热老化；(2)在高湿度或降水以及低温环境下，绝缘子串伞裙边缘处涂覆的高电阻涂料覆冰连接起来时，绝缘子上下表面的低电阻率涂料会被连通而产生导电通道，由于串联电路功率主要集中在高电阻率涂料部分，绝缘子伞裙边产生良好的电热效应，防止冰凌继续生长并促使冰凌脱落。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：