复合绝缘子伞裙表面结构特性与憎水性分析

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1、内容摘要早在上个世纪九十年代，硅橡胶复合绝缘子已在我国投入使用。凭借着其优异的憎水性能以及重量轻、防污性好的特性在电力系统中被广泛地采纳使用，在保障电网安全运行的方面起到了至关重要的作用。然而我国对复合绝缘子憎水性相关机理研究还不够全面。针对此，本文围绕影响复合绝缘子的憎水性的相关因素进行研究，从宏观和微观两个方面来探究伞裙表面结构和憎水性的关系，主要开展了以下研究：（1）对液滴在固体表面的整个润湿过程进行了理论分析，在前进和后退过程中对其动态接触角进行了理论推导，从而计算得出复合绝缘子伞裙表面的前进接触角和后退接触角。分析了液滴在固

2、体表面滞后的过程，计算了影响固体憎水性状态参数（表观接触角、接触角滞后CAH、自由能的变化E、黏附功Wcaara和铺展系数S），从计算结果中分析得到：固体份数k是影响表面憎水性能的LS/关键性因素，同种材料表面，固体份数k越小，其憎水性能越好；通过比较发现，圆台形的微结构表面的憎水性能最好，对复合绝缘子的制造生产具有一定的指导意义。（2）在复合绝缘子伞裙表面老化试验中，测试了不同浸泡时间、不同pH值和试验温度下伞裙表面的动态接触角以及计算了其接触角滞后CAH，并利用正交试验法和综合评价法来考察各老化试验参数，对试验结果进行极差和方

3、差分析，得到了各试验参数对憎水性的影响程度。测试不同倾角和不同粗糙度下伞裙表面的动态接触角，研究了不同的伞裙结构对复合绝缘子伞裙表面憎水性的影响。通过计算在不同的伞裙结构和粗糙度值下各状态参数的值，对伞裙表面憎水性进行分析。计算结果表明，在设计伞裙结构时，合理而科学的设置伞裙的上、下倾角和表面粗糙度最大限度的增强复合绝缘子伞裙表面的憎水性能。（3）在分析了影响复合绝缘子伞裙表面憎水性的各状态参数之间存在相关性之后，确定表观接触角和自由能的变化E是负相关，接触角滞后CAH、caar黏附功W和铺展系数S也存在着负的相关性。通过对状态参

4、数进行主成分分aLS/析，得到铺展系数S在评价憎水性时相对于接触角滞后CAH、自由能变化E和sl/ar黏附功W三个状态可忽略不计，因此在评价伞裙表面憎水性时可将此参数省略。a对计算数据进行拟合得到可表示伞裙表面憎水性的数学模型，并利用多元线性回归分析对上述表达式进行检验，检验结果证实了该模型的正确性。上述研究结果表明，影响复合绝缘子伞裙表面憎水性的因素既有宏观的，又有微观的，宏观的表现在伞裙结构参数，微观的表现在伞裙表面的微结构。本文II万方数据对伞裙结构的上下倾角进行了优化，并对伞裙表面的微结构给出了指导性的建议，具有十分重要的理

5、论意义和应用价值。关键词：复合绝缘子结构特性粗糙度多元线性回归III万方数据AbstractIntheearlynineties,siliconerubbercompositeinsulatorshavebeenputintouseinourcountry.Withitsexcellenthydrophobicpropertyandthecharacteristicsoflightweight,goodsoilresistancearewidelyadoptedinthepowersystem,inthemeantime,ithasp

6、layedavitalroleinensuringthesafetyofpowergrid.However,ourstudyofcompositeinsulatorshydrophobicrelevantmechanismisnotcomprehensiveenough.Forthis,thepaperaroundtherelevantfactorsaffectingthehydrophobicityofcompositeinsulatorswerestudied,fromthemacroandmicroaspectstoexplor

7、eshedsrelationshipbetweenthestructureandthehydrophobicsurface,mainlyinthefollowingstudies:(1)Throughouttheprocessofdropletwettingthesolidsurfaceisanalyzedtheoretically,intheprocessofforwardandbackward,ItsdynamiccontactAngleistakenthetheoreticalderivation,thuscalculatead

8、vancingcontactAngleandrecedingcontactAngleofthesurfaceofthecompositeinsulatorsumbrellaskirt.Analyzedtheprocess