半导体RTV防冰涂料的研制和测试技术报告

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1、半导体RTV防冰涂料的研制和测试技术报告清华大学深圳研究生院中国电力科学研究院高电压研究所2016年09月目录1前言11.1研究背景和意义11.2国内外研究现状11.3主要研究内容32半导体RTV涂层的防冰原理42」憎水特性42.2半导电特性53I导体防冰涂"的研制••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••73」室温硫化硅橡胶涂料的介绍73.2半导体RTV涂料试验设备及制备流

2、程83.3半导体RTV防冰涂料的配方研制123.4防覆冰涂料的生产工艺154.2.14.2.24.2.34.2.44.2.5半导体RTV涂料性能测试4.1测试设备•2纟占•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1曰冃匕电热性能酸碱浸泡对电阻率的影响其他理化特性半导体RTV防冰涂层对绝缘子电场分布的影响半导体RTV防冰涂料涂敷方式研究5.1半导体RTV涂料涂敷结构理论设计5.2绝缘了的

3、防冰涂层结构设计5.3涂有防冰涂料绝缘子的防冰效果验证与讨论半导体rtv涂层绝缘子闪络特性研究6」110KV绝缘子闪络特性研究6.2超高压500KV绝缘子串电气性能试验6.3特高压1000KV绝缘子串电气性能试验半导体RTV防冰涂料绝缘子现场运行研究现场试点的选取••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••丿〉••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1919••••••••1••••••••123

4、2526273434••••••••3••••••••9505062717979••••••••8^)••••••••8187917」7.27.37.4结论半导体RTV涂层持久性研究1前言1.1研究背景和意义我国领土辽阔，地形地貌复杂，电力系统需要在复杂多变的恶劣环境中坚强稳定地运行。大气覆冰是一种严重的自然灾害，可引发输电线路过载荷、导线舞动、绝缘子串闪络等事故，严重危害电力系统的安全运行。近年来，各类覆冰灾害事故频发致使电力系统覆冰防治已成为亟需解决的关键问题。目前，直流融冰技术己成功应用于

5、输电导线融冰并取得了显著的融冰效果，而线路绝缘子覆冰尚缺乏行之有效的防治措施。绝缘子防冰可分为主动性防冰和被动性防冰。被动防冰主要通过改变绝缘子串的布置方式或者采用插花的方式交替布置大、小盘径的绝缘子。主动防冰主要包括采用超疏水材料防冰、半导体材料防冰等。采用下表面涂敷半导体硅橡胶涂层进行绝缘子主动防冰，是利用覆冰过程屮的过冷却水滴在绝缘子表面形成水膜,连通涂层和金具，提高绝缘子表面泄漏电流和焦耳热，减缓甚至阻止绝缘子覆冰增长，对于电力系统防覆冰工作具有重要意义和重大应用价值。1.2国内外研究现

6、状半导体硅橡胶材料是通过在硅橡胶中添加导电填料制备而成，不但能够提高复合材料的机械特性和热稳定性，而且能够降低硅橡胶材料的电阻率。采用半导体硅橡胶涂层进行绝缘子防冰的理念由廖伟欽等人首先提出，经过近10年的研究和发展，目前挂网的第一批涂层绝缘子已在线运行多年，也是目前唯一一种成功应用于现场的绝缘子涂层防冰方法。半导体硅橡胶涂层绝缘子防冰通过结合涂层材料的憎水性和电热性两方面发挥防冰功能。在低温覆冰条件下，硅橡胶材料良好的憎水性能够减弱冰与涂层之间的粘附力，大大降低覆冰的密度，促进绝缘子覆冰脱落；

7、半导体硅橡胶涂层具有半导电性，能够提高绝缘子表面的泄漏电流，并利用泄漏电流产生的焦耳热提高绝缘子的表面温度，延缓绝缘子覆冰生长。廖伟叙等人的试验结果表明，当涂层绝缘子表面泄漏电流为1mA左右时，相比无涂层绝缘子，能够有效减缓覆冰重达50%以上。许志海等人研究发现，半导体涂层导电性的提高会增大绝缘子表面泄漏电流，提高绝缘子表面温度，强化涂层绝缘子的防冰效果。当泄漏电流大于1mA时，绝缘子表面便能出现减缓覆冰增长的效果；当泄漏电流达到5mA以上时绝缘子表面基本无覆冰形成。为了解决涂层绝缘子的长期发热

8、损耗问题，许志海等人提出了采用具有自关断效应的半导体涂层涂敷结构，在有效减缓和阻止绝缘子表面覆冰增长的同时减少了涂层的持续发热损耗。如图所示，半导体涂层仅涂敷于绝缘子下表面,上表面为无涂层区域。在晴好天气吋，由于无涂层区域的存在，涂层绝缘子不会产生较大的泄漏电流;在覆冰条件下，过冷却水滴形成水膜能够连通涂层和金具,提高绝缘子泄漏电流和表面温度，减缓过冷却水滴在绝缘子表面的冻结。如图1・2所示，涂层绝缘子在洁净和污秽情况下都能够很好地阻止覆冰的增长；与无涂层绝缘子相比，涂层绝缘子的雨闪电压不会降低