專(zhuān)利名稱(chēng)：防護(hù)復(fù)合絕緣子用芯棒應(yīng)力腐蝕的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高壓輸電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及防護(hù)復(fù)合絕緣子用芯棒應(yīng)力腐蝕的方法。
背景技術(shù)：
高壓輸電線(xiàn)路中，復(fù)合絕緣子因其耐污閃性能好、比強(qiáng)度高、無(wú)零值、運(yùn)行維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，近十幾年來(lái)在電力系統(tǒng)高電壓外絕緣領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。其基本結(jié)構(gòu)為玻璃鋼芯棒套裝有機(jī)材料傘套的復(fù)合結(jié)構(gòu)，兩端為金屬金具。其中玻璃鋼芯棒作為內(nèi)絕緣件和機(jī)械負(fù)荷的載體，其電氣與機(jī)械性能直接關(guān)系到復(fù)合絕緣子的運(yùn)行可靠性。
用于高電壓復(fù)合絕緣子的玻璃鋼芯棒一般由單向玻璃纖維浸漬環(huán)氧樹(shù)脂基體后經(jīng)連續(xù)拉擠(或稱(chēng)引拔)工藝制造而成。這種拉擠工藝制造的環(huán)氧玻璃鋼芯棒的組成為玻璃纖維重量占2/3～4/5，其余1/5～1/3為環(huán)氧樹(shù)脂基體，對(duì)于普遍使用的臥式拉擠設(shè)備來(lái)說(shuō)，玻璃纖維重量所占范圍更窄，為3/4～4/5。環(huán)氧樹(shù)脂基體配方是由一種環(huán)氧樹(shù)脂或幾種環(huán)氧樹(shù)脂的混合物，按比例加入必要的固化劑、促進(jìn)劑、內(nèi)脫模劑，有時(shí)還加入其它助劑如消泡劑、稀釋劑、介面處理劑、著色劑等。
經(jīng)過(guò)十幾年來(lái)材料和工藝上的不斷改進(jìn)，這種玻璃鋼材料具有了較好的電氣性能。但在實(shí)際運(yùn)行中，絕緣子處于電氣、機(jī)械和化學(xué)等因素的綜合作用之下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行后，在一些線(xiàn)路上發(fā)生了絕緣子芯棒的脆性斷裂(簡(jiǎn)稱(chēng)脆斷)事故。由于芯棒脆斷可能造成高壓輸電線(xiàn)路掉線(xiàn)這樣的電力系統(tǒng)惡性事故，因此就對(duì)芯棒的電氣和機(jī)械兩方面的綜合指標(biāo)提出了更高的要求。目前用應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)方法已經(jīng)成功地在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行了芯棒脆斷的模擬，認(rèn)為芯棒的脆斷是由于應(yīng)力腐蝕所導(dǎo)致，國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)關(guān)于復(fù)合絕緣子用芯棒的耐應(yīng)力腐蝕性能也有了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)草案。
目前復(fù)合絕緣子芯棒材料的主體是基于E玻璃纖維的環(huán)氧樹(shù)脂玻璃鋼芯棒。E玻璃纖維環(huán)氧樹(shù)脂芯棒電氣性能優(yōu)異，機(jī)械強(qiáng)度也很好，但耐應(yīng)力腐蝕性能較差，且分散性大，不易控制。德國(guó)赫斯特陶瓷技術(shù)公司(Hoechst CeramTec)用一種ECR纖維代替E玻璃纖維制得的芯棒，其耐應(yīng)力腐蝕性能優(yōu)良，但其電氣性能不理想。國(guó)內(nèi)也提出了一些改進(jìn)芯棒應(yīng)力腐蝕性能的方法，在生產(chǎn)過(guò)程中加入各種改性劑進(jìn)行改性，工藝復(fù)雜繁瑣，且只針對(duì)新的生產(chǎn)過(guò)程。而對(duì)于耐應(yīng)力腐蝕性能較差的芯棒，如何進(jìn)行改進(jìn)，目前還沒(méi)有更好的方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，提出防護(hù)復(fù)合絕緣子用芯棒應(yīng)力腐蝕的方法，該方法不會(huì)改變芯棒原來(lái)的電氣、機(jī)械性能，但能大大提高芯棒的耐應(yīng)力腐蝕性能，從而得到一種電氣性能與耐應(yīng)力腐蝕性能綜合性能優(yōu)異的復(fù)合絕緣子芯棒；且該方法簡(jiǎn)單易行，可對(duì)已經(jīng)生產(chǎn)的耐應(yīng)力腐蝕性能較差的芯棒進(jìn)行改進(jìn)。
本發(fā)明提出的一種防護(hù)復(fù)合絕緣子用芯棒應(yīng)力腐蝕的方法，其特征在于，采用涂刷、噴或浸潤(rùn)方式將鱗片涂料涂覆在復(fù)合絕緣子用芯棒上，在該芯棒表面形成防護(hù)涂層。
該鱗片涂料中的鱗片厚度可為2μm～5μm、粒徑0.2mm～3mm。
該涂層厚度可為0.1mm以上，芯棒耐應(yīng)力腐蝕性能隨涂層厚度的增加而提高。
本發(fā)明的鱗片涂料的結(jié)構(gòu)及防腐機(jī)理如圖1所示，該涂料主要由基料1、鱗片2混合而成；當(dāng)涂料涂覆在芯棒的表面3上，由于鱗片1很薄，能在涂層中重疊、平鋪、定向排列，成膜后能使涂層出現(xiàn)層狀結(jié)構(gòu)，恰似魚(yú)鱗一樣，層層覆蓋，形成致密防護(hù)層。各種腐蝕介質(zhì)由涂層表面滲透到被保護(hù)底材表面需要經(jīng)過(guò)曲折的道路(圖中虛線(xiàn)所示)，介質(zhì)滲透路徑長(zhǎng)，從而大大延長(zhǎng)了介質(zhì)的滲透時(shí)間。玻璃鱗片尺寸愈大，層數(shù)愈多，涂層性能愈好。
本發(fā)明的特點(diǎn)及效果本發(fā)明提出的方法采用的鱗片涂料可以采用成熟的產(chǎn)品，也可根據(jù)實(shí)際需要自行配制，本方法可以有效阻止酸蝕介質(zhì)侵入芯棒。鱗片涂料具有優(yōu)異的耐腐蝕介質(zhì)性能，還具有優(yōu)良的耐磨損性、硬化時(shí)收縮率小、熱膨脹系數(shù)小、與基體的粘結(jié)性好、耐溫度急變性好以及可采用簡(jiǎn)單易行的噴、抹、刷等施工工藝性等一系列性能，一般幾百微米即可達(dá)到優(yōu)異的防腐效果。
由于鱗片在涂膜中的分散存在，減少了涂膜與基材之間的熱膨脹系數(shù)之差。而且在鱗片涂料系列中還加有各種填料，能夠進(jìn)一步改善涂料的各種性能如耐磨性、耐熱性、韌性、收縮率等。
本發(fā)明以現(xiàn)有的玻璃鋼芯棒為基礎(chǔ)，在其表面涂刷厚0.1mm以上的鱗片防腐涂料。防腐涂料的作用是阻擋腐蝕介質(zhì)的滲入、提高耐腐蝕性能，以提高玻璃鋼芯棒的耐應(yīng)力腐蝕性能。因此采用本發(fā)明方法改進(jìn)的玻璃鋼芯棒，完全保持了現(xiàn)有的玻璃鋼芯棒的優(yōu)異電氣、機(jī)械性能。并明顯賦予了其耐應(yīng)力腐蝕性能，各種芯棒在300兆帕機(jī)械應(yīng)力(約67％的額定負(fù)荷)及1當(dāng)量硝酸溶液的同時(shí)作用下，脆斷時(shí)間從原來(lái)的幾小時(shí)至幾十小時(shí)提高到遠(yuǎn)大于100小時(shí)以上，極大增強(qiáng)了芯棒的耐應(yīng)力腐蝕性能，且耐應(yīng)力腐蝕性能可進(jìn)一步隨涂層厚度的增加而提高，為提高芯棒耐應(yīng)力腐蝕性能提供了新的方法，對(duì)防止復(fù)合絕緣子脆斷提供了一個(gè)新的方向與思路。
圖1為本發(fā)明的防腐蝕原理示意圖。
圖2為未涂鱗片涂料的原始芯棒2小時(shí)應(yīng)力腐蝕斷裂的示意圖。
圖3為涂有鱗片涂料后芯棒應(yīng)力腐蝕14天不斷的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的防護(hù)復(fù)合絕緣子用芯棒應(yīng)力腐蝕的鱗片涂料及其使用方法結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如下
實(shí)施例1本實(shí)施例為提高某直徑φ18mm芯棒的應(yīng)力腐蝕性能，選用環(huán)氧樹(shù)脂與玻璃鱗片組成的涂料。在芯棒表面涂覆時(shí)采用雙組分涂料，A組份為環(huán)氧鱗片涂料，B組份為固化劑，按5∶1的比例配兌混合。將涂料用毛刷直接涂在芯棒上，等待幾小時(shí)固化干燥后涂第二次，經(jīng)過(guò)二次涂刷后，涂層便達(dá)到0.1mm-0.2mm厚度。涂完后芯棒養(yǎng)護(hù)一周時(shí)間。
對(duì)本實(shí)施例制作好的含鱗片涂料芯棒的耐應(yīng)力腐蝕性能進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試中，按電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 810-2002中相應(yīng)規(guī)定，給原芯棒和涂刷鱗片涂料的芯棒分別施加采用67％的額定載荷67kN(額定負(fù)荷100kN)，在芯棒中部安裝酸罐并置1NHNO3進(jìn)行應(yīng)力腐蝕測(cè)試，記錄斷裂時(shí)間。
涂有環(huán)氧玻璃鱗片涂料芯棒的應(yīng)力腐蝕測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。由表中可見(jiàn)，涂2次環(huán)氧鱗片涂料后，芯棒表面涂層厚度為0.1mm時(shí)，耐應(yīng)力腐蝕性能便大大提高，由原來(lái)耐應(yīng)力腐蝕性能很差的芯棒改變?yōu)槟苓_(dá)到應(yīng)力腐蝕標(biāo)準(zhǔn)要求的芯棒，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求(DL/T810-2002要求在67％的額定載荷下，在1N硝酸溶液中應(yīng)耐受96小時(shí)不斷)。
表1涂有環(huán)氧玻璃鱗片涂料芯棒的應(yīng)力腐蝕測(cè)試結(jié)果
對(duì)于未涂涂料的原始芯棒，其應(yīng)力腐蝕結(jié)果見(jiàn)圖2，2小時(shí)芯棒已經(jīng)應(yīng)力腐蝕斷裂。對(duì)于涂了2次涂料、涂層厚度0.1mm以上的芯棒，經(jīng)過(guò)大于14天的應(yīng)力腐蝕測(cè)試后，芯棒表面見(jiàn)圖3，加酸處除顏色稍發(fā)灰外無(wú)損壞狀態(tài)。
實(shí)施例2本實(shí)施例同樣對(duì)上述直徑φ18mm芯棒進(jìn)行應(yīng)力腐蝕性能改進(jìn)，選用由高氯化聚乙烯樹(shù)脂和玻璃鱗片組成高氯化聚乙烯玻璃鱗片涂料。采用單組分涂料，按噴涂方法使芯棒表面覆蓋上一層涂層，噴涂在芯棒表面的涂層厚度達(dá)到0.15mm后，然后按上述測(cè)試方法對(duì)含鱗片涂料的芯棒進(jìn)行應(yīng)力腐蝕測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。由表中可見(jiàn)，芯棒耐應(yīng)力腐蝕性能大大提高。
表2涂有高氯化聚乙烯玻璃鱗片涂料芯棒的應(yīng)力腐蝕測(cè)試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種防護(hù)復(fù)合絕緣子用芯棒應(yīng)力腐蝕的方法，其特征在于，采用涂刷、噴或浸潤(rùn)方式將鱗片涂料涂覆在復(fù)合絕緣子用芯棒上，在該芯棒表面形成防護(hù)涂層。
2.如權(quán)利要求1所述的防護(hù)復(fù)合絕緣子用芯棒應(yīng)力腐蝕的方法，其特征在于，該鱗片涂料中的鱗片厚度為2μm～5μm、粒徑0.2mm～3mm。
3.采用如權(quán)利要求1所述的防護(hù)復(fù)合絕緣子用芯棒應(yīng)力腐蝕的方法，其特征在于，所說(shuō)的涂層厚度為0.1mm以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及防護(hù)復(fù)合絕緣子用芯棒應(yīng)力腐蝕的方法，屬于高壓輸電技術(shù)領(lǐng)域，本方法采用涂刷、噴或浸潤(rùn)方式將鱗片涂料涂覆在復(fù)合絕緣子用芯棒上，在該芯棒表面形成防護(hù)涂層。本發(fā)明方法不會(huì)改變芯棒原來(lái)的電氣、機(jī)械性能，但能大大提高芯棒的耐應(yīng)力腐蝕性能，從而得到一種電氣性能與耐應(yīng)力腐蝕性能綜合性能優(yōu)異的復(fù)合絕緣子芯棒；且該方法簡(jiǎn)單易行，可對(duì)已經(jīng)生產(chǎn)的耐應(yīng)力腐蝕性能較差的芯棒進(jìn)行改進(jìn)。
文檔編號(hào)B05D5/00GK1669670SQ20051006796
公開(kāi)日2005年9月21日 申請(qǐng)日期2005年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月30日
發(fā)明者梁曦東, 戴建軍 申請(qǐng)人:清華大學(xué)