【摘要】：在高海拔、多積雪、重覆冰區(qū)域,直流輸電線路遭遇冰雪災(zāi)害的概率非常高。復(fù)合絕緣子因?yàn)橹亓枯p、強(qiáng)度高、耐污性能好、運(yùn)行維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)在直流高壓輸電系統(tǒng)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但大量試驗(yàn)結(jié)果與運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,復(fù)合絕緣子的防冰性能并不優(yōu)秀。利用憎水性涂料進(jìn)行防冰的方法,在覆冰前期有一定防冰效果,但隨著覆冰時(shí)間的增加,涂料的防冰效果變得不再明顯。因此,利用具有一定導(dǎo)電性能的電熱型涂料從電網(wǎng)自身取能對(duì)復(fù)合絕緣子進(jìn)行防冰,具有一定的應(yīng)用前景。但目前尚未見(jiàn)有將電熱型涂料應(yīng)用于復(fù)合絕緣子的研究,對(duì)復(fù)合絕緣子電熱型涂層的布置方案、布置后的防冰效果及直流污閃特性的討論也較少。論文的主要工作及取得的成果如下:(1)基于傳熱學(xué)理論,建立了復(fù)合絕緣子雨凇覆冰時(shí)的傳熱平衡模型,計(jì)算了短串復(fù)合絕緣子在雨凇覆冰環(huán)境下所需的臨界防冰功率與電流,總結(jié)了影響因素。短串復(fù)合絕緣子臨界防冰功率值在0~136.84W之間,臨界防冰電流在0~4.15mA之間,環(huán)境溫度與風(fēng)速對(duì)臨界防冰功率有顯著影響,水滴中值體積直徑的影響較弱。通過(guò)電路理論,給出了復(fù)合絕緣子電熱功率的計(jì)算方法,推算出了防冰用電熱型涂層體積電阻率的范圍,防冰用電熱型涂層體積電阻率應(yīng)介于1.23×10~5Ω·cm與2.07×10~6Ω·cm之間。(2)利用有限元軟件分析了電熱型涂層對(duì)復(fù)合絕緣子電位、電場(chǎng)的影響,電熱型涂層會(huì)畸變沿面電場(chǎng),畸變程度與不布置電熱型涂層的空白區(qū)域數(shù)量及涂層厚度有關(guān)�？瞻讌^(qū)域數(shù)量越多,沿面電場(chǎng)畸變點(diǎn)越多,但畸變最大值越小,且對(duì)電位分布改變程度越弱;涂層厚度越大,沿面電場(chǎng)畸變最大值越小。(3)以室溫硫化硅橡膠為基料,石墨粉為填料,氨基官能團(tuán)硅烷(KH550)為偶聯(lián)劑,正硅酸乙酯(TEOS)為交聯(lián)劑,二丁基二月桂酸錫(DBTD)為催化劑,通過(guò)機(jī)械混合法制備了防冰用電熱型涂料。石墨質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)涂層的憎水性能、自潔性能影響不大。涂層的導(dǎo)電性能隨石墨質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,呈現(xiàn)出現(xiàn)三個(gè)不同的階段,第一個(gè)階段為穩(wěn)定的不導(dǎo)電階段,第二個(gè)階段導(dǎo)電性能迅速增強(qiáng),為不穩(wěn)定的階段,第三個(gè)階段涂層具備導(dǎo)電性能并且相對(duì)穩(wěn)定。(4)布置電熱型涂層的復(fù)合絕緣子的防冰性能與絕緣安全性能之間存在矛盾。布置20%、23%、25%電熱型涂層的復(fù)合絕緣子均有一定防冰效果,防冰效果隨涂層電阻減小而提升。但是復(fù)合絕緣子表面布置電熱型涂層后,直流污閃電壓顯著下降,下降的程度隨涂層電阻減小而加大。涂層電阻越小,防冰效果越好,但絕緣安全性能越差;反之涂層電阻越大,絕緣安全性能越好,但防冰效果不足�？紤]到絕緣子的絕緣安全性能,電熱型涂層防冰的方法很難實(shí)現(xiàn)。
【圖文】：

重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文合絕緣子電場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算，本小節(jié)中涂層厚度均設(shè)置為 1.0mm。分別從電位分布、每段空氣間隙承受電壓、每段“開(kāi)關(guān)”承受電壓三個(gè)角度分析了“開(kāi)關(guān)”數(shù)量對(duì)絕緣子電位的影響。（1）圖 2.8 為(a)~(k)布置方式的絕緣子的沿面電位對(duì)比圖。由圖 2.8 可知，電熱型涂層的布置會(huì)改變復(fù)合絕緣子周?chē)碾娢环植�，可以發(fā)現(xiàn)電位等勢(shì)線會(huì)在絕緣子沿面有無(wú)涂層的交界處（即“開(kāi)關(guān)”兩端）變得更加密集，使得“開(kāi)關(guān)”兩端承受的電壓增加。上述現(xiàn)象的原因?yàn)椋�，電熱型涂層為�?dǎo)體，因?yàn)閷?dǎo)體表面的尖端效應(yīng)，即在導(dǎo)體表面曲率半徑較小的地方電荷面密度越大，所以在“開(kāi)關(guān)”兩端電位等勢(shì)線會(huì)變得更加密集。

圖 3.4 電熱型涂層樣品Fig. 3.4 Electrothermal coating samples橡膠，其中的硅氧烷是構(gòu)造憎水性表層的重憎水性能是否會(huì)受到影響，因此對(duì)添加了不本小節(jié)通過(guò)測(cè)量不同涂層表面的靜態(tài)接觸角觸角時(shí)，每一種涂層選擇三個(gè)試品，對(duì)每一 15 個(gè)不同的測(cè)量數(shù)據(jù)，然后求取平均值 θav、觸角與石墨質(zhì)量分?jǐn)?shù)關(guān)系 content angle and mass percentage of graphite
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TM216

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2604517