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干冰清洗对复合绝缘子用硅橡胶憎水性的影响研究
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电网 - 105 - 旋转试验支架组成。由空气压缩系统提供目标压力, 干冰清洗机控制干冰质量流量、旋转试验支架控制 清洗角度、距离和喷头转速。采用的接触角测量设 备型号为 Dataphysics-OCA25, 试验环境温度 23℃, 相对湿度 RH=46%,使用溶液为去离子水。 1.2 试验方法 试验中选用HTV试样按照国家标准GB/T 4585-2004 《交流系统用高压绝缘子的人工涂污试验》 进行人工 涂污,模拟不同程度的污秽程度。采用高岭土和商 业纯氯化钠模拟自然污染对绝缘子表面进行定量刷 涂,并选择加入一定量的糊精增加污秽的粘结力。试样 分为无水乙醇去污, 再用去离子水清洗后的原始样品 S0, 涂污等级分别达到 b,c,d,e 度 4 个污秽等级的样品 S1,S2,S3,S4,样品具体参数如表 1 所示。 表 1 试样具体参数 样品 S0 S1 S2 S3 S4 等值盐密(mg/cm -2) 灰密(mg/cm -2) 污染等级 前接触角(°) 后接触角(°) 静态接触角(°) 湿润性等级(WC) - - - 136.9 91.5 128.7 WC1 0.01 2 b 130.6 77 119.6 WC2 0.05 2 c 117.9 63.4 92.5 WC2 0.1 2 d 108.9 20.5 83.3 WC3 0.2 2 e 78.9 6.9 57.9 WC4 在干冰清洗试验中, 保持清洗角度、 清洗距离、 排气体积和喷头转速固定,分别设置不同的空气压力 和干冰流量进行干冰清洗 HTV 试样, 研究空气压力和干 冰流量两个主要参数对试样表面接触角的影响, 以表征 样品表面憎水性的变化。具体的清洗参数如表 2 所示。 表 2 干冰清洗工艺参数 参数 清洗角度(°) 清洗距离(cm) 空气压力 (MPa) 数值 75 15 0.3, 0.4, 0.5, 0.6,0.7,0.8 参数 排气体积 (m 3/min) 喷头转速 (r/min) 干冰流量 (kg/min) 数值 4.5 15 1, 1.5, 2, 2.5,3 2 不同参数的干冰清洗对 HTV 试样表面的污秽残 留度影响不同,从而影响样品表面的憎水性。图 1 为涂污与清洗前后样品的宏观形貌图,从图中可知, 干冰清洗能够明显的清洗掉样品表面的污秽,改变 表面形貌和污秽残留度。 (a)原始样品 S0, (b)涂污样品 S4, (c)空气压力 0.7MPa,质量流量 2kg/min 清洗样品 S4 图 1 样品宏观形貌和静态接触角 2.1 空气压力对 HTV 试样憎水性的影响 干冰颗粒高速运动到绝缘子表面发生撞击,干 冰瞬间升华,吸收大量热量,实现动能和热能之间 的转换,空气压力决定了干冰颗粒的喷出速度,不 同喷出速度干冰颗粒对试样表面污秽清洗程度不一 样,导致憎水性不同。试验选用 0.3MPa 到 0.8MPa 内不同的压力对 HTV 试样进行清洗,干冰质量流量 为 2kg/min,其他参数如表 2 所示。试验研究了不同 的空气压力对试样表面憎水性的影响,图 2 为样品 在不同空气压力条件下进行干冰清洗后的表面静态 接触角变化情况,图 3 为样品 S4 在不同清洗状态下 的静态接触角典型样图。 图 2 不同空气压力干冰清洗 HTV 试样静态接触角

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