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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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