輸電線路鋁導線憎水性防覆冰涂層的研究.pdf

1、輸電線路鋁導線覆冰將導致線路機械負荷增加，引發(fā)斷線、倒塔、導線舞動等安全事故，給國民經(jīng)濟和人們的生產(chǎn)生活帶來嚴重影響，為此針對輸電線路鋁導線開展防冰除冰工作對于保障電力系統(tǒng)安全可靠運行具有重要的意義。本文依據(jù)超憎水性表面的構造原理，系統(tǒng)研究了不同微結構和涂層作用下鋁表面的憎水、覆冰特性，并對其防覆冰性能進行了理論分析。
　　 為了模擬自然環(huán)境凍雨或毛毛雨引發(fā)的輸電鋁導線嚴重雨凇覆冰，研制了一套輸電導線覆冰模擬系統(tǒng)，包括成冰小室、

2、水滴直徑和成冰風速調(diào)控等。試驗表明，該系統(tǒng)可模擬凍雨和毛毛雨條件下的雨凇覆冰。研究了覆冰粘附強度測試方法以及覆冰氣溫和時間對覆冰粘附強度的影響，建立了基于提拉法覆冰粘附強度測試裝置及低溫測試條件。
　　 依據(jù)Cassie-Baxter原理，以憎水性較好的氟硅烷(FAS)為涂覆材料，結合化學刻蝕，在鋁表面上制備了FAS涂覆不同微結構的超憎水性鋁表面。試驗研究了這些微結構鋁表面的覆冰形成過程，發(fā)現(xiàn)FAS涂覆孔洞微納米結構(D類微結構

3、)鋁單絲具有良好的防覆冰性能，闡明了表面微結構對鋁單絲防覆冰性能的影響規(guī)律，即孔洞微納米結構鋁表面在低溫環(huán)境下保持了較小的水滴滑行角和覆冰粘附強度，可以有效抑制過冷水的粘附和凍結。
　　 為探索涂層種類對微結構鋁表面覆冰性能的影響，以孔洞微納米結構(D類微結構)鋁表面為基礎，制備了室溫硫化硅橡膠(RTV)、聚四氟乙烯(PTFE)、硬脂酸、FAS涂覆D類微結構鋁表面。試驗研究了這些涂層涂覆微結構鋁表面的覆冰形成過程，發(fā)現(xiàn)了涂層種類

4、對微結構鋁表面的覆冰具有顯著的影響，即FAS涂覆微結構鋁表面防覆冰性能良好、硬脂酸涂覆微結構鋁表面具有一定抑制和緩解覆冰形成的能力，而RTV、PTFE涂覆微結構鋁表面僅能延緩覆冰層的形成時間，揭示了FAS與孔洞微納米結構鋁表面的有機結合是導致鋁表面具備良好防覆冰性能的關鍵。
　　 為探索工程上鋁絞線防覆冰的應用，基于FAS涂覆孔洞微納米結構(D類微結構)鋁單絲相同的制備方法，制備了FAS涂覆微結構JL-95鋁絞線和JGL-120