桿塔是架空輸電線路中的重要基礎(chǔ)設(shè)備之一，其結(jié)構(gòu)性能對(duì)線路運(yùn)行的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性具有直接影響。目前在實(shí)際工程中被廣泛應(yīng)用的木質(zhì)塔、混凝土桿塔及鐵塔等存在本體過重、易腐爛、生銹、開裂等缺點(diǎn)，導(dǎo)致其運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)施工不便，桿塔運(yùn)行維護(hù)困難，耐久性差，使用壽命較短，容易產(chǎn)生各類安全隱患。隨著材料科學(xué)的飛速發(fā)展，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在生產(chǎn)工藝和技術(shù)上不斷進(jìn)步，具有強(qiáng)度高、絕緣性能好、耐腐蝕、耐疲勞、密度小、加工成型方便等優(yōu)點(diǎn)，在建筑業(yè)、航空航天、汽車業(yè)、電子電氣等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。為了從根本上解決傳統(tǒng)輸電線路桿塔存在的上述問題，國(guó)內(nèi)外正積極開展復(fù)合材料桿塔的應(yīng)用研究工作。

    目前，復(fù)合材料桿塔在歐美地區(qū)的輸電線路中已取代部分傳統(tǒng)桿塔投入實(shí)際應(yīng)用。并在嚴(yán)酷的自然運(yùn)行環(huán)境中表現(xiàn)出良好的安全性和穩(wěn)定性。

    我國(guó)復(fù)合材料桿塔的研究起步較晚，其在電力桿塔方面的應(yīng)用尚處于起步階段。國(guó)外對(duì)復(fù)合材料桿塔的研究應(yīng)用主要是將復(fù)合材料作為結(jié)構(gòu)性材料使用，以減少線路建設(shè)中的運(yùn)輸組裝成本和線路建成后的維護(hù)成本，而關(guān)于復(fù)合材料桿塔防污性能的研究較少。我國(guó)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)嘗試?yán)脧?fù)合材料桿塔的絕緣性解決或降低線路雷擊和污閃故障率。但目前僅限于少量的局部試點(diǎn)應(yīng)用。

    與復(fù)合絕緣子材料不同。復(fù)合材料桿塔主要為樹脂和增強(qiáng)纖維復(fù)合而成的樹脂基復(fù)合材料。本實(shí)驗(yàn)中的復(fù)合材料桿塔樣品為玻璃纖維增強(qiáng)改性聚氨酯復(fù)合材料，其表面憎水性不足。自清潔能力弱，桿塔在長(zhǎng)期運(yùn)行下，有可能會(huì)導(dǎo)致材料絕緣性能下降。針對(duì)這一問題，將近年來被成功應(yīng)用于傳統(tǒng)玻璃絕緣子和瓷絕緣子上提高其防污能力的疏水涂層應(yīng)用于復(fù)合材料桿塔上，通過在復(fù)合材料桿塔樣品表面涂覆疏水涂層，并進(jìn)行濕閃絡(luò)、污穢閃絡(luò)電氣試驗(yàn)，研究疏水涂層對(duì)復(fù)合材料桿塔防污性能的提升效果。

    1 涂覆疏水涂料的復(fù)合材料桿塔樣品憎水性研究

    1.1 試驗(yàn)方法

    為了提高復(fù)合材料桿塔表面的憎水性，選擇在桿塔表面涂覆超疏水涂料，并選用耐侯超疏水性聚硅氧烷涂料PEG、耐高溫專用疏水有機(jī)硅涂料MSE100、耐侯疏水有機(jī)硅氧烷IC701、長(zhǎng)效疏水防污閃硅橡膠涂料PRTV、高牢固度耐磨超疏水涂料DS-02、納米自清潔超疏水涂料（CSS）這6 種常用的超疏水涂料進(jìn)行試驗(yàn)。

    1.2 試驗(yàn)過程

    ①樣品預(yù)處理：由于涂覆疏水涂料的復(fù)合材料桿塔樣品表面具備一定的憎水性，直接涂污難以在其表面形成均勻的污穢層，因此在進(jìn)行涂污前，需對(duì)樣品表面進(jìn)行預(yù)處理：用干燥的棉花團(tuán)輕輕地在樣品表面涂覆一層干燥的硅藻土，并用洗耳球吹掉多余的硅藻土，使樣品表面附有一層很薄的親水性物質(zhì)，然后再對(duì)樣品進(jìn)行染污。由于該層硅藻土很薄，因此對(duì)樣品灰密的影響完全可以忽略。

    ②樣品染污。按照定量涂刷法在樣品表面均勻涂刷已配置好的污穢液，待樣品完全干燥后懸掛于霧室中開始試驗(yàn)。

    ③樣品濕潤(rùn)：樣品濕潤(rùn)采用人工蒸汽霧，將蒸汽霧按（0.05±0.01）kg/m3的恒定速率輸入人工霧室，一段時(shí)間后，待霧室呈現(xiàn)出均勻分布的霧，通過樣品表面濕潤(rùn)狀態(tài)及泄漏電流判斷樣品的濕潤(rùn)程度。

    ④加壓：采用均勻升壓法，先在樣品兩端加上一個(gè)很小的電壓，同時(shí)監(jiān)測(cè)泄漏電流的變化，在泄漏電流達(dá)到最大峰值以后，立刻升壓直至樣品發(fā)生閃絡(luò)，記錄閃絡(luò)電壓值。

    2 結(jié)論

    本研究將超疏水涂料應(yīng)用于復(fù)合材料桿塔中，研究結(jié)果表明，復(fù)合桿塔材料表面本身呈親水性，通過在其表面涂覆超疏水涂料后，其憎水性得到明顯改善，相比于未涂疏水涂料的樣品，涂有超疏水涂料的樣品其濕閃電壓和污閃電壓均有明顯提高，可有效降低污閃率。PRTV 的應(yīng)用效果最佳，涂覆PRTV的復(fù)合材料桿塔小圓棒樣品的污閃電壓相對(duì)空白樣品提高了20.65%.因此通過涂覆超疏水涂料提高復(fù)合材料桿塔的防污能力，從而進(jìn)一步優(yōu)化桿塔的電氣性能，對(duì)保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重大意義和廣泛的工程應(yīng)用前景。

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責(zé)任編輯：周婭

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