CN106995632B - 电气设备故障诊断方法及热敏涂料和该涂料的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电气设备故障诊断方法及所用涂料和该涂料的生产方法，所述电气设备故障诊断方法是在电气设备上涂覆热敏涂料，电气设备出现故障时发热使热敏涂料的颜色发生变化，利用热敏涂料的颜色变化诊断出该电气设备的故障位置。所述涂料为热敏涂料，由粘结剂、热敏变色材料、填料、稀释剂配置而成，其中热敏变色材料为室温离子液体与结晶紫内酯的微胶囊。用本发明方法能够快速直观的判断出电气设备故障的具体位置，帮助运维检修人员快速排查故障。在故障刚出现时也能起到警示作用，以防更大事故的发生。

Description

电气设备故障诊断方法及热敏涂料和该涂料的生产方法

技术领域

本发明涉及一种电气设备故障诊断方法及所用涂料和该涂料的生产方法。

背景技术

电气设备的发热故障是电力行业常见的故障之一。若不能够及时的处理，发热时间过长，会引起局部温度过高，从而造成设备某些部位的放电、熔断，严重者更是会引发绝缘事故或者火灾。红外测温技术是目前电力系统中广泛使用的故障诊断技术，但是红外测温技术易受大气、测试背景、物体辐射率、相邻设备辐射等多方面因素的影响，测量的环境相对来说要求比较苛刻。由于测温设备的精密，对于使用人员的专业素质也有着极高的要求。因此如何降低检测电力系统设备故障的难度，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的 在于提供一种直观、可靠的电气设备故障诊断方法及所用涂料和该涂料的生产方法。

本发明提供的电气设备故障诊断方法是：在电气设备上涂覆热敏涂料，电气设备出现故障时发热使热敏涂料的颜色发生变化，利用热敏涂料的颜色变化诊断出该电气设备的故障位置。

本发明适用于上述方法的热敏涂料，由粘结剂、热敏变色材料、填料、稀释剂配置而成，其中粘结剂、热敏变色材料、填料、稀释剂分别占热敏涂料总重量的百分比为：

粘结剂： 30.0 ～ 50.0%；

热敏变色材料： 10.0 ～ 40.0%；

稀释剂： 10.0 ～ 20.0%；

其余为填料，

所述的热敏变色材料为室温离子液体与结晶紫内酯构成的微胶囊，其中微胶囊的壁材为结晶紫内酯，芯材为室温离子液体；结晶紫内酯占热敏变色材料总重量的百分比为10~75%，其余为室温离子液体。

所述的粘结剂为有机硅树脂、环氧树脂、聚酯树脂或丙烯酸树脂中的一种。

所述稀释剂是甲苯、二甲苯或乙酸丁酯中的一种。所述填料为滑石粉、高岭土、钾长石粉，碳酸钡、碳酸镁、碳酸钙中任意一种或几种。

本发明热敏涂料的制备方法，包括如下步骤：

（1）配料及预混合：按配方称量各种组份，首先加入全部粘结剂、三分之二的稀释剂，搅拌，然后依次加入填料、热敏变色材料，边加料边搅拌，制成预制浆；

（2）研磨分散：将已制得的预制浆进一步研磨分散，得到细度不大于50μm的料液；

（3）调和：把料液用剩余稀释剂调匀，过滤后装罐备用。

所述步骤（1）中加入全部粘结剂、三分之二的稀释剂后加热、搅拌，该步骤（1）得到的预制浆冷却后进入所述步骤（2）。

所述步骤（1）中加入全部粘结剂、三分之二的稀释剂后加热至45-75℃,进行搅拌20-40分钟，搅拌的转速为400-800转/分钟。

在加入填料、热敏变色材料时，边加料边搅拌，搅拌转速为400-800转/分钟搅拌时间为30-80分钟，使物料进行分散与润湿，得到预制浆。

将步骤（1）得到的预制浆冷却至30-40℃，用球磨机研磨至细度在10-50微米，得到料液；该料液冷却至15-25℃，在搅拌的状态下加入剩余的稀释剂，继续搅拌混匀，在400-800转/分钟转速下搅拌20-40分钟，过滤后制得本热敏涂料。

本发明由于将热敏涂料涂敷在电气设备表面，使得涂有热敏涂料的电气设备表面颜色随着温度的改变而发生变化，通过裸眼观察电气设备的颜色变化来及时判断电气设备过热故障的大致温度与地点，具有直观，方便等优点。与常规三组份热敏变色材料不同，本发明热敏变色材料为两组份结构，室温离子液体既作为溶剂，又作为电子接受体，温度变化决定室温离子液体阴阳离子电离程度，强电离后通过与电子给予体结晶紫内酯反应改变分子结构实现颜色的变化，所以本发明热敏涂料变色时间短、使用寿命更长。与传统的红外线检测相比，本发明方法更直观更可靠。用本发明方法能够快速直观的判断出电气设备故障的具体位置，帮助运维检修人员快速排查故障。在故障刚出现时也能起到警示作用，以防更大事故的发生。同时，该热敏涂料可方便地涂敷在金属、水泥、陶瓷、以及有机绝缘材料表面，能够有效地防止各种类型电气设备的老化与腐蚀。

具体实施方式

实施例1

本热敏涂料按如下组分配比制备而成：

市售丙烯酸树脂： 45.0%；

热敏变色材料： 25.0%；

滑石粉： 10.0%；

二甲苯： 20.0%

其中热敏变色材料采用室温离子液体与结晶紫内酯的微胶囊，结晶紫内酯占热敏变色材料总重量的百分比为65%，其余为室温离子液体，采用微乳液法制备。

本热敏涂料的制备方法为：

a、将上述重量份的聚氨酯树脂和上述重量份三分之二的二甲苯加入配料缸中，加热至50℃进行搅拌30min，转速为400r/min；

b、将步骤a中混匀的物料在搅拌的状态下加入上述重量份的热敏变色材料，400r/min转速下搅拌40min，进行分散与润湿，得到预制浆；

c、将步骤b中的预制浆冷却至35℃，用砂磨机研磨至细度在25微米，得到料液；d、将步骤c中的料液冷却至25℃，在搅拌的状态下加入剩余的二甲苯，继续搅拌混匀，400r/min 转速下搅拌20min，过滤后制得本热敏涂料。

将本热敏涂料涂覆在某220kV电缆外部，通过裸眼观察可以发现，电缆运行温度小于30℃时，热敏涂料显示为棕红色，电缆运行温度为在30～70℃时，热敏涂料显示为天蓝色，电缆运行温度大于70℃时，热敏涂料显示为灰白色。因此当电缆某处变成灰白色时可以初步判定该处发生故障

实施例2

本热敏涂料按如下组分配比制备而成：

市售有机硅树脂： 35.0%；

热敏变色材料： 30.0%；

高岭土： 25.0%；

甲苯： 10.0%

其中热敏变色材料采用室温离子液体与结晶紫内酯的微胶囊，结晶紫内酯占热敏变色材料总重量的百分比为30%，其余为室温离子液体,采用微乳液法制备。

本热敏涂料的制备方法为：

a、将上述重量份的的有机硅树脂和上述重量份三分之二的甲苯加入配料缸中，加热至65℃进行搅拌40min，转速为500r/min ；

b、将步骤a 中混匀的物料在搅拌的状态下加入上述重量份的热敏变色材料，500r/min转速下搅拌50min，进行分散与润湿，得到预制浆；

c、将步骤b中的预制浆冷却至40℃，用球磨机研磨至细度在15微米，得到料液；

d、将步骤c中的料液冷却至25℃，在搅拌的状态下加入剩余的甲苯，继续搅拌混匀，500r/min 转速下搅拌30min，过滤后制得本热敏涂料。

将本热敏涂料涂覆在某110kV电压互感器外部，通过裸眼观察可以发现，电压互感器运行温度小于40℃时，热敏涂料显示为暗红色，电压互感器运行温度为在40～60℃时，热敏涂料显示为蓝紫色，电压互感器运行温度大于60℃时，热敏涂料显示为白色。

以下是本发明的另一些实施方式

成分、参数名称	实施方式三	实施方式四	实施方式五	实施方式六
					粘结剂	50%有机硅树脂	30%环氧树脂	35%聚酯树脂	40%丙烯酸树脂
热敏变色材料	10.0%	15%	35%	40%
					稀释剂	15%甲苯	10%二甲苯	15%乙酸丁酯	10%甲苯
填料	25%钾长石粉	45%碳酸钡	15%碳酸镁	10%碳酸钙

实施方式三中的热敏变色材料结晶紫内酯占热敏变色材料总重量的百分比为10%，其余为室温离子液体。

对于实施方式三将进行如下操作：

a、将上述重量份的的有机硅树脂和上述重量份三分之二的甲苯加入配料缸中，加热至75℃进行搅拌20分钟，转速为600转/分钟 ；

b、将步骤a 中混匀的物料在搅拌的状态下加入上述重量份的热敏变色材料，400转/分钟转速下搅拌30分钟，进行分散与润湿，得到预制浆；

c、将步骤b中的预制浆冷却至40℃，用球磨机研磨至细度在10微米，得到料液；

d、将步骤c中的料液冷却至25℃，在搅拌的状态下加入剩余的甲苯，继续搅拌混匀，400转/分钟 转速下搅拌40分钟，过滤后制得本热敏涂料。

将该实施方式得到的本热敏涂料涂覆在某10kV电缆外部，通过裸眼观察可以发现，电缆运行温度小于40℃时，热敏涂料显示为暗红色，电缆运行温度为在40～60℃时，热敏涂料显示为蓝紫色，电缆运行温度大于60℃时，热敏涂料显示为白色。

实施方式四中的热敏变色材料结晶紫内酯占热敏变色材料总重量的百分比为40%，其余为室温离子液体。

对于实施方式四将进行如下操作：

a、将上述重量份的的有机硅树脂和上述重量份三分之二的甲苯加入配料缸中，加热至60℃进行搅拌30分钟，转速为500转/分钟 ；

b、将步骤a 中混匀的物料在搅拌的状态下加入上述重量份的热敏变色材料，500转/分钟转速下搅拌60分钟，进行分散与润湿，得到预制浆；

c、将步骤b中的预制浆冷却至40℃，用球磨机研磨至细度在20微米，得到料液；

d、将步骤c中的料液冷却至25℃，在搅拌的状态下加入剩余的甲苯，继续搅拌混匀，500转/分钟 转速下搅拌30分钟，过滤后制得本热敏涂料。

将此实施方式得到的本热敏涂料涂覆在某500kV架隔离开关外部，通过裸眼观察可以发现，开关运行温度小于40℃时，热敏涂料显示为暗红色，开关运行温度为在40～60℃时，热敏涂料显示为蓝紫色，开关运行温度大于60℃时，热敏涂料显示为白色。

实施方式五中的热敏变色材料结晶紫内酯占热敏变色材料总重量的百分比为50%，其余为室温离子液体。

对于实施方式五将进行如下操作：

a、将上述重量份的的有机硅树脂和上述重量份三分之二的甲苯加入配料缸中，加热至45℃进行搅拌40分钟，转速为800转/分钟 ；

b、将步骤a 中混匀的物料在搅拌的状态下加入上述重量份的热敏变色材料，800转/分钟转速下搅拌80分钟，进行分散与润湿，得到预制浆；

c、将步骤b中的预制浆冷却至30℃，用球磨机研磨至细度在30微米，得到料液；

d、将步骤c中的料液冷却至15℃，在搅拌的状态下加入剩余的甲苯，继续搅拌混匀，800转/分钟 转速下搅拌20分钟，过滤后制得本热敏涂料。

将 该实施方式得到的本热敏涂料涂覆在某220kV断路器外部，通过裸眼观察可以发现，断路器运行温度小于40℃时，热敏涂料显示为暗红色，断路器运行温度为在40～60℃时，热敏涂料显示为蓝紫色，断路器运行温度大于60℃时，热敏涂料显示为白色。

实施方式六中的热敏变色材料结晶紫内酯占热敏变色材料总重量的百分比为70%，其余为室温离子液体。

对于实施方式六将进行如下操作：

a、将上述重量份的的有机硅树脂和上述重量份三分之二的甲苯加入配料缸中，加热至55℃进行搅拌30分钟，转速为700转/分钟 ；

b、将步骤a 中混匀的物料在搅拌的状态下加入上述重量份的热敏变色材料，700转/分钟转速下搅拌70分钟，进行分散与润湿，得到预制浆；

c、将步骤b中的预制浆冷却至30℃，用球磨机研磨至细度在50微米，得到料液；

d、将步骤c中的料液冷却至15℃，在搅拌的状态下加入剩余的甲苯，继续搅拌混匀，700转/分钟 转速下搅拌25分钟，过滤后制得本热敏涂料。

将上述实施方式得到的本热敏涂料涂覆在某500kV架空母线抱箍外部，通过裸眼观察可以发现，抱箍部位运行温度小于40℃时，热敏涂料显示为暗红色，抱箍部位运行温度为在40～60℃时，热敏涂料显示为蓝紫色，抱箍部位运行温度大于60℃时，热敏涂料显示为白色。

Claims (9)

1.一种诊断电气设备故障用的热敏涂料，其特征在于，所述的热敏涂料，由粘结剂、热敏变色材料、填料、稀释剂配置而成，其中粘结剂、热敏变色材料、填料、稀释剂分别占热敏涂料总重量的百分比为：

粘结剂：30.0～50.0%；

热敏变色材料：10.0～40.0%；

稀释剂：10.0～20.0%；

其余为填料；

所述的热敏变色材料为室温离子液体与结晶紫内酯构成的微胶囊，其中微胶囊的壁材为结晶紫内酯，芯材为室温离子液体；结晶紫内酯占热敏变色材料总重量的百分比为10~75%，其余为室温离子液体；

采用所述的热敏涂料诊断电气设备故障的方法，包括以下步骤：在电气设备上涂覆热敏涂料，固化后，在电气设备上得到热敏涂料涂层；在电气设备出现故障时发热使热敏涂料涂层的颜色发生变化，利用热敏涂料涂层的颜色变化诊断出该电气设备的故障位置。

2.根据权利要求1所述热敏涂料，其特征在于所述的粘结剂为有机硅树脂、环氧树脂、聚酯树脂或丙烯酸树脂中的一种。

3.根据权利要求1所述热敏涂料，其特征在于所述稀释剂是甲苯、二甲苯或乙酸丁酯中的一种。

4.根据权利要求1所述热敏涂料，其特征在于所述填料为滑石粉、高岭土、钾长石粉，碳酸钡、碳酸镁、碳酸钙中任意一种或几种。

5.一种权利要求1所述热敏涂料的制备方法，包括如下步骤：

（1）配料及预混合：按配方称量各种组份，首先加入全部粘结剂、三分之二的稀释剂，搅拌，然后依次加入填料、热敏变色材料，边加料边搅拌，制成预制浆；

（2）研磨分散：将已制得的预制浆进一步研磨分散，得到细度不大于50μm的料液；

（3）调和：把料液用剩余稀释剂调匀，过滤后装罐备用。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是：所述步骤（1）中加入全部粘结剂、三分之二的稀释剂后加热、搅拌，该步骤（1）得到的预制浆冷却后进入所述步骤（2）。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是：所述步骤（1）中加入全部粘结剂、三分之二的稀释剂后加热至45-75℃，进行搅拌20-40分钟，搅拌的转速为400-800转/分钟。

8.根据权利要求5-7之一所述的制备方法，其特征是：加入填料、热敏变色材料时，边加料边搅拌，搅拌转速为400-800转/分钟搅拌时间为30-80分钟，使物料进行分散与润湿，得到预制浆。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征是：将步骤（1）得到的预制浆冷却至30-40℃，用球磨机研磨至细度在10-50微米，得到料液；该料液冷却至15-25℃，在搅拌的状态下加入剩余的稀释剂，继续搅拌混匀，在400-800转/分钟转速下搅拌20-40分钟，过滤后制得本热敏涂料。