CN109749022A - 一种防止微生物及藻类滋生的复合绝缘子 - Google Patents

Abstract

一种防止微生物及藻类滋生的复合绝缘子，属于绝缘子的技术领域，所述绝缘子表面设置有抑菌防藻复合材料，所述复合材料按重量份数计，包括纳米氧化锌抑菌剂6～10份、纳米二氧化钛抑菌剂6～10份、氯化亚铜防霉剂3～8份、硫化镉抗藻剂3～8份，聚二甲基硅氧烷20～30份、氟硅油5～10份、丙烯酸‑2‑乙基己酯5～10份、醋酸纤维素10～18份、三元乙丙橡胶15～30份、十溴二苯醚10～15份、双季戊四醇六丙烯酸酯5～10份、三聚氰胺磷酸钠3～8份、二氧化硅10～25份、氢氧化铝微粉10～20份、羟基硅油3～5份、γ‑氨丙基三乙氧基硅烷3～5份、2,5‑二甲基‑2,5‑双(叔丁基过氧基)己烷0.5～3份、甲苯0～30份、石油醚0～50份。本发明一种防止微生物及藻类滋生的复合绝缘子具有抑菌、防藻的作用，绝缘子的性能优异。

Description

一种防止微生物及藻类滋生的复合绝缘子

技术领域

本发明属于绝缘子的技术领域，涉及一种防止微生物及藻类滋生的复合绝缘子。

背景技术

复合绝缘子具有质量轻、强度高、耐污闪能力强、制造维护方便等优点，可以减少绝缘子串长，降低塔高，可节省钢材26％，节约占地50％，并可有效解决调爬中对地距离不足问题。避免了停电清扫维护造成的电网企业电量大量损失和工农业停电损失。避免了线路维护作业中人身意外事故的发生。减少里线路维护中所需的大量检修人员以及资金的投入，降低了运行成本。解决了在检修工作中交通不便，穿越崇山峻岭等恶劣条件。

复合绝缘子除两端的装配金具之外，其绝缘体一般由内部承受机械负荷和内绝缘的芯体和外部绝缘伞套组成，绝缘伞套为朝向大气环境的绝缘材料，其材质有硅橡胶、环氧树脂、聚氨脂、乙丙橡胶等。

自然界的各种微生物孢子降落到绝缘伞套表面，在适宜的湿度、温度和光照等条件下，微生物就会大量繁殖并伴随藻类的滋生。这些微生物和藻类在绝缘伞套表面降低了复合绝缘子的绝缘水平，使其承载电压能力下降，易引发输变电事故，表面的藻类和微生物还会造成复合绝缘子的蚀损和破坏。

复合绝缘子的使用过程中生长微生物和藻类以后，一般采取定期的人工清除，或喷洒灭菌剂，更为严重的使复合绝缘子损坏后频繁的更换。目前杀菌灭藻的最有效方法是在材料中添加单质银或银离子化合物，这一方法的贵金属银耗量大、成本高，且金属银在光照下容易氧化而导致抑菌性降低，再则复合绝缘子内部的银不能参与到表层的杀菌中来造成浪费；更不利的是银为高导电物质，在材料中会大大降低了其绝缘性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种防止微生物及藻类滋生的复合绝缘子。本发明只改变复合绝缘子朝向大气表面的绝缘材料，使材料中成份充分发挥抑菌抗藻作用，降低成本。

本发明为实现其目的采用的技术方案是：

一种防止微生物及藻类滋生的复合绝缘子，所述复合绝缘伞套基体表面设置有抑菌防藻复合材料，所述复合材料按重量份数计，包括纳米氧化锌抑菌剂6～10份、纳米二氧化钛抑菌剂6～10份、氯化亚铜防霉剂3～8份、硫化镉抗藻剂3～8份，聚二甲基硅氧烷20～30份、氟硅油5～10份、丙烯酸-2-乙基己酯5～10份、醋酸纤维素10～18份、三元乙丙橡胶15～30份、十溴二苯醚10～15份、双季戊四醇六丙烯酸酯5～10份、三聚氰胺磷酸钠3～8份、二氧化硅10～25份、氢氧化铝微粉10～20份、羟基硅油3～5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷3～5份、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷0.5～3份、甲苯0～30份、石油醚0～50份。

所述绝缘子基体为复合绝缘子、或瓷绝缘子、或玻璃绝缘子。

所述的抑菌防藻复合材料制备成薄膜以贴膜的方式设置在复合绝缘伞套基体表面，或者所述的抑菌防藻复合材料制备成涂层材料涂覆在复合绝缘伞套基体表面；或者所述的抑菌防藻复合材料制备成模塑用胶料通过注塑的方式注塑到复合绝缘伞套基体表面。

所述的抑菌防藻复合材料制备成薄膜以贴膜的方式设置在复合绝缘伞套基体表面，包括以下步骤：

A、按权利要求1的原料混合炼制成绝缘基础料；

B、将基础料压制成绝缘伞套膜；

C、对复合绝缘伞套基体进行表面清洁；

D、对复合绝缘伞套基体用步骤B得到的绝缘伞套膜进行覆膜，形成完整表面膜。

步骤D中，所述覆膜为现场制作或工厂预制成型。

所述的抑菌防藻复合材料制备成涂层材料涂覆在复合绝缘伞套基体表面，包括以下步骤：

a、按权利要求1的原料混合炼制成绝缘基础料，基础料加水稀释为涂层材料，按基础料与水的体积比为1:2进行稀释；

b、对复合绝缘伞套基体进行表面清洁；

c、将复合绝缘伞套基体表面涂布所述涂层材料，形成完整封闭层。

步骤c中所述涂布采用工厂涂覆或者现场涂覆。

所述的抑菌防藻复合材料制备成模塑用胶料通过注塑的方式注塑到复合绝缘伞套基体表面，包括以下步骤：

①、上述物质配方混合炼制成绝缘基础料，

②、对复合绝缘伞套基体进行表面清洁；

③、将复合绝缘伞套基体放入模具腔内，把步骤①的绝缘基础料注塑到复合绝缘伞套基体表面。

本发明的有益效果是：

本发明的复合绝缘子表面具有超强憎水性和憎水持续性，以超强憎水性和憎水持续性改变污层湿润状态来实现的表面保持干燥，低湿度下破坏了菌藻的生存条件，防止菌藻类繁殖。

本发明添加的物质选择性地吸收光波能量，把有利于藻类繁殖的光波给吸收掉，减少藻类对特定波长的能量吸收，破坏藻类生长所需光合作用。

无机纳米抗菌更持久，应用纳米二氧化钛、纳米氧化锌、氯化亚铜、硫化镉等材料增强表面的抑菌能力，使藻类的孢子不能持续生成。

本发明还具有以下优势：

A.优异的疏水性和杀菌能力，防止微生物的繁殖和藻类的滋生，满足GB/T 21353-2008《漆膜抗藻性测定法》、GB/T1741-2007《漆膜耐霉菌性测定法》和GB/T24127-2009《塑料抗藻性能试验方法》的技术要求

B.提高复合绝缘子的绝缘水平，提高承载电压能力；

C.增加了复合绝缘子的使用范围和使用寿命。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

一、具体实施例

实施例1

按重量份数计，纳米氧化锌抑菌剂6份、纳米二氧化钛抑菌剂7份、氯化亚铜防霉剂3份、硫化镉抗藻剂4份，聚二甲基硅氧烷20份、氟硅油5份、丙烯酸-2-乙基己酯9份、醋酸纤维素10份、三元乙丙橡胶15份、十溴二苯醚10份、双季戊四醇六丙烯酸酯10份、三聚氰胺磷酸钠8份、二氧化硅25份、氢氧化铝微粉15份、羟基硅油5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷3份、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷1份、甲苯10份、石油醚30份。

所述的抑菌防藻复合材料制备成薄膜以贴膜的方式设置在复合绝缘伞套基体表面，包括以下步骤：

A、按上述的原料混合炼制成绝缘基础料；

B、将基础料压制成绝缘伞套膜；

C、对复合绝缘伞套基体进行表面清洁；

D、对复合绝缘伞套基体用步骤B得到的绝缘伞套膜进行覆膜，覆膜为现场制作。

实施例2

按重量份数计，纳米氧化锌抑菌剂8份、纳米二氧化钛抑菌剂9份、氯化亚铜防霉剂5份、硫化镉抗藻剂6份，聚二甲基硅氧烷25份、氟硅油8份、丙烯酸-2-乙基己酯7份、醋酸纤维素15份、三元乙丙橡胶20份、十溴二苯醚13份、双季戊四醇六丙烯酸酯5份、三聚氰胺磷酸钠3份、二氧化硅15份、氢氧化铝微粉10份、羟基硅油3份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷4份、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷2份。

所述的抑菌防藻复合材料制备成薄膜以贴膜的方式设置在复合绝缘伞套基体表面，包括以下步骤：

A、按上述的原料混合炼制成绝缘基础料；

B、将基础料压制成绝缘伞套膜；

C、对复合绝缘伞套基体进行表面清洁；

D、对复合绝缘伞套基体用步骤B得到的绝缘伞套膜进行覆膜，覆膜为工厂预制成型。

实施例3

按重量份数计，纳米氧化锌抑菌剂10份、纳米二氧化钛抑菌剂8份、氯化亚铜防霉剂7份、硫化镉抗藻剂8份，聚二甲基硅氧烷30份、氟硅油10份、丙烯酸-2-乙基己酯6份、醋酸纤维素18份、三元乙丙橡胶30份、十溴二苯醚15份、双季戊四醇六丙烯酸酯8份、三聚氰胺磷酸钠5份、二氧化硅10份、氢氧化铝微粉20份、羟基硅油4份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷5份、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷3份、甲苯30份、石油醚20份。

所述的抑菌防藻复合材料制备成薄膜以贴膜的方式设置在复合绝缘伞套基体表面，包括以下步骤：

A、按上述的原料混合炼制成绝缘基础料；

B、将基础料压制成绝缘伞套膜；

C、对复合绝缘伞套基体进行表面清洁；

D、对复合绝缘伞套基体用步骤B得到的绝缘伞套膜进行覆膜，覆膜采用现场制作。

实施例4

按重量份数计，纳米氧化锌抑菌剂7份、纳米二氧化钛抑菌剂6份、氯化亚铜防霉剂4份、硫化镉抗藻剂3份，聚二甲基硅氧烷23份、氟硅油6份、丙烯酸-2-乙基己酯8份、醋酸纤维素13份、三元乙丙橡胶25份、十溴二苯醚12份、双季戊四醇六丙烯酸酯6份、三聚氰胺磷酸钠4份、二氧化硅20份、氢氧化铝微粉13份、羟基硅油3份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷5份、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷0.5份、甲苯20份、石油醚40份。

所述的抑菌防藻复合材料制备成涂层材料涂覆在复合绝缘伞套基体表面，包括以下步骤：

a、按上述的原料混合炼制成绝缘基础料，基础料加水稀释为涂层材料，按基础料与水的体积比为1:2进行稀释；

b、对复合绝缘伞套基体进行表面清洁；

c、将复合绝缘伞套基体表面涂布所述涂层材料，形成完整封闭层，涂布采用现场涂覆(喷或刷或浸)。

实施例5

按重量份数计，纳米氧化锌抑菌剂9份、纳米二氧化钛抑菌剂8份、氯化亚铜防霉剂6份、硫化镉抗藻剂5份，聚二甲基硅氧烷27份、氟硅油7份、丙烯酸-2-乙基己酯6份、醋酸纤维素16份、三元乙丙橡胶18份、十溴二苯醚11份、双季戊四醇六丙烯酸酯7份、三聚氰胺磷酸钠6份、二氧化硅23份、氢氧化铝微粉17份、羟基硅油4份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷3份、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷1.5份。

所述的抑菌防藻复合材料制备成涂层材料涂覆在复合绝缘伞套基体表面，包括以下步骤：

a、按上述的原料混合炼制成绝缘基础料，基础料加水稀释为涂层材料，按基础料与水的体积比为1:2进行稀释；

b、对复合绝缘伞套基体进行表面清洁；

c、将复合绝缘伞套基体表面涂布所述涂层材料，形成完整封闭层，涂布采用工厂涂覆(喷或刷或浸)。

实施例6

按重量份数计，纳米氧化锌抑菌剂8份、纳米二氧化钛抑菌剂10份、氯化亚铜防霉剂8份、硫化镉抗藻剂7份，聚二甲基硅氧烷24份、氟硅油9份、丙烯酸-2-乙基己酯7份、醋酸纤维素17份、三元乙丙橡胶23份、十溴二苯醚14份、双季戊四醇六丙烯酸酯9份、三聚氰胺磷酸钠7份、二氧化硅12份、氢氧化铝微粉12份、羟基硅油5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷4份、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷2.5份、甲苯25份、石油醚10份。

所述的抑菌防藻复合材料制备成涂层材料涂覆在复合绝缘伞套基体表面，包括以下步骤：

a、按上述的原料混合炼制成绝缘基础料，基础料加水稀释为涂层材料，按基础料与水的体积比为1:2进行稀释；

b、对复合绝缘伞套基体进行表面清洁；

c、将复合绝缘伞套基体表面涂布所述涂层材料，形成完整封闭层，涂布采用现场涂覆(喷或刷或浸)。

实施例7

按重量份数计，纳米氧化锌抑菌剂6份、纳米二氧化钛抑菌剂8份、氯化亚铜防霉剂5份、硫化镉抗藻剂7份，聚二甲基硅氧烷21份、氟硅油6份、丙烯酸-2-乙基己酯5份、醋酸纤维素12份、三元乙丙橡胶17份、十溴二苯醚12份、双季戊四醇六丙烯酸酯5份、三聚氰胺磷酸钠3份、二氧化硅11份、氢氧化铝微粉14份、羟基硅油4份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷3份、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷0.8份、甲苯15份、石油醚50份。

所述的抑菌防藻复合材料制备成模塑用胶料通过注塑的方式注塑到复合绝缘伞套基体表面，包括以下步骤：

①、上述物质配方混合炼制成绝缘基础料，

②、对复合绝缘伞套基体进行表面清洁；

③、将复合绝缘伞套基体放入模具腔内，把步骤①的绝缘基础料注塑到复合绝缘伞套基体表面。

实施例8

按重量份数计，纳米氧化锌抑菌剂7份、纳米二氧化钛抑菌剂9份、氯化亚铜防霉剂6份、硫化镉抗藻剂5份，聚二甲基硅氧烷26份、氟硅油7份、丙烯酸-2-乙基己酯9份、醋酸纤维素11份、三元乙丙橡胶21份、十溴二苯醚13份、双季戊四醇六丙烯酸酯6份、三聚氰胺磷酸钠5份、二氧化硅14份、氢氧化铝微粉16份、羟基硅油5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷4份、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷1.6份。

所述的抑菌防藻复合材料制备成模塑用胶料通过注塑的方式注塑到复合绝缘伞套基体表面，包括以下步骤：

①、上述物质配方混合炼制成绝缘基础料，

②、对复合绝缘伞套基体进行表面清洁；

③、将复合绝缘伞套基体放入模具腔内，把步骤①的绝缘基础料注塑到复合绝缘伞套基体表面。

实施例9

按重量份数计，纳米氧化锌抑菌剂10份、纳米二氧化钛抑菌剂6份、氯化亚铜防霉剂7份、硫化镉抗藻剂6份，聚二甲基硅氧烷29份、氟硅油8份、丙烯酸-2-乙基己酯10份、醋酸纤维素14份、三元乙丙橡胶28份、十溴二苯醚14份、双季戊四醇六丙烯酸酯7份、三聚氰胺磷酸钠7份、二氧化硅22份、氢氧化铝微粉18份、羟基硅油3份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷5份、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷2.7份、甲苯20份、石油醚20份。

所述的抑菌防藻复合材料制备成模塑用胶料通过注塑的方式注塑到复合绝缘伞套基体表面，包括以下步骤：

①、上述物质配方混合炼制成绝缘基础料，

②、对复合绝缘伞套基体进行表面清洁；

③、将复合绝缘伞套基体放入模具腔内，把步骤①的绝缘基础料注塑到复合绝缘伞套基体表面。

二、效果试验

本发明一种防止微生物及藻类滋生的复合绝缘子在材料体积电阻率、介电强度、憎水性、防霉抗藻性、防污闪性能等达到并由于国家标准和电力行业标准的相关规定，具有解决在潮湿、温暖和光照等条件下运行的电力绝缘设备微生物及藻类滋生难题的能力。

1、体积电阻率试验

按照试验标准要求，将实施例1-9的复合绝缘材料样品制成厚度约lmm的薄片，用ZC36型超高电阻计和绝缘测试用电极箱测量其体积电阻率：试验结果见下表1。

表1

本项试验满足GB/T19519和DL/T376的规定。

2、介电强度试验

按照试验标准要求，将实施例1-9的复合绝缘材料样品制成厚度约lmm的薄片。用540kV工频试验变压器进行油中击穿试验，击穿后记录击穿电压的峰值，测量击穿点附近的厚度，计算介电强度。

表2

本项试验满足GB/T19519和DL/T376的规定。

3、憎水性

憎水性试验包括清洁材料的憎水性、憎水性的减弱特性、憎水性恢复特性和污秽条件下的憎水性迁移特性。

表3清洁材料憎水性测量结果

表4憎水性减弱特性

试样浸于去离子水中浸泡96h后，取出立即测量其憎水性。

表5憎水性恢复特性

在水浸泡憎水性减弱后，憎水性恢复到原有状态的时间。

表6憎水性迁移特性

在材料表面涂污(盐密0.1mg/cm²、灰密0.5mg/cm²)后静置96小时憎水性迁移到污秽上，测量污秽上的憎水性。

4、防霉性能

按照GBT 2423.16《电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验J及导则：长霉》规定的方法进行试验，以黑曲霉和短帚霉菌种孢子，在SM025霉菌实验箱中进行试验，实验箱的温度29±1℃、相对湿度≧90％，分别经标准试验周期28天和加倍试验周期52天的培养试验。

试验结果表明，上述9个试样的抗霉菌试验均取得抑制效果，标准试验周期28天后为0级(在放大50倍下，未见明显长霉)，加倍试验周期的严酷等级2即56天后仍达到1级(在显微镜下才可见长霉痕迹)。

5、防藻性试验

实验培养方法参照GB/T21353《漆膜抗藻性测定法》和GB/T24127《塑料抗藻性能试验方法》，绿藻为云贵高原现场采集样品纯化所取得，试验在光照培养箱GZX-250中进行，培养箱的温度28±2℃、相对湿度90％±5％，分别经标准试验周期21天和加倍试验周期42天的培养观察。

试验结果表明，上述9个试样抗藻效果均达到0级(未生长)，平行试验中的其它参比样品分别出现了中度生长(3级)和严重生长(4级)。

6、在微生物运行环境下提高防污闪性能

将实施例1、4、7绝缘材料所制成的复合绝缘子与常规复合绝缘子，其绝缘子的结构尺寸相同，以盐密0.1mg/cm²、灰密0.5mg/cm²染污后，再以云贵高原现场采集纯化的绿藻一起进入光照培养箱GZX-250中，在温度28±2℃、相对湿度90％±5％，培养21天后，按照GB/T4585《交流系统用高压绝缘子的人工污秽试验》的方法加载工频电压进行闪络试验，试验结果见表7。

表7绝缘子污闪电压试验

Claims (8)

1.一种防止微生物及藻类滋生的复合绝缘子，所述复合绝缘伞套基体表面设置有抑菌防藻复合材料，其特征在于，所述复合材料按重量份数计，包括纳米氧化锌抑菌剂6～10份、纳米二氧化钛抑菌剂6～10份、氯化亚铜防霉剂3～8份、硫化镉抗藻剂3～8份，聚二甲基硅氧烷20～30份、氟硅油5～10份、丙烯酸-2-乙基己酯5～10份、醋酸纤维素10～18份、三元乙丙橡胶15～30份、十溴二苯醚10～15份、双季戊四醇六丙烯酸酯5～10份、三聚氰胺磷酸钠3～8份、二氧化硅10～25份、氢氧化铝微粉10～20份、羟基硅油3～5份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷3～5份、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷0.5～3份、甲苯0～30份、石油醚0～50份。

2.根据权利要求1所述的一种防止微生物及藻类滋生的复合绝缘子，其特征在于，所述绝缘子基体为复合绝缘子、或瓷绝缘子、或玻璃绝缘子。

3.根据权利要求1所述的一种防止微生物及藻类滋生的复合绝缘子，其特征在于，所述的抑菌防藻复合材料制备成薄膜以贴膜的方式设置在复合绝缘伞套基体表面，或者所述的抑菌防藻复合材料制备成涂层材料涂覆在复合绝缘伞套基体表面；或者所述的抑菌防藻复合材料制备成模塑用胶料通过注塑的方式注塑到复合绝缘伞套基体表面。

4.根据权利要求3所述的一种防止微生物及藻类滋生的复合绝缘子，其特征在于，所述的抑菌防藻复合材料制备成薄膜以贴膜的方式设置在复合绝缘伞套基体表面，包括以下步骤：

A、按权利要求1的原料混合炼制成绝缘基础料；

B、将基础料压制成绝缘伞套膜；

C、对复合绝缘伞套基体进行表面清洁；

D、对复合绝缘伞套基体用步骤B得到的绝缘伞套膜进行覆膜，形成完整表面膜。

5.根据权利要求4所述的一种防止微生物及藻类滋生的复合绝缘子，其特征在于，步骤D中，覆膜为现场制作或工厂预制成型。

6.根据权利要求3所述的一种防止微生物及藻类滋生的复合绝缘子，其特征在于，所述的抑菌防藻复合材料制备成涂层材料涂覆在复合绝缘伞套基体表面，包括以下步骤：

a、按权利要求1的原料混合炼制成绝缘基础料，基础料加水稀释为涂层材料；

b、对复合绝缘伞套基体进行表面清洁；

c、将复合绝缘伞套基体表面涂布所述涂层材料，形成完整封闭层。

7.根据权利要求6所述的一种防止微生物及藻类滋生的复合绝缘子，其特征在于，步骤c中，涂布采用工厂涂覆或者现场涂覆。

8.根据权利要求3所述的一种防止微生物及藻类滋生的复合绝缘子，其特征在于，所述的抑菌防藻复合材料制备成模塑用胶料通过注塑的方式注塑到复合绝缘伞套基体表面，包括以下步骤：

①、上述物质配方混合炼制成绝缘基础料，

②、对复合绝缘伞套基体进行表面清洁；

③、将复合绝缘伞套基体放入模具腔内，把步骤①的绝缘基础料注塑到复合绝缘伞套基体表面。