CN203850077U - 一种快速消除复合材料表面憎水性的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种快速消除复合材料表面憎水性的装置，包括：连接AC电源的调压器，与调压器连接的变压器、与变压器连接的处理电极，所述变压器和处理电极之间连接有保护电阻和测量分压器，所述处理电极包括相对设置的高压电极和地电极，所述高压电极和地电极之间设置阻挡放电阻挡介质，复合材料放置于高压电极和阻挡介质之间。本实用新型通过介质阻挡放电的方式处理复合材料表面，消除其憎水性。通过使用该装置，可大大缩短试验时间，提高可重复性。
Description
技术领域
本实用新型涉及高电压外绝缘领域，应用于高温硫化硅橡胶、室温硫化硅橡胶等复合材料研究中快速消除表面憎水性，尤其是一种一种快速消除复合材料表面憎水性的装置。
背景技术
绝缘材料在电气和电子工业领域有着非常广泛的应用，但大多绝缘材料表面能较低，表面极性基团含量较少，这使得其表面张力低，亲水性和粘合性差，限制了其应用范围。为此，通常采用一些方法对绝缘材料进行表面改性，以提高其包面性能，扩大其应用范围。
高温硫化硅橡胶、室温硫化硅橡胶等复合材质由于其材料的憎水性和憎水迁移特性，使得复合绝缘子的污闪特性明显优于瓷绝缘子，因而在外绝缘领域有广泛的应用。为进一步深入研究复合材料性能，经常需要采用人工处理的方式消除复合材料的表面憎水性能。常用的方法包括：
(1)长时间水浸泡，通常处理时间在96小时以上；
(2)强氧化性酸、强腐蚀性碱及高浓度的盐溶液对复合材料表面处理等，常用的溶液为：(1)酸：HCl、H2SO4、HNO3；(2)碱：NaOH、Ca(OH)2、NH3·H2O；(3)盐：NaCl；(4)其它：王水。
使用上述方法消除复合材料表面的憎水性，用时均较长，且可重复性较差。
实用新型内容
为了克服已有消除复合材料表面的憎水性的缺点，本实用新型的目的在于提供一种快速消除复合材料表面憎水性的装置。
为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种快速消除复合材料表面憎水性的装置,包括:连接AC电源的调压器，与调压器连接的变压器、与变压器连接的处理电极，所述变压器和处理电极之间连接有保护电阻和测量分压器，所述处理电极包括相对设置的高压电极和地电极，所述高压电极和地电极之间设置阻挡放电阻挡介质，复合材料放置于高压电极和阻挡介质之间。
优选的，所述阻挡介质为石英玻璃。
优选的，所述阻挡介质的介电常数大于3并小于4。
优选的，所述电极间电压等于15kV U，频率等于2.8kHz f。
优选的，所述处理电极采用铝质。
优选的，所述处理电极的直径等于80mm。
优选的，所述高压电极与阻挡介质之间的距离等于3mm。
优选的，所述复合材料表面处理时间等于120s。
本实用新型的有益效果是：介质阻挡放电的运行气压范围较宽，能够在大气压下产生大体积、高能量密度的等离子体，易于实现大规模连续化工业运行。
附图说明
图1为快速消除复合材料表面憎水性的装置的原理图。
图2为快速消除复合材料表面憎水性的装置中的电极示意图。
其中：
1.调压器 2.变压器
3.保护电阻 4.测量分压器
5.处理电极 6.RTV样品
7.石英玻璃片 51.高压电极
52.地电极
具体实施方式
本实用新型快速消除复合材料表面憎水性的装置的原理图如附图1所示,该装置包括通过导线连接AC电源的调压器1、与调压器1连接的变压器2、与变压器2连接的保护电阻3以及处理电极5。保护电阻用于防止电流过大损坏设备，变压器和处理电极5之间连接测量分压器4。
参照附图2所示的电极示意图，处理电极5包括高压电极51和接地电极52，高压电极51和接地电极52之间设置阻挡介质，本实用新型优选的阻挡介质为石英玻璃片7，之所以采用石英玻璃片7作为阻挡介质，是因为石英玻璃片7的耐热强度高，而且易于观察放电现象。RTV样品即放置在高压电极51和石英玻璃片7之间。其中，阻挡介质可以覆盖在接地电极52上，也可以悬挂在高压电极51和接地电极52之间的放电空间内。在介质阻挡放电中，由于电极间介质的存在，限制了放电电流的自由增长，因此也阻止着极间火花或者弧光的形成。
RTV又称室温硫化硅橡胶，它本身良好的憎水性和憎水迁移性使其具有优良的防污闪性能和众多特性，已成为电力系统解决户外瓷绝缘设备污闪问题的最佳方案，发挥了明显的经济效益和社会效益。但其在户外受气候条件的浸蚀，以及强电磁场环境的影响，防污闪能力就会慢慢的减弱。RTV只是复合材料中的一种，复合材料还包括高温硫化硅橡胶、热硫化硅橡胶等。
分析研究表明，在复合材料表面出现放电后，其表面特性发生了变化：刚放完电时，硅橡胶表面发生了氧化反应，表面氧元素的含量增加，憎水性下降；随着时间的推移，表面的元素分布也趋于未放电时的数据，表面憎水性逐渐恢复。由于放电强度与电压、频率、电极形状、电解质参数等相关，通过控制这些参数的组合，即可得到重复性较好的快速消除复合材料表面憎水性的装置。
本实用新型快速消除复合材料表面憎水性的装置通过介质阻挡放电的方式处理复合材料表面，消除其憎水性。高压电极51和接地电极52之间施加电压为U，频率为f,其中U＝15kV，f＝2.8kHz。高压电极51和接地电极52优选采用铝质，直径为D，阻挡介质为石英玻璃，介电常数为ε，间隙距离为d。其中，D＝80mm，3<ε<4，d＝3mm。复合材料表面处理时间为t。其中t＝120s。
介质阻挡放电空间的气体电离后，放电空间发生物理化学过程而产生大量的活性粒子(如原子、离子、中子、中性粒子、激励态和亚稳态粒子、自由基和光子等)，这些活性粒子为绝缘材料表面改性提供了条件。
本实用新型快速消除复合材料表面憎水性的装置，其通过介质阻挡放电的方式处理复合材料表面，消除其憎水性。通过使用该装置，可大大缩短试验时间，提高可重复性。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也及于本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (8)
1.一种快速消除复合材料表面憎水性的装置,包括:连接AC电源的调压器，与调压器连接的变压器、与变压器连接的处理电极，所述变压器和处理电极之间连接有保护电阻和测量分压器，所述处理电极包括相对设置的高压电极和地电极，其特征在于：所述高压电极和地电极之间设置阻挡放电阻挡介质，复合材料放置于高压电极和阻挡介质之间。
2.根据权利要求1所述的快速消除复合材料表面憎水性的装置，其特征在于：所述阻挡介质为石英玻璃。
3.根据权利要求1所述的快速消除复合材料表面憎水性的装置，其特征在于：所述阻挡介质的介电常数大于3并小于4。
4.根据权利要求1所述的快速消除复合材料表面憎水性的装置，其特征在于：所述电极间电压等于15kV U，频率等于2.8kHz f。
5.根据权利要求1所述的快速消除复合材料表面憎水性的装置，其特征在于：所述处理电极采用铝质。
6.根据权利要求1所述的快速消除复合材料表面憎水性的装置，其特征在于：所述处理电极的直径等于80mm。
7.根据权利要求1所述的快速消除复合材料表面憎水性的装置，其特征在于：所述高压电极与阻挡介质之间的距离等于3mm。
8.根据权利要求1所述的快速消除复合材料表面憎水性的装置，其特征在于：所述复合材料表面处理时间等于120s。
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|---|---|---|---|---|
| CN109121277A (zh) * | 2018-08-23 | 2019-01-01 | 国网天津市电力公司电力科学研究院 | 一种改善橡胶表面亲水性能的介质阻挡放电系统及方法 |
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