本發(fā)明涉及絕緣材料表面改性，更具體的說(shuō)是涉及一種提升盆式絕緣子絕緣性能的改性方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、gil(氣體絕緣金屬封閉輸電線路)以其可靠性高、傳輸能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)被作為解決電站電能送出問(wèn)題的良好選擇而廣泛采用；而盆式絕緣子在高壓大功率環(huán)境下長(zhǎng)期運(yùn)行，不可避免地承載復(fù)雜的電、熱、機(jī)械等耦合應(yīng)力，其在局部缺陷誘導(dǎo)下的絕緣劣化甚至失效。因此盆式絕緣子的表面改性具有重要意義。

2、目前對(duì)絕緣子的表面改性方法主要有薄膜沉積，表面涂層和傳統(tǒng)均勻砂紙打磨等；而這些方法對(duì)于比較復(fù)雜的大型盆式絕緣子而言，效率較低，改性成果不佳。因此，設(shè)計(jì)一種能夠提升盆式絕緣子絕緣性能的改性方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種提升盆式絕緣子絕緣性能的改性方法及系統(tǒng)，通過(guò)表面梯度離子束處理，從而形成結(jié)構(gòu)化粗糙度表面，能有效提升盆式絕緣子沿面閃絡(luò)性能。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種提升盆式絕緣子絕緣性能的改性方法，包括：

4、步驟1：將盆式絕緣子表面劃分為多個(gè)徑向等距的環(huán)形區(qū)域；

5、步驟2：測(cè)量改性前的盆式絕緣子表面的電位、表面電導(dǎo)率和表面粗糙度，并遮擋非處理區(qū)域；

6、步驟3：基于改性前的盆式絕緣子表面的電位、表面電導(dǎo)率和表面粗糙度，對(duì)所述環(huán)形區(qū)域的高壓端到接地端依次進(jìn)行離子束處理，離子束處理通過(guò)改變電導(dǎo)率和粗糙度來(lái)優(yōu)化電位分布，對(duì)盆式絕緣子表面進(jìn)行改性；

7、步驟4：對(duì)進(jìn)行離子束處理后的盆式絕緣子進(jìn)行閃絡(luò)性能測(cè)試，驗(yàn)證改性后盆式絕緣子的閃絡(luò)性能。

8、優(yōu)選的，所述步驟1中對(duì)盆式絕緣子進(jìn)行等距劃分成10個(gè)圓環(huán)形區(qū)域，環(huán)形寬度長(zhǎng)度公式和縱向等距環(huán)形區(qū)域的面積公式分別如下：

9、

10、sn＝π(rn2-rn-12)

11、其中dn為從高壓端到接地端第n塊區(qū)域的寬度；l為盆式絕緣子的半徑；sn為從高壓端到接地端第n塊區(qū)域的面積；rn為從高壓端到接地端第n塊區(qū)域的平均半徑。

12、優(yōu)選的，所述改性前的盆式絕緣子表面的電位測(cè)量包括：施加1000v直流電壓，使用靜電電位探頭在恒定的室溫和濕度下進(jìn)行多次測(cè)量，取平均值得到改性前的盆式絕緣子表面的電位測(cè)量結(jié)果；

13、優(yōu)選的，所述表面電導(dǎo)率的測(cè)量過(guò)程包括：施加1000v直流電壓，記錄時(shí)間步長(zhǎng)為3分鐘，在恒定的室溫和濕度下進(jìn)行多次測(cè)量，取平均值并利用如下公式計(jì)算得到電導(dǎo)率：

14、

15、其中d1為測(cè)量電極的直徑，d2為保護(hù)電極的直徑，單位為厘米；va和ia分別為施加的直流電壓和測(cè)量電流；

16、優(yōu)選的，所述表面粗糙度包括：算數(shù)平均表面粗糙度ra和均方根表面粗糙度rrms，所述表面粗糙度用于評(píng)價(jià)絕緣子的閃絡(luò)性能。

17、優(yōu)選的，所述離子束的處理時(shí)選用的氣體為惰性氣體氬氣ar，并使用端霍爾離子源；

18、離子束處理過(guò)程包括：增加離子束處理腔室內(nèi)的真空壓力，在離子源上施加陽(yáng)極電壓和陰極電流，產(chǎn)生高能氬ar+離子束，使用高能氬ar+離子束對(duì)改性區(qū)域，在不同的處理時(shí)間注入高能氬ar+離子束，獲得具有不同均勻表面電導(dǎo)率的樣品。

19、優(yōu)選的，所述高能氬ar+離子束電流保持在1a及以下。

20、優(yōu)選的，還包括一種提升盆式絕緣子絕緣性能的改性系統(tǒng)，包括：

21、劃分模塊：將盆式絕緣子表面劃分為多個(gè)徑向等距的環(huán)形區(qū)域；

22、測(cè)量模塊：測(cè)量改性前的盆式絕緣子表面的電位、表面電導(dǎo)率和表面粗糙度，并遮擋非處理區(qū)域；

23、離子束處理模塊：基于改性前的盆式絕緣子表面的電位、表面電導(dǎo)率和表面粗糙度，對(duì)所述環(huán)形區(qū)域的高壓端到接地端依次進(jìn)行離子束處理，離子束處理通過(guò)改變電導(dǎo)率和粗糙度來(lái)優(yōu)化電位分布，對(duì)盆式絕緣子表面進(jìn)行改性；

24、測(cè)試模塊：對(duì)進(jìn)行離子束處理后的盆式絕緣子進(jìn)行閃絡(luò)性能測(cè)試，驗(yàn)證改性后盆式絕緣子的閃絡(luò)性能。

25、經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開(kāi)提供了一種提升盆式絕緣子絕緣性能的改性方法及系統(tǒng)，通過(guò)表面梯度離子束處理，從而形成結(jié)構(gòu)化粗糙度表面，能有效提升盆式絕緣子沿面閃絡(luò)性能。本發(fā)明適用于gil管道中的盆式絕緣子的沿面閃絡(luò)性能提升，無(wú)需對(duì)材料進(jìn)行重新澆筑，適用于已成型的絕緣子的沿面閃絡(luò)性能提升；其實(shí)驗(yàn)方法和裝置操作實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

技術(shù)特征：

1.一種提升盆式絕緣子絕緣性能的改性方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提升盆式絕緣子絕緣性能的改性方法，其特征在于，所述步驟1中對(duì)盆式絕緣子進(jìn)行等距劃分成10個(gè)圓環(huán)形區(qū)域，環(huán)形寬度長(zhǎng)度公式和縱向等距環(huán)形區(qū)域的面積公式分別如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提升盆式絕緣子絕緣性能的改性方法，其特征在于，所述改性前的盆式絕緣子表面的電位測(cè)量包括：施加1000v直流電壓，使用靜電電位探頭在恒定的室溫和濕度下進(jìn)行多次測(cè)量，取平均值得到改性前的盆式絕緣子表面的電位測(cè)量結(jié)果。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提升盆式絕緣子絕緣性能的改性方法，其特征在于，所述表面電導(dǎo)率的測(cè)量過(guò)程包括：施加1000v直流電壓，記錄時(shí)間步長(zhǎng)為3分鐘，在恒定的室溫和濕度下進(jìn)行多次測(cè)量，取平均值并利用如下公式計(jì)算得到電導(dǎo)率：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提升盆式絕緣子絕緣性能的改性方法，其特征在于，所述表面粗糙度包括：算數(shù)平均表面粗糙度ra和均方根表面粗糙度rrms，所述表面粗糙度用于評(píng)價(jià)絕緣子的閃絡(luò)性能。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提升盆式絕緣子絕緣性能的改性方法，其特征在于，所述離子束的處理時(shí)選用的氣體為惰性氣體氬氣ar，并使用端霍爾離子源；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種提升盆式絕緣子絕緣性能的改性方法，其特征在于，所述高能氬ar+離子束電流保持在1a及以下。

8.一種應(yīng)用于權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的提升盆式絕緣子絕緣性能改性方法的系統(tǒng)，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種提升盆式絕緣子絕緣性能的改性方法及系統(tǒng)。涉及絕緣材料表面改性領(lǐng)域；方法包括：步驟1：將盆式絕緣子表面劃分為多個(gè)徑向等距的環(huán)形區(qū)域；步驟2：測(cè)量改性前的盆式絕緣子表面的電位、表面電導(dǎo)率和表面粗糙度；步驟3：基于改性前的盆式絕緣子表面的電位、表面電導(dǎo)率和表面粗糙度，對(duì)環(huán)形區(qū)域的高壓端到接地端依次進(jìn)行離子束處理，離子束處理通過(guò)改變電導(dǎo)率和粗糙度來(lái)優(yōu)化電位分布，對(duì)盆式絕緣子表面進(jìn)行改性；步驟4：對(duì)進(jìn)行離子束處理后的盆式絕緣子進(jìn)行閃絡(luò)性能測(cè)試，驗(yàn)證改性后盆式絕緣子的閃絡(luò)性能。本發(fā)明通過(guò)表面梯度離子束處理，從而形成結(jié)構(gòu)化粗糙度表面，能有效提升盆式絕緣子沿面閃絡(luò)性能。

技術(shù)研發(fā)人員：王飛鵬,高嘉志,李劍,黃正勇,李昌恒,陳偉根,杜林,王有元,萬(wàn)福,潘建宇,王品一,譚亞雄,周湶
受保護(hù)的技術(shù)使用者：重慶大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15