CN100356486C - 一种电力设备用防污闪绝缘子的制备方法 - Google Patents

一种电力设备用防污闪绝缘子的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电力设备用防污闪绝缘子的制备方法，采用乙酰丙酮7-10，无水乙醇15-18，钛酸丁酯62-65，水8-11，配制的混合溶液，加入盐酸调整溶液pH值＝0.5-2，搅拌混合0.5-1小时后再加入水8-11，制成溶胶，将烧制好的瓷质绝缘子采用提拉、涂置或喷涂上述溶胶后烘干，进行烧结，烧结温度为400-600℃，升温速率为10-25℃/分钟，保温时间为0.5-2.0小时，烧结后随炉冷却即成，本发明提高了瓷质绝缘子的抗污能力，改善绝缘子的表面状况，进而减少因污闪造成的停电事故。

Description

一种电力设备用防污闪绝缘子的制备方法
技术领域
本发明涉及电力设备用防污闪绝缘子的制备方法。
技术背景
瓷质绝缘子使用历史悠久，它所有的介质材料具有输配电设备所要求的特性，不论在机械负荷、电气性能及热机性能都能满足各级电压的要求。然而普通的瓷质绝缘子存在两方面的致命弱点：一是在污秽潮湿条件下，绝缘子在工频电压作用时绝缘性能急剧下降，常产生局部分布不均匀，在电场集中的部位常引起电晕，因而产生无线电干扰。不均匀的电压分布，极易导致瓷体老化。
绝缘子表面绝缘能力的降低主要是由于绝缘子表面形成可导电的污秽层，这层污物是从大气中沉积到绝缘子表面的，污物能否驻留在绝缘子表面，取决于污秽物同绝缘子表面之间的附着力和污秽物之间的粘附力。从大气中沉积的污秽物或粉尘颗粒往往是无机物，其本身粘合力较差，而将其粘附于绝缘子表面的主要原因是由于绝缘子表面或污物表面吸附了大气中的有机物，如油等，从而粘附在瓷质绝缘子表面形成污秽层。当遇到阴雨、大雾天气时，瓷质绝缘体表面就可能形成水膜，若污秽层中含有盐分，就会在瓷质绝缘表面形成导电膜，造成绝缘子污闪放电。目前防止污秽闪络的主要手段是人工清扫绝缘子，费时、费力且维护费用投入很大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有光催化分解能力，可以将附着在瓷质绝缘子表面的有机物分解，使粘附于其上的无机物更容易在风力、雨水作用下脱落，从而提高瓷质绝缘子防污闪能力的瓷质绝缘子。
本发明采用如下技术方案：
本发明采用如下重量份数比组份：乙酰丙酮为7-10，无水乙醇为15-18，钛酸丁酯为62-65，水为8-11，将乙酰丙酮、无水乙醇、钛酸丁酯按上述比例配制的混合溶液，加入盐酸调整溶液PH值＝0.5-2，搅拌混合0.5-1小时后再加入水8-11，制成溶胶，将烧制好的瓷质绝缘子采用提拉、涂置或喷涂上述溶胶后烘干，放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为400-600℃，升温速率为10-25℃/分钟，保温时间为0.5-2.0小时，烧结后随炉冷却即成。
本发明上述溶胶配制过程中所述的分析纯钛酸丁脂的化学式为C16H36O4Ti，相对分子量为340.35，C16H36O4Ti含量≥98.0％，分析纯无水乙醇的分子式为CH3CH2OH，相对分子量为46.07，C16H36O4Ti≥99.7％，分析纯乙酰丙酮的分子式为C5H8O2，相对分子量为100.12，C5H8O2含量≥99.0％，反应式为：
Ti(OC4H9)4+4H2O→Ti(OH)4+4C4H9OH
Ti(OH)4+Ti(OC4H9)4→2TiO2+4C4H9OH
2Ti(OH)4→2TiO2+4H2O
本发明所述的制备方法中启动磁式搅拌机，将洗净的干燥的容器放置在搅拌台上，将上述重量份的乙酰丙酮倒入容器，然后再将钛酸丁脂倒入容器，最后取无水乙醇倒入容器，记录搅拌起始时间，加入盐酸调整使溶液PH值＝0.5-2，当磁式搅拌台上的混合搅拌时间达到0.5-1小时时，取水加入混合溶液中，持续搅拌，当溶液无沉淀且变粘稠后即可。
本发明所述的烧制好的瓷质绝缘子为用10％盐酸溶液浸泡3-5分钟，用去离子水清洗烘干后的绝缘子。
本发明积极效果如下：采用本发明工艺，在绝缘子瓷体烧结完成后在其瓷体表面烧制一层TiO2薄膜，并再次烧结制成成品，使其具有了在紫外线的照射下，具有光催化分解能力，可把附着在瓷体表面的有机物分解，从而使粘附于其上的无机物更容易在风力、雨水作用下脱落，以达到提高瓷质绝缘子防污闪能力的要求。TiO2在可见光特别是紫外线的照射下，具有催化分解能力，能够分解油、苯酚等有机物，采用本发明方法在瓷质绝缘子表面制备TiO2薄膜，提高了瓷质绝缘子的抗污能力，改善绝缘子的表面状况，进而减少因污闪造成的停电事故。此外，TiO2具有半导体属性，当涂有TiO2成分的绝缘子遇有大雾、毛毛雨时，其表面会有适当的泄露电流流过，此电流的加热作用可以加快绝缘子表面的干燥过程，同样有助于减少污闪事故的发地生。
由于在无强光照射条件下，TiO2薄膜具有一定的疏水作用，因此在毛毛雨、雾、雪、露等潮湿天气条件下，TiO2薄膜表面不易形成完整水膜，污秽物被水溶解后的导电离子难以形成导电通道，从而耐受电压的能力大大提高。
具体实施方式
在本发明方法中，分析纯钛酸丁脂的化学式为C16H36O4Ti，相对分子量为340.35，C16H36O4Ti含量≥98.0％，为天津市化学试剂一厂的产品；分析纯无水乙醇9的分子式为CH3CH2OH，相对分子量为46.07，C16H36O4Ti≥99.7％，为天津市永大化学试剂开发中心的产品；分析纯乙酰丙酮的分子式为C5H8O2，相对分子量为100.12，C5H8O2含量≥99.0％，为天津市化学试剂一厂的产品。
溶胶配制过程中，化学反应式如下：
Ti(OC4H9)4+4H2O→Ti(OH)4+4C4H9OH
Ti(OH)4+Ti(OC4H9)4→2TiO2+4C4H9OH
2Ti(OH)4→2TiO2+4H2O
实施例1：
本发明采用如下重量份数比组份：乙酰丙酮为10，无水乙醇为17，钛酸丁酯为62，水为11，将乙酰丙酮、无水乙醇、钛酸丁酯按上述比例配制的混合溶液，加入浓盐酸调整溶液PH值＝0.5，搅拌混合1小时后再加入水8，制成溶胶，将烧制好的瓷质绝缘子用10％盐酸溶液浸泡5分钟，用去离子水清洗烘干后，采用提拉、涂置或喷涂上述溶胶后烘干，放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为600℃，升温速率为18℃/分钟，保温时间为0.5小时，烧结后随炉冷却即成。
实施例2：
采用如下重量份数比组份：乙酰丙酮为7，无水乙醇为15，钛酸丁酯为65，水为8，将乙酰丙酮、无水乙醇、钛酸丁酯按上述比例配制的混合溶液，加入浓盐酸调整溶液PH值＝2，搅拌混合0.5小时后再加入水11，制成溶胶，将烧制好的瓷质绝缘子用10％盐酸溶液浸泡3分钟，用去离子水清洗烘干后，采用提拉、涂置或喷涂上述溶胶后烘干，放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为400℃，升温速率为10℃/分钟，保温时间为2.0小时，烧结后随炉冷却即成。
实施例3：
采用如下重量份数比组份：乙酰丙酮为8.5，无水乙醇为18，钛酸丁酯为63，水为9，将乙酰丙酮、无水乙醇、钛酸丁酯按上述比例配制的混合溶液，加入浓盐酸调整溶液PH值＝1.2，搅拌混合0.7小时后再加入水9，制成溶胶，将烧制好的瓷质绝缘子用10％HCL溶液浸泡4分钟，用去离子水清洗烘干后，采用提拉、涂置或喷涂上述溶胶后烘干，放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为500℃，升温速率为25℃/分钟，保温时间为1.1小时，烧结后随炉冷却即成。
实施例4：
溶胶配制过程
按照各组份重量份数比的要求，量取钛酸丁脂5毫升，根据确定比例，其它各药品用量为：乙酰丙酮1.1毫升，无水乙醇10.5毫升，水1.08毫升。
启动磁式搅拌机，将洗净的干燥烧杯放置在搅拌台上，用特定量筒量取1.1毫升乙酰丙酮，倒入烧杯，然后再用量筒量取钛酸丁脂5毫升倒入烧杯，最后取无水乙醇10.5毫升倒入烧杯，记录搅拌起始时间。加入盐酸调整使溶液PH值＝1。
当磁式搅拌台上的混合搅拌时间达到半小时时，用滴管量取水1.08毫升并缓慢滴入混合溶液中，持续搅拌，当溶液无沉淀且变粘稠后即可用。照此工艺制备足量的溶胶。
涂膜过程
将电磁瓶依次用10％HCL溶液浸泡3-5分钟，用去离子水清洗后烘干，采用提拉法，将电磁瓶以1cm/s的速度匀速从胶液中提拉出来，在50-100℃烘箱中烘干，可反复上述提拉烘干过程1-4次。
烧结
放入烧结炉中进行500℃烧结，烧结升温速率15℃/min，保温时间2小时，烧结后随炉冷却。

Claims (9)

1、一种电力设备用防污闪绝缘子的制备方法，其特征在于采用如下重量份数比组份：乙酰丙酮为7-10，无水乙醇为15-18，钛酸丁酯为62-65，水为8-11，将乙酰丙酮、无水乙醇、钛酸丁酯按上述比例配制的混合溶液，加入盐酸调整溶液PH值＝0.5-2，搅拌混合0.5-1小时后再加入水8-11，制成溶胶，将烧制好的瓷质绝缘子采用提拉、涂置或喷涂上述溶胶后烘干，放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为400-600℃，升温速率为10-25℃/分钟，保温时间为0.5-2.0小时，烧结后随炉冷却即成。
2、根据权利要求1所述的一种电力设备用防污闪绝缘子的制备方法，其特征在于上述溶胶配制过程中所述的分析纯钛酸丁脂的化学式为C16H36O4Ti，相对分子量为340.35，C16H36O4Ti含量≥98.0％，分析纯无水乙醇的分子式为CH3CH2OH，相对分子量为46.07，C16H36O4Ti≥99.7％，分析纯乙酰丙酮的分子式为C5H8O2，相对分子量为100.12，C5H8O2含量≥99.0％，反应式为：
Ti(OC4H9)4+4H2O→Ti(OH)4+4C4H9OH
Ti(OH)4+Ti(OC4H9)4→2TiO2+4C4H9OH
2Ti(OH)4→2TiO2+4H2O
3、根据权利要求1或2所述的一种电力设备用防污闪绝缘子的制备方法，其特征在于所述的制备方法中启动磁式搅拌机，将洗净的干燥的容器放置在搅拌台上，将上述重量份的乙酰丙酮倒入容器，然后再将钛酸丁脂倒入容器，最后取无水乙醇倒入容器，记录搅拌起始时间，加入盐酸调整使溶液PH值＝0.5-2，当磁式搅拌台上的混合搅拌时间达到0.5-1小时时，取水加入混合溶液中，持续搅拌，当溶液无沉淀且变粘稠后即可。
4、根据权利要求1或2所述的一种电力设备用防污闪绝缘子的制备方法，其特征在于所述的烧制好的瓷质绝缘子为用10％盐酸溶液浸泡3-5分钟，用去离子水清洗烘干后的绝缘子。
5、根据权利要求3所述的一种电力设备用防污闪绝缘子的制备方法，其特征在于所述的烧制好的瓷质绝缘子为用10％盐酸溶液浸泡3-5分钟，用去离子水清洗烘干后的绝缘子。
6、根据权利要求1或2所述的一种电力设备用防污闪绝缘子的制备方法，其特征在于所述的采用提拉法即将电磁瓶以1cm/s的速度匀速从胶液中提拉出来，在50-100℃烘箱中烘干，反复上述提拉烘干过程1-4次。
7、根据权利要求3所述的一种电力设备用防污闪绝缘子的制备方法，其特征在于所述的采用提拉法即将电磁瓶以1cm/s的速度匀速从胶液中提拉出来，在50-100℃烘箱中烘干，反复上述提拉烘干过程1-4次。
8、根据权利要求4所述的一种电力设备用防污闪绝缘子的制备方法，其特征在于所述的采用提拉法即将电磁瓶以1cm/s的速度匀速从胶液中提拉出来，在50-100℃烘箱中烘干，反复上述提拉烘干过程1-4次。
9、根据权利要求5所述的一种电力设备用防污闪绝缘子的制备方法，其特征在于所述的采用提拉法即将电磁瓶以1cm/s的速度匀速从胶液中提拉出来，在50-100℃烘箱中烘干，反复上述提拉烘干过程1-4次。
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