【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種基于均勻電荷處理的拋光盆式絕緣子表面修復方法，屬于絕緣器件拋光表面修復。
技術介紹
1、盆式絕緣子是電力系統中氣體絕緣輸電管道和全封閉氣體絕緣組合電器的關鍵組件，面臨更加嚴苛的運行工況，頻繁發生沿面放電或擊穿解體等事故。盆式絕緣子在澆注成型過程中，可能會因為模具合模線、模具磨損或嵌入的雜質等因素，導致絕緣子表面出現不同大小和方向的表面凸起，使得絕緣子表面需要拋光。但是，根據統計數據，運行過程中沿面放電事故常常在拋光區域附近發生，因此，尋找一種拋光處理后減少絕緣子表面電荷積累的方法避免放電事故顯得尤為重要。
2、在高壓電場作用下，絕緣子表面電荷的積累主要來源于絕緣子體傳導、絕緣子面傳導和氣體側空間電荷聚集。這些電荷的積累與絕緣子的電導率、面電導率及氣體電導率有關。在高電負性氣體中，如sf6，游離電子大多數附著在氣體分子上，形成負離子。這些帶電粒子在電場中的運動和擴散，決定了表面電荷的動態變化。
3、介質表面介電常數是影響電場分布和電荷積累的重要因素。介電常數較高的介質能夠更有效地存儲電荷，從而影響電荷的積累和分布。因此，通過改變介質的表面介電常數，可以調節絕緣子表面的電荷積累，進而影響其電氣性能。
4、目前常用的減少絕緣子表面電荷積累的做法主要有以下幾種：
5、1.表面處理技術：通過噴砂等方法改變絕緣子表面的粗糙度，可以改變表面電荷的分布。但采用原子力顯微鏡微觀檢測時，可以觀察到由于噴砂使得硬度更高的氧化鋁凸起，影響了絕緣子表面局部電場，最終使得拋光處聚集了和非拋光
6、2.改變絕緣子結構：改進的絕緣子結構可以減少絕緣子表面電荷的聚集，但對已投運的絕緣子無效。
7、3.定期清潔和維護：定期清潔絕緣子表面可以去除積累的污垢和電荷，保持其良好的絕緣性能。但由于gil和gis中的絕緣子都處在封閉空間中，不方便進行較短時間的定期清潔。
8、因此，目前對拋光絕緣子電荷局部不均勻積累抑制還沒有更有效的方案。
9、在交流電力系統中，絕緣子的性能對系統的穩定性和安全性至關重要。通過對拋光后絕緣子進行均勻電荷處理，可以進一步減少絕緣子表面局部電位差，并保持拋光后絕緣子表面的硬度，進而避免局部放電提高絕緣子的性能，確保電力系統的可靠運行。
技術實現思路
1、本專利技術克服了現有技術存在的不足，提供了一種基于均勻電荷處理的拋光盆式絕緣子表面修復方法，采用基于均勻電荷處理的方法設定階梯式修復材料，通過拋光絕緣子表面修復裝置對拋光絕緣子進行修復，并保持絕緣子表面的硬度。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案為：基于均勻電荷處理的拋光盆式絕緣子表面修復方法，按下述步驟實施：
3、第一步，在絕緣子拋光前采用三維掃描儀確定絕緣子微米級精度形貌作為樣本參考，其中三維掃描儀的精度為：20μm～100μm；
4、第二步，對絕緣子凸起部分或雜質進行拋光，和三維掃描儀檢測的形貌對比在拋光區形成0～2mm的凹陷；
5、第三步，采用三維掃描儀再次確定絕緣子形貌，并與樣本進行對比，確定拋光凹陷的深度h；
6、第四步，對絕緣子中心導體施加工作電壓，斷電后采用絕緣子表面電荷測量裝置確定絕緣子表面電荷分布形態m1和絕緣子表面電荷量值q1；
7、第五步，根據交流狀態下介質極化后對空間電荷吸附和積累效應，計算絕緣子表面拋光后凹陷內外法線電位移差值，進而求得絕緣子表面電荷量值q2；
8、第六步，根據絕緣子表面電荷量值q2確定修復的階梯數和相應的噴射材料的介電常數；拋光區域修復的階梯層數可隨工藝調整，修復時需要先噴射不少于80%占比的高比例氧化鋁的環氧樹脂和氧化鋁混合物，多次噴射的厚度相同或不同，而最終噴射的環氧樹脂和氧化鋁混合物層中，氧化鋁比例為修復絕緣子中原有氧化鋁的比例k；噴射的材料為環氧樹脂、氧化鋁和固化劑的混合物，混合物介電常數在3～10之間；
9、第七步，再次對絕緣子中心導體施加工作電壓，斷電后采用絕緣子表面電荷測量裝置確定絕緣子表面電荷分布形態m3和絕緣子表面電荷量值q3；再根據新的絕緣子表面電荷分布形態m3，重復第五步，計算新分布形態下的q’2，對比q’2和q3，若q’2和q3的誤差小于10%時，修復結束，否則，重復第二步～第七步。
10、進一步地，所述第五步中，對比q1、q2，若q1和q2的量值誤差均小于10%時，開始確定修復的階梯層數和相應的噴射材料的介電常數；若誤差大于10%，需重新調整三維掃描儀的掃描角度，并重復第二步～第五步。
11、進一步地，所述第六步中，噴射修復層為多層，其中，氧化鋁的占比為k～80%，噴射的修復材料不高于原絕緣子表面高度。
12、進一步地，所述第四步和第七步，絕緣子表面電荷測量裝置采用靜電電位計或納米庫侖計，測量時，采用步進電機或絲杠裝置控制上述儀器的探頭在絕緣子表面移動，直接或間接獲得絕緣子表面電荷分布形態m1、m3和絕緣子表面電荷量值q1、q3。
13、進一步地，所述第五步中q2的計算過程如下：
14、電場環境中，氣體側載流子的運動取決于粒子所受庫侖力，而載流子的擴散則由其濃度的均勻程度決定，可以用正負離子的產生、復合、遷移作用表達正負載流子濃度的動態變化，如公式（1）～（2）所示：
15、?????????????（1）
16、????????????（2）
17、式中，
18、? nip/?t為離子對生成速率；
19、 d+、 d?分別為正負離子擴散系數；
20、 kr為正負離子復合系數；
21、 n+、 n?分別為正負離子濃度；
22、 b+、 b?分別為正負離子遷移速率；
23、 e為電場強度；
24、根據愛因斯坦方程可得 d+/?= b+/? kt/ e，其中 e為電子電荷， k為玻爾茲曼常數， t為環境溫度；
25、由于在高電負性氣體中游離電子大多數附著在氣本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.基于均勻電荷處理的拋光盆式絕緣子表面修復方法，其特征在于，按下述步驟實施：
2.根據權利要求1所述的基于均勻電荷處理的拋光盆式絕緣子表面修復方法，其特征在于，所述第五步中，對比Q1、Q2，若Q1和Q2的量值誤差均小于10%時，開始確定修復的階梯層數和相應的噴射材料的介電常數；若誤差大于10%，需重新調整三維掃描儀的掃描角度，并重復第二步～第五步。
3.根據權利要求1所述的基于均勻電荷處理的拋光盆式絕緣子表面修復方法，其特征在于，所述第六步中，噴射修復層為多層，其中，噴射修復層的氧化鋁的占比為K～80%，第一層氧化鋁的占比大于80%，最后一層的氧化鋁的占比為K，越靠近拋光后的凹陷表面，噴射修復層的氧化鋁的占比越高；噴射的修復材料不高于原絕緣子表面高度。
4.根據權利要求1所述的基于均勻電荷處理的拋光盆式絕緣子表面修復方法，其特征在于，所述第四步和第七步，絕緣子表面電荷測量裝置采用靜電電位計或納米庫侖計，測量時，采用步進電機或絲杠裝置控制上述儀器的探頭在絕緣子表面移動，直接或間接獲得絕緣子表面電荷分布形態M1、M3和絕緣子表面電荷量值Q1、Q3
5.根據權利要求1所述的基于均勻電荷處理的拋光盆式絕緣子表面修復方法，其特征在于，所述第五步中Q2的計算過程如下：
...【技術特征摘要】
1.基于均勻電荷處理的拋光盆式絕緣子表面修復方法，其特征在于，按下述步驟實施：
2.根據權利要求1所述的基于均勻電荷處理的拋光盆式絕緣子表面修復方法，其特征在于，所述第五步中，對比q1、q2，若q1和q2的量值誤差均小于10%時，開始確定修復的階梯層數和相應的噴射材料的介電常數；若誤差大于10%，需重新調整三維掃描儀的掃描角度，并重復第二步～第五步。
3.根據權利要求1所述的基于均勻電荷處理的拋光盆式絕緣子表面修復方法，其特征在于，所述第六步中，噴射修復層為多層，其中，噴射修復層的氧化鋁的占比為k～80%，第一層氧化鋁的占比大于80...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張振宇，張澤，柳逢春，陳秀芳，王楠，馬靜，劉星廷，王海旗，王欣偉，郭瑞宙，宋佳瑛，田俊梅，
申請(專利權)人：國網山西省電力公司電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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