基于“开断效应”的绝缘子半导体防覆冰涂层防冰机理与运行特性

输电导线的直流融冰技术已经相对成熟,而绝缘子的防覆冰问题至目前为止还没有有效的防治措施。为此,重点介绍了基于半导体硅橡胶和开断效应的绝缘子电热防冰方法,并通过人工气候室内绝缘子串防冰试验分析了其防覆冰机理,分析讨论了分别于2010年和2011年在云南和广东地区进行的现场试验情况。现场试验结果表明:通过对提高半导体硅橡胶涂层基胶的粘度、控制涂层电阻在0.3 MΩ以下及优化涂层在绝缘子表面的涂刷位置和改善现场施工工艺,可明显改善半导体硅橡胶防覆冰涂层绝缘子串在实际运行中的防冰特性。2011年冬季在广东地区35kV连禾线和110kV阳电线试点杆塔发现半导体涂层绝缘子串能够明显地减缓覆冰的增长。

防覆冰涂料及其抗结冰性能表征方法的研究进展

介绍了防覆冰材料表面的防覆冰机理,并对国内外亲水型、疏水型和弹性3大类防覆冰涂料的研究现状和优缺点进行了阐述,对涂层表面疏水性和防覆冰性的表征方法与手段进行了总结和介绍。最后,指出弹性疏水涂料将是未来防覆冰涂料领域的研究重点,另外在防覆冰涂料产品的推广应用、系统评价以及通用标准的建立方面,国内仍需要进一步优化与完善。

超疏水涂层防覆冰技术研究进展

覆冰现象时刻威胁着电力系统的安全运行,过去几十年里,研究人员采用各种措施来预防电力设备表面覆冰,但这些措施都无法从根本上解决该问题。超疏水涂层由于具有独特的微纳米结构及低表面能物质,在低温环境下,能够延缓结冰且降低表面的冰附着力。从超疏水涂层的防覆冰机理入手,重点综述国内外超疏水涂层防覆冰的实验研究现状,并将影响防覆冰性能的因素分为环境因素和基底因素,分析当前方案的局限性,同时阐述提高超疏水涂层机械鲁棒性的设计与制备方面的最新进展,最后提出超疏水涂层在电力系统应用中存在的问题以及未来的发展方向。该综述有助于研究人员建立评估超疏水涂层的防覆冰性能的试验规范,并推进超疏水涂层防覆冰技术在电力系统中的应用。

封装相变材料在道路防冰中的研究进展

固-液相变材料因液相泄露问题无法直接使用,利用封装技术包覆相变材料,可以扩展固-液相变材料应用领域。本文主要介绍了封装固-液相变材料的方法,概述了基于封装技术制备的复合相变材料的防冰机理和应用策略,为封装相变材料在道路防冰中应用提供参考,并对其未来的研究趋势进行展望。

超疏水防/除冰材料的基础理论和制备技术研究进展

在寒冷高湿环境下,冰和霜易凝结于飞行器、轨道交通、风电叶片、输电线路等设备表面,从而降低工作效率,影响设备使用,同时造成巨大的安全隐患。因此,如何有效延迟冰霜在固体材料表面的形成以及促进结冰的去除,成为当前高性能材料领域的研究热点。传统的机械除冰、化学除冰和热力除冰方式在很大程度上存在能耗高、除冰废液多、除冰效率低等问题,而且容易破坏机械设备表面,与“绿色环保、高效节能”的可持续发展理念相悖。受自然界生物启发,研究人员开发了新型被动超疏水防冰技术,该技术具有成本低、能耗低和防冰性能优异等优点,具有良好的应用前景。针对新型超疏水型防冰材料,综述了固体表面的超疏水润湿理论进展和固体表面结冰/防冰机理;总结了超疏水防冰表面的自上而下制备方法(激光刻蚀、化学刻蚀、模板法等)和自下而上制备方法(涂层技术、磁控溅射技术、溶胶-凝胶技术和电沉积技术等)。最后,对超疏水防冰材料的局限性进行了讨论,同时对其应用前景和发展趋势进行了展望。

憎水性涂料在输电线路防冰中的应用前景

论述憎水性化学涂料防冰的原理,评论憎水性化学涂料防冰的有关的研究、应用现状和前景,提出虽然目前现有的防冰涂料具有憎水性,但其接触角一般小于130°,疏水特性仍满足不了输电线路防冰的要求,因此在输电线路防冰中的效果不明显。为使化学涂料具有较好的防冰效果,应使其接触角大于170°。在自然界中,荷叶具有这一特性,仿荷叶涂料在输电线路防冰中具有较好的前景。

超疏水防冰材料的理论基础与应用研究进展

近年来,飞机防/除冰问题的研究广受关注。传统的主动防/除冰方式会增加飞机的设计与制造成本,且持续的冷热交替和振动会降低飞机蒙皮材料的使用寿命,存在严重的安全隐患。因此,受自然界动植物的启发,新型被动超疏水防冰技术被广泛讨论与研究,为飞机防/除冰提供了一种低成本、高效、轻量的方法。针对新型被动超疏水防冰材料,综述了近年来防冰材料的超疏水润湿理论的进展;归纳了具有代表性的润湿理论模型,包括杨氏方程、Wenzel理论、Cassie-Baxter理论、接触线理论等;总结了当前广泛应用的防冰材料制备方法,包括刻蚀法、溶胶-凝胶法和气相沉积法等。另外,针对目前国内外的研究热点,进一步阐述了超疏水材料的防冰性能及防冰机理研究,综述了结冰形核和结冰延迟过程中的撞击液滴弹跳动力学、结冰热力学、成相理论、非均匀形核原理、传热理论等机理,以及冰粘附性能的测试评价方法。最后,针对冰层粘附强度的测试标准、不同冰型冰粘附力的区别、剪切力作用下除冰性能涉及的机理等问题进行了展望。