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文献综述
一、研究背景我国高电压输电一般高压情况为3~280KV,如果缺乏良好的绝缘材料,会造成极大的危害与经济损失,电力系统元件受环境影响的因素很大,以电力系统电缆为例,在雨雪等恶劣的天气环境条件下,电缆表面会附着冰霜或水滴,降低电缆表面的绝缘性能,从而发生湿闪。
而在风沙较大的地区,电缆表面会附着灰尘和污垢,使得电缆更容易污闪。
无论是湿闪还是污闪,对电力系统的安全性和稳定性运行都是很大的威胁,因此,需要提高表面憎水性,以增强电力系统中电气元件的绝缘性。
低温等离子体材料表面改性具有节能环保、短时高效、普适性高、均匀性好、反应条件相对简单等一系列优越性,在电力、电子、机械、纺织、生物医学工程等领域具有广阔应用潜景。
目前,低温等离子体材料表面改性方法主要有电晕处理、介质阻挡放电处理(DBD)、射流等离子体处理等。
对于传统的电晕处理绝缘材料表面的方法,可能引发材料表面化学键断裂,生成自由基,在有氧条件下,自由基迅速和氧气生成含氧官能团,由于分子链氧化降解,产生表面刻蚀作用,表面粗糙度发生明显变化,材料表面与水的接触角、表面能下降,表面张力增大,因此存在改性效果不稳定的弊端;DBD处理虽然表现为均匀、稳定、无细丝出现的放电形式解决了丝状模式改性材料的缺点,其功率密度适中,放电均匀,不会灼伤材料,但是其反应条件较为严苛,需要不同的反应电极和不同频率的电源,反应气体种类较为复杂,需要氦、氩、氮多种气体等缺点;而射流等离子体改性具有无污染、简单、快捷、高效等优点,不但改善了各类高分子材料在特定环境中的使用性能,也间接的拓宽了各类高分子材料的应用范围。
等离子体处理材料表面可直接或间接用于表面官能团的引入,如利用非聚合性气体(Ar、N2、CO等)等离子体与高分子材料表面直接相互作用,使在表面上形成诸如COOH、OH等官能团,研究表明,利用等离子体改变材料表面特性,不仅能够通过化学键牢固地将聚合物接枝到材料的表面,而且不伤害材料的本体性质,因此引起了社会的广泛关注。
传统的射流处理材料表面改性主要是针对平面绝缘材料,但是针对射流等离子体处理柱状材料表面改性尚属缺乏,而柱状材料正是电力系统中电缆的一般形状,因此射流处理柱状材料表面改性显得十分重要。
本文拟探究运行参数对射流处理柱状材料表面憎水性的影响,改变转速,电源类型,电源的参数,处理距离,时间等影响因素,探索射流等离子体对柱状绝缘材料表面憎水性的关系,找到能够提高柱状材料表面憎水性条件参数和方法。
