具有防冰闪、污闪涂层的绝缘子及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有防冰闪、污闪涂层的绝缘子及其制备方法，属于电网防灾减灾技术领域。所述的绝缘子侧壁表面由内而外依次设置有底层、中间致密绝缘层和表面疏水减反射层；所述的底层是由内侧的基底增强层和外侧的光谱转换层构成的双层复合结构，光谱转换层内设置有下转换填料。本发明专利技术绝缘子结构新颖独特，简单合理，在绝缘子上依次沉积底层、中间致密绝缘层和表面疏水减反射层，所述的表面疏水减反射层能够抗污，同时增加太阳光的入射量；光谱转换层通过光谱转换来发热，用于融冰；中间致密绝缘层用于保证涂层的整体绝缘性，能够有效保证绝缘子的防冰闪、污闪功能，且其制备方法简单、易生产，成本低，使用方便，效果好，是绝缘子上的创新。

Insulator with anti icing flashover and pollution flashover coating and its preparation method

The invention discloses an insulator with anti icing flashover and pollution flashover coating and a preparation method thereof, belonging to the technical field of power grid disaster prevention and reduction. The side wall surface of the insulator from the inside is provided with an insulating layer and a bottom layer, middle dense surface hydrophobic anti reflective layer; the bottom layer is a double layer composite structure spectrum conversion layer and the outer layer of the inner side of the substrate by the enhanced spectral conversion layer is arranged in the conversion of filler. The present invention insulator structure is novel and unique, simple and reasonable, the insulators are sequentially deposited on the bottom, the middle dense insulation layer and a surface hydrophobic anti reflective layer, the surface hydrophobic anti reflective layer capable of anti pollution, while increasing the amount of incident light from the sun; the spectral conversion layer through the spectral transfer for heating, for ice melting; middle dense insulation to ensure the overall insulation coating layer, can effectively guarantee the insulator anti icing flashover, flashover function, and its simple preparation method, easy production, low cost, convenient use, good effect, is the innovation on the insulator.

【技术实现步骤摘要】
具有防冰闪、污闪涂层的绝缘子及其制备方法
本专利技术涉及一种具有防冰闪、污闪涂层的绝缘子及其制备方法，属于电网防灾减灾

技术介绍
供电中，冰闪、污闪严重降低供电质量。目前，最有效的降低污闪、冰闪的方法为在绝缘子表面设置涂层，即将憎水性和憎冰性的涂料涂覆在绝缘子表面，通过减少污、水等与绝缘子的附着力来防止污物附着和结冰，与其他方法相比，该方法在工程上简单易行，成本较低。但现有的防冰涂层并不能从根本上防止冰、污的形成，而只有在足够的太阳照射和足够的温度下才能生效，在气温低，辐射较弱的情况下，水雾会不断的在绝缘子上附着、结冰、加厚，防冰防污效果较差。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种具有防冰闪、污闪涂层的绝缘子及其制备方法，该绝缘子即使在气温较低、太阳照射较弱的情况下，也能够有效防止冰闪、污闪。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：具有防冰闪、污闪涂层的绝缘子，包括绝缘子，所述的绝缘子侧壁表面由内而外依次设置有底层、中间致密绝缘层和表面疏水减反射层；所述的底层是由内侧的基底增强层和外侧的光谱转换层构成的双层复合结构，光谱转换层内设置有下转换填料。所述的下转换填料在光谱转换层中呈非均匀分布，由外到内含量逐渐升高；所述的下转换填料为含有稀土元素的纳米下转换粉体。所述的底层是由多个呈上、下间隔状均布在绝缘子侧壁表面上的环形带构成，中间致密绝缘层填充两两环形带形成的间隙内；所述的绝缘子侧壁表面和基底增强层之间设置有反光隔热层。所述的表面疏水减反射层由氧化硅或氮化硅材料制成，折射率为1.3-1.6；所述的中间致密绝缘层由致密氧化硅、致密氮化硅或致密氮氧化硅材料制成，折射率为1.7-2.0；所述的光谱转换层的折射率为2.0-2.4；所述的基底增强层由氧化硅材料制成。所述的绝缘子的一侧设置有反光体，该反光体所在侧作为背光侧，反光体为具有镜面反射表面的、且和绝缘子中心轴相平行的若干反光柱或条状反光板，两两反光柱或条状反光板之间具有容许冰雪透过从而防止其堆积的间隙；所述的反光体可通过连接柱与绝缘子连接。一种具有防冰闪、污闪涂层的绝缘子的制备方法，包括以下步骤：(1)沉积底层采用溶液法沉积底层：首先配制基底增强层成膜溶液，涂覆在绝缘子侧壁表面上，烧结处理，形成基底增强层；再配制光谱转换层成膜溶液，涂覆在基底增强层上，烧结处理，形成光谱转换层，同时得到完整的底层；(2)沉积中间致密绝缘层采用干氧氧化法沉积中间致密绝缘层；(3)沉积表面疏水减反射层采用溶液法沉积表面疏水减反射层：首先配制表面疏水减反射层成膜溶液，然后将表面疏水减反射层成膜溶液涂覆在中间致密绝缘层上，再烧结，形成表面疏水减反射层。还包括在沉积基底增强层之前，对绝缘子侧壁表面进行预处理，具体方法为：首先，采用喷砂处理绝缘子侧壁表面，再用900-1100℃的火焰清洗绝缘子侧壁表面，火焰的蓝色部分靠近或接触绝缘子侧壁表面，最后用纯净水清洗绝缘子侧壁表面。还包括在对绝缘子侧壁表面进行预处理后，沉积基底增强层之前，在绝缘子侧壁表面上沉积反光隔热层。所述的溶液法沉积底层的具体方法为：首先配制基底增强层成膜溶液，涂覆在绝缘子侧壁表面上，然后干燥形成稳定的基底增强层；再配制光谱转换层成膜溶液，加入下转换填料，搅拌均匀，涂覆在基底增强层上，让下转换填料自然沉降20-50min，沉降结束后，立即进行烧结处理，形成含有下转换填料的光谱转换层，同时得到完整的底层。所述的干氧氧化法沉积中间致密绝缘层的具体方法为：首先在沉积底层的绝缘子上溅射一层非晶硅，再加热氧化，形成中间致密绝缘层。还包括在形成表面疏水减反射层后，在绝缘子上加装连接柱，连接柱上连接有反光体，该反光体所在侧作为背光侧，反光体为具有镜面反射表面的、且和绝缘子中心轴相平行的若干反光柱或条状反光板，两两反光柱或条状反光板之间具有容许冰雪透过从而防止其堆积的间隙。本专利技术绝缘子结构新颖独特，简单合理，在绝缘子上依次沉积底层、中间致密绝缘层和表面疏水减反射层，所述的表面疏水减反射层能够抗污，同时增加太阳光的入射量；底层的光谱转换层通过光谱转换来发热，用于融冰；中间致密绝缘层用于保证涂层的整体绝缘性，能够有效保证绝缘子的防冰闪、污闪功能，且其制备方法简单、易生产，成本低，使用方便，效果好，是绝缘子上的创新。附图说明图1为本专利技术绝缘子的剖视图。图中，1为绝缘子，2为底层，3为中间致密绝缘层，4为表面疏水减反射层。图2为本专利技术绝缘子的主视图。图中，1为绝缘子，2a为基底增强层，2b为光谱转换层，3为中间致密绝缘层，4为表面疏水减反射层，5为反光隔热层，6为反光体，8为连接柱。图3为本专利技术绝缘子的俯视图。图中，1为绝缘子，6为反光体，7为两两反光柱或条状反光板之间的间隙，8为连接柱。图4为漏电途径示意图。图中，虚线为漏电途径。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。在没有特别说明的情况下，本专利技术所采用的方法均是本领域常规技术，因此不再详细描述。实施例1由图1-3给出，本专利技术包括绝缘子，所述的绝缘子1侧壁表面由内而外依次设置有底层2、中间致密绝缘层3和表面疏水减反射层4；所述的底层2是由内侧的基底增强层2a和外侧的光谱转换层2b构成的双层复合结构，光谱转换层2b内设置有下转换填料。底层2的光谱转换层2b作用是通过光谱转换来发热，用于融冰，因此为保证使用效果，本专利技术在底层2的光谱转换层中掺入下转换填料，以使照射到涂层上的太阳光发生下转换，将可见光、紫外线等转化成红外线，利用红外热效应，使冬季附着在绝缘子上的冰层熔融，熔融的水在疏水表面滑落，从而达到消除覆冰、防止冰闪的目的。同时，下转换材料的加入，能提高光谱转换层2b的整体折射率，这对于形成光谱转换层/中间层/表面层三层折射率递减结构，从而促进光到达光谱转换层是有利的。本专利技术光谱转换层2b的基础材料采用氧化硅等具有较低折射率的材料，并通过在其中加入下转换填料会将该层的整体折射率提高至期望水平。优选的，光谱转换层折射率在2.0以上，例如2.0-2.4之间，以保证该层折射率高于中间致密绝缘层和表面疏水减反射层的折射率。所述的下转换填料为含有稀土元素的纳米下转换粉体。例如掺杂铕(Eu3+)、铈(Ce3+)等稀土元素的粉体，例如(NaYF4：Yb3+，Er3+)、(NaYF4：Yb3+，Ce3+)等。该填料为一种荧光材料，能够将到达的紫外、可见等波段的太阳光转化为红外光，从而产生显著的热效应。下转换填料的含量优选0.5-15％(质量分数)。上述填料的加入，能够提高光谱转换层的折射率。所述的底层2的总厚度在150-2000nm之间。基底增强层2a不含下转换填料，这是因为该部分不但是底层2的起始部分，也是整个涂层的起始部分，不含填料有利于底层成膜时形成良好的材料结构，从而提高底层2的整体质量，并提高整个涂层和绝缘子1侧壁表面的结合力。基底增强层2a具有较薄的厚度，例如5-50nm，以尽量避免对光入射的不利影响。优选的，所述的下转换填料在光谱转换层2b中呈非均匀分布，由外到内含量逐渐升高。采用上述填料递增结构，一方面是为了获得良好的光谱转换层/中间致密绝缘层界面特性，防止该界面处过多的填料导致光谱转换层/中间层的界面特性恶化，造成层间结合力下降，本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有防冰闪、污闪涂层的绝缘子，包括绝缘子，其特征在于，所述的绝缘子(1)侧壁表面由内而外依次设置有底层(2)、中间致密绝缘层(3)和表面疏水减反射层(4)；所述的底层是由内侧的基底增强层(2a)和外侧的光谱转换层(2b)构成的双层复合结构，光谱转换层(2b)内设置有下转换填料。

【技术特征摘要】
1.具有防冰闪、污闪涂层的绝缘子，包括绝缘子，其特征在于，所述的绝缘子(1)侧壁表面由内而外依次设置有底层(2)、中间致密绝缘层(3)和表面疏水减反射层(4)；所述的底层是由内侧的基底增强层(2a)和外侧的光谱转换层(2b)构成的双层复合结构，光谱转换层(2b)内设置有下转换填料。2.根据权利要求1所述的具有防冰闪、污闪涂层的绝缘子，其特征在于，所述的下转换填料在光谱转换层(2b)中呈非均匀分布，由外到内含量逐渐升高；所述的下转换填料为含有稀土元素的纳米下转换粉体。3.根据权利要求1所述的具有防冰闪、污闪涂层的绝缘子，其特征在于，所述的底层(2)是由多个呈上、下间隔状均布在绝缘子(1)侧壁表面上的环形带构成，中间致密绝缘层(3)填充两两环形带形成的间隙内；所述的绝缘子(1)侧壁表面和基底增强层之间设置有反光隔热层(5)。4.根据权利要求1所述的具有防冰闪、污闪涂层的绝缘子，其特征在于，所述的表面疏水减反射层由氧化硅或氮化硅材料制成，折射率为1.3-1.6；所述的中间致密绝缘层由致密氧化硅、致密氮化硅或致密氮氧化硅材料制成，折射率为1.7-2.0；所述的光谱转换层的折射率为2.0-2.4；所述的基底增强层由氧化硅材料制成。5.根据权利要求1所述的具有防冰闪、污闪涂层的绝缘子，其特征在于，所述的绝缘子的一侧设置有反光体(6)，该反光体所在侧作为背光侧，反光体为具有镜面反射表面的、且和绝缘子中心轴相平行的若干反光柱或条状反光板，两两反光柱或条状反光板之间具有容许冰雪透过从而防止其堆积的间隙(7)；所述的反光体可通过连接柱(8)与绝缘子连接。6.一种如权利要求1-5任一项所述的具有防冰闪、污闪涂层的绝缘子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)沉积底层采用溶液法沉积底层：首先配制基底增强层成膜溶液，涂覆在绝缘子(1)侧壁表面上，烧结处理，形成基底增强层(2a)；再配制光谱转换层成膜溶液，涂覆在基底增强层上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张树立，赵建波，邱莉娟，李鹏飞，曹祎，路延伟，刘卓娅，郭鹏辉，杨梦，梁晓乐，马平，徐亚涛，
申请(专利权)人：国网河南宝丰县供电公司，
类型：发明
国别省市：河南,41