一种固体绝缘表面裂纹修复方法及其修复装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种固体绝缘表面裂纹修复方法及其修复装置,其中，一种固体绝缘表面裂纹修复方法，包括：根据固体绝缘部件的类型，选用与等离子体反应后生成介电常数或电阻率为固体绝缘部件±50％的物质的介质溶液作为前驱物，利用微波等离子体射流使含前驱物的等离子体对固体绝缘部件的表面缺陷进行喷涂即可。该方法可以有效提高固体绝缘与介质之间的结合力，进而实现具有表面缺陷的固体绝缘部件的有效修复。

【技术实现步骤摘要】
一种固体绝缘表面裂纹修复方法及其修复装置
本专利技术涉及固体绝缘材料
，具体涉及一种固体绝缘表面裂纹修复方法及其修复装置。
技术介绍
绝缘子作为重要的绝缘和固定支撑部件，广泛应用于电力系统输变电设备中。工作电压下绝缘子的表面场强、内部工作场强以及支撑绝缘件的壳体表面场强要低于额定场强，同时绝缘子要达到一定耐受冲击的机械强度。但绝缘子在长时间运行过程中，受到安装、外部环境(机电负荷、日晒雨淋、冷热变化)和机械应力的影响，表面会出现裂纹、划痕等物理缺陷，引起局部电场集中，同时外部污染物更易渗入绝缘子内部进而导致绝缘劣化，增加了绝缘子沿面闪络或击穿等放电问题发生的概率，直接影响电力设备的安全运行，甚至会造成输变电设备故障和电力系统瘫痪。例如，盆式绝缘子在运行过程中由于受到中心导体与设备外壳的机械挤压，绝缘子内部应力集中可能会产生裂纹缺陷；冷热温差造成的冲击作用会导致绝缘子表面产生微小裂纹，并且逐步向深度方向发展，最终可能造成绝缘子损坏；户外支柱绝缘子铁瓷结合部的胶结水泥容易产生裂纹，水分容易渗透到裂纹中，低温下水分结冰膨胀，使得裂纹扩大，结合部局部应力集中，造成支柱绝缘子断裂；电缆护套表面的裂纹及电缆附件和电缆本体之间的缝隙也是电缆系统渗水及绝缘劣化的重要原因。近年来，以环氧和聚乙烯等为代表的固体绝缘材料取得了巨大的发展，多种性能优异的聚合物和陶瓷材料在电力设备中得到广泛应用，但是由于加工、装配和运行过程中的老化，固体绝缘部件的表面产生裂纹或划痕等缺陷，在特高压交流输电工程中，容易出现由于绝缘缺陷引发的绝缘子炸裂事故。随着特高压直流输电技术的发展，电力系统对于固体绝缘部件的电气性能要求也更加严格，但对于出现表面缺陷的固体绝缘部件，大面积地更新替代经济成本很高。并且目前对于存在表面缺陷的固体绝缘设备并没有十分有效的修复方法，发展快速高效的绝缘表面局部缺陷修复技术对电力设备的运维检修、保证电力系统安全可靠运行具有重要的实际意义。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于对于存在表面缺陷的绝缘设备并没有十分有效的修复方法的缺陷，从而提供能够提高封堵材料与基材的粘结力，进而实现具有表面缺陷的绝缘设备有效修复的一种固体绝缘表面裂纹修复方法，并提供了能适用于固体绝缘表面裂纹修复的装置。一种固体绝缘表面裂纹修复方法，包括：根据固体绝缘部件的类型，选用与等离子体反应后生成介电常数或电阻率为固体绝缘部件±50％的物质的介质溶液作为前驱物，利用微波等离子体射流使含前驱物的等离子体对固体绝缘部件的表面缺陷进行喷涂即可。且该前驱物与固体绝缘部件之间具有良好的相容性。形成微波等离子体射流的过程为：向微波谐振腔体中通入工作气，启动微波源即可产生微波等离子体射流；形成含前驱物的等离子体的过程为：采用载气通入前驱物中并带出前驱物至微波谐振腔体的出口位置处，与微波等离子体射流结合即可生成含前驱物的等离子体。当固体绝缘部件的材质为硅橡胶绝缘子时，所述前驱物选用含硅的介质溶液，当固体绝缘部件的材质为陶瓷时，所述前驱物选用含铝的介质溶液；所述载气选用氩气与氧气混合气体或者氩气；所述工作气为氩气或氮气。优选的，所述含硅的介质溶液中的介质为六甲基二硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、正硅酸乙酯或四氯化硅；所述含铝的介质溶液中的介质为三甲基铝溶液、三甲基铝溶胶、氧化铝溶液或氧化铝溶胶。在利用含前驱物的等离子体对固体绝缘部件的表面缺陷进行喷涂之前，采用大气压微波等离子体对固体绝缘部件的表面缺陷进行预处理。一种微波谐振腔体，包括：中空金属管，顶端为前驱物气体入口；外腔体，同轴套设在中空金属管外部，其上设置有工作气入口以及微波接口；调谐器，活动连接在外腔体顶端用于实现外腔体与中空金属管之间的电连接；同时，调谐器沿着外腔体的中轴线移动用于调节耦合腔体的长度使反射功率为零。耦合腔体的长度为调谐器底端至外腔体底端之间的长度。所述调谐器底端与外腔体顶端之间螺纹连接。所述微波接口为BNC接头，优选的，BNC接头的中心导体和中空金属管连接，BNC接头的外壳与外腔体连接。一种固体绝缘表面裂纹修复装置，包括上述的一种微波谐振腔体。还包括与所述中空金属管的前驱物气体入口连通的前驱物存储容器；与所述外腔体的工作气入口连通的工作气存储容器；与所述微波接口连接的微波源，如WSPS-2450-200。所述前驱物存储容器上还连通有驱动前驱物进入中空金属管的载气容器。所述微波源通过同轴电缆连接在微波接口上。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供了一种固体绝缘表面裂纹修复方法，利用微波等离子体对介质边界的自适应性，使等离子体沉积介质浸入到固体绝缘部件上缺陷部位的微小孔道结构中，实现对固体绝缘部件的表面裂纹等不同缺陷的修复；结合选用与等离子体反应后可生成介电常数或电阻率为固体绝缘部件±50％的物质的介质作为前驱物，该方式可以提高固体绝缘部件的整体电气性能和力学性能，避免缺陷部位修复后出现短时失效的问题，达到提高封堵材料(介质)与基材(固体绝缘部件)的结合力，有效提高固体绝缘部件的断裂伸长率和沿面耐压效果，进而实现具有表面缺陷的固体绝缘部件的有效修复。2.本专利技术所提供的修复方法，可适用于不同材料、不同结构的固体绝缘部件的表面缺陷修复，具体的，当固体绝缘部件为硅橡胶绝缘子时，所述前驱物选用含硅的介质溶液，当固体绝缘部件为陶瓷时，所述前驱物选用含铝的介质溶液等，可根据不同处理对象灵活设置前驱物和反应气体，进而获得不同介电性能的介质层，适用范围更广。3.本专利技术提供的修复方法中，在利用含前驱物的等离子体对固体绝缘部件的表面缺陷进行喷涂之前，采用大气压微波等离子体对固体绝缘部件的表面缺陷进行预处理；该方式采用大气压微波等离子体预处理及等离子体沉积两道处理工艺，进一步提高沉积介质和缺陷部位之间的粘接性和相容性，提高固体绝缘部件的整体电气性能和力学性能。4.本专利技术提供的一种微波谐振腔体可有效适用于本专利技术中固体绝缘部件的表面裂纹的修复，具体为：在中空金属管与外腔体之间腔体中通入工作气，工作气在输入的微波下可以在外腔体底端形成微波等离子体射流，而中空金属管中可以通入含前驱物的气体，该含前驱物的气体在中空金属管底端与微波等离子体射流接触后能够有效实现含前驱物的等离子体的生成，通过微波等离子体射流将含前驱物的等离子体带入到固体绝缘部件的表面缺陷部位，即可实现喷涂操作，根据微波等离子体对介质边界的自适应性，实现固体绝缘部件的表面缺陷部位的修复。5.本专利技术提供的一种固体绝缘表面裂纹修复装置，不仅仅能有效适用于本专利技术中固体绝缘部件的表面裂纹的修复；同时，该装置体积小、便携，参数宽范围可调，无高压部分，安全性高，可简单快速地修复不同运行环境下的固体绝缘部件的缺陷，可广泛应用于电力系统外绝缘及不同电力装备绝缘系统的缺陷修复。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固体绝缘表面裂纹修复方法，其特征在于，包括：根据固体绝缘部件的类型，选用与等离子体反应后生成介电常数或电阻率为固体绝缘部件±50％的物质的介质溶液作为前驱物，利用微波等离子体射流使含前驱物的等离子体对固体绝缘部件的表面缺陷进行喷涂即可。/n

【技术特征摘要】
1.一种固体绝缘表面裂纹修复方法，其特征在于，包括：根据固体绝缘部件的类型，选用与等离子体反应后生成介电常数或电阻率为固体绝缘部件±50％的物质的介质溶液作为前驱物，利用微波等离子体射流使含前驱物的等离子体对固体绝缘部件的表面缺陷进行喷涂即可。


2.根据权利要求1所述的一种固体绝缘表面裂纹修复方法，其特征在于，形成微波等离子体射流的过程为：向微波谐振腔体中通入工作气，启动微波源即可产生微波等离子体射流；
形成含前驱物的等离子体的过程为：采用载气通入前驱物中并带出前驱物至微波谐振腔体的出口位置处，与微波等离子体射流结合即可生成含前驱物的等离子体。


3.根据权利要求2所述的一种固体绝缘表面裂纹修复方法，其特征在于，当固体绝缘部件的材质为硅橡胶绝缘子时，所述前驱物选用含硅的介质溶液，当固体绝缘部件的材质为陶瓷时，所述前驱物选用含铝的介质溶液；
所述载气选用氩气与氧气混合气体或者氩气；
所述工作气为氩气或氮气；
优选的，所述含硅的介质溶液中的介质为六甲基二硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、正硅酸乙酯或四氯化硅；所述含铝的介质溶液中的介质为三甲基铝溶液、三甲基铝溶胶、氧化铝溶液或氧化铝溶胶。


4.根据权利要求1-3任一所述的一种固体绝缘表面裂纹修复方法，其特征在于，在利用含前驱物的等离子体对固体绝缘部件的表面缺陷进行喷涂之前，采用大气压微波等离子体对固体绝缘部件的表面缺陷进行预处理。


5.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：任成燕，黄邦斗，谢坤，孔飞，张传升，邵涛，章程，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11