本發(fā)明涉及電氣技術(shù)領(lǐng)域、電工新材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電壓引導(dǎo)裝置、封閉裝置及絕緣親水性涂層的制作方法。

背景技術(shù)：

在電力系統(tǒng)輸配電或是航空航天領(lǐng)域，都離不開(kāi)在高濕度環(huán)境下對(duì)電氣現(xiàn)象的研究。各類(lèi)電氣設(shè)備的電氣現(xiàn)象會(huì)受電磁環(huán)境的影響，其中環(huán)境濕度的影響備受關(guān)注。

以高濕度環(huán)境進(jìn)行電壓實(shí)驗(yàn)為例，通常通過(guò)高壓穿墻套管導(dǎo)入電壓，多應(yīng)用于大型高濕度環(huán)境模擬系統(tǒng)中，穿墻套管多用于將高電壓從墻壁的一端引導(dǎo)至另一端，可承受較高電壓等級(jí)。然而，在高濕度環(huán)境下，穿墻套管絕緣表面容易凝結(jié)水珠，會(huì)導(dǎo)致在額定電壓等級(jí)內(nèi)發(fā)生局部放電甚至閃絡(luò)。而且，穿墻套管長(zhǎng)度與傘面大小與所對(duì)應(yīng)電壓等級(jí)有關(guān)，若提升電壓等級(jí)，重量加大，占地變大，安裝困難。

此外，在小型高濕度試驗(yàn)中，也有直接使用電纜導(dǎo)入電壓，但是采用電纜導(dǎo)入電壓時(shí)，首先安全不能完全保證，在電纜端部極易發(fā)生局部放電，特別是在高濕度環(huán)境中。其次，直接使用電纜導(dǎo)入電壓也會(huì)導(dǎo)致絕緣表面容易凝結(jié)水珠，發(fā)生局部放電甚至閃絡(luò)。

另外，還有很多實(shí)驗(yàn)裝置采用普通導(dǎo)體導(dǎo)入電壓，但若直接采用裸露導(dǎo)體，經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，高濕度環(huán)境下表面依然容易凝結(jié)水珠，極易發(fā)生局部放電。

針對(duì)以上電壓導(dǎo)入方式導(dǎo)致的表面水珠問(wèn)題，現(xiàn)有的解決方式均是在完成一次實(shí)驗(yàn)后，中斷電源進(jìn)行清潔。但實(shí)驗(yàn)證明，在實(shí)驗(yàn)環(huán)境濕度較高(60％以上)時(shí)，裝置表面很快就能凝結(jié)出水珠，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采用紫外光子儀就能夠明顯觀測(cè)到放電現(xiàn)象，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確度以及實(shí)驗(yàn)安全性。

此外，本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量調(diào)研發(fā)現(xiàn)：導(dǎo)體表面具有水珠時(shí)，表面電場(chǎng)會(huì)發(fā)生畸變，水滴尖端的電場(chǎng)強(qiáng)度最大，因而電場(chǎng)作用下，水滴尖端的空氣最先發(fā)生電離，引發(fā)電暈放電甚至閃絡(luò)。

綜上可見(jiàn)，目前亟需一種高效便捷的方式或裝置，解決電壓導(dǎo)入過(guò)程中引發(fā)的表面水珠的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種電壓引導(dǎo)裝置、封閉裝置及絕緣親水性涂層的制作方法，能安全導(dǎo)入高電壓進(jìn)行高濕度環(huán)境電壓實(shí)驗(yàn)，使吸附在表面的水珠快速潤(rùn)濕鋪展成水膜，有效防止水珠引發(fā)電暈放電。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一方面，本發(fā)明公開(kāi)了一種電壓引導(dǎo)裝置，該裝置包括：導(dǎo)線(xiàn)，穿設(shè)于封閉裝置的壁體，用于將所需電壓引入所述封閉裝置內(nèi)部；外部安裝法蘭，安裝于所述壁體的外側(cè)，二者連接處設(shè)置有固定用的螺眼，用于固定連接所述引導(dǎo)棒與所述壁體；內(nèi)部安裝法蘭，安裝于所述壁體的內(nèi)側(cè)，二者連接處設(shè)置有固定用的螺眼，用于固定連接所述引導(dǎo)棒與所述壁體；外側(cè)均壓罩，可拆卸地罩設(shè)連接于所述外部安裝法蘭；內(nèi)側(cè)均壓罩，可拆卸地罩設(shè)連接于所述內(nèi)部安裝法蘭。

可選地，上述電壓引導(dǎo)裝置還包括：外部均壓球，可拆卸地設(shè)置于所述引導(dǎo)棒位于所述封閉裝置外的端部，與所述引導(dǎo)棒的外側(cè)端部等電位；內(nèi)部均壓球，可拆卸地設(shè)置于所述引導(dǎo)棒位于所述封閉裝置內(nèi)的端部，與所述引導(dǎo)棒的內(nèi)側(cè)端部等電位。

可選地，在上述實(shí)施方案中，所述內(nèi)部安裝法蘭遠(yuǎn)離壁體的一側(cè)設(shè)置有法蘭管狀延長(zhǎng)端，用于固定所述引導(dǎo)棒，防止其晃動(dòng)。

可選地，在上述實(shí)施方案中，所述絕緣親水性涂層材料為納米二氧化鈦-丙烯酸樹(shù)脂溶液，涂覆絕緣親水性涂層材料后的電壓引導(dǎo)裝置的表面接觸角達(dá)到35°以下，使水珠吸附在電壓引導(dǎo)裝置表面并潤(rùn)濕鋪展成水膜；和/或，

所述絕緣親水性涂層的厚度在2mm以上；所述引導(dǎo)棒的半徑范圍為5mm～15mm。

可選地，上述電壓引導(dǎo)裝置還包括：紫外光燈，用于照射所述電壓引導(dǎo)裝置，使所述電壓引導(dǎo)裝置的表面接觸角降低降至5°以下，使水珠完全浸潤(rùn)表面；和/或，絕緣橡膠圈，分別設(shè)置于所述外部均壓球、所述內(nèi)部均壓球與所述引導(dǎo)棒的端部連接處，并注入有絕緣油。

可選地，在上述實(shí)施方案中，所述引導(dǎo)棒的兩端端部開(kāi)設(shè)有導(dǎo)線(xiàn)端部連接口，所述導(dǎo)線(xiàn)端部連接口內(nèi)設(shè)有螺紋，分別用于連接所述外部均壓球、所述內(nèi)部均壓球。

可選地，在上述實(shí)施方案中，所述外部均壓球和所述內(nèi)部均壓球與所述引導(dǎo)棒的連接端設(shè)置有內(nèi)凹口，所述內(nèi)凹口的內(nèi)部設(shè)置有連接部，所述連接部上設(shè)置有連接螺紋，用于與所述導(dǎo)線(xiàn)端部連接口螺接。

可選地，在上述實(shí)施方案中，所述外部均壓球和所述內(nèi)部均壓球的球壁厚為1mm～5mm，內(nèi)直徑為40mm～100mm；和/或，所述外側(cè)均壓罩、所述內(nèi)側(cè)均壓罩為半圓形，其內(nèi)部口徑處設(shè)置有用于連接于法蘭的螺紋；和/或，所述外側(cè)均壓罩、所述內(nèi)側(cè)均壓罩的球面內(nèi)壁半徑為60mm～80mm，壁厚為2mm～4mm，底盤(pán)厚度為10mm，外沿半徑為60mm～80mm，且底盤(pán)外沿半徑與球內(nèi)壁半徑一致。

此外，本發(fā)明還公開(kāi)一種封閉裝置，該封閉裝置內(nèi)部為高濕度環(huán)境，該封閉裝置設(shè)置有前述任一種技術(shù)方案公開(kāi)的電壓引導(dǎo)裝置，用于安全導(dǎo)入高電壓進(jìn)行高濕度環(huán)境電壓實(shí)驗(yàn)并防止水珠引發(fā)電暈放電。

另一方面，本發(fā)明還公開(kāi)一種絕緣親水性涂層的制作方法，該方法包括：

制備微細(xì)顆粒步驟，將一定量的鈦酸丁酯和乙酐混合于環(huán)已烷中，加熱至50℃～100℃，形成微細(xì)顆粒，保溫5～8小時(shí)；

分離洗滌步驟，高速離心分離出固體物，用丙酮溶液洗滌后，自然干燥；

二氧化鈦晶體制備步驟，取干燥后的固體物在600℃左右焙燒3～5小時(shí)，得到納米二氧化鈦晶體；

丙烯酸樹(shù)脂水溶步驟，將水溶性丙烯酸樹(shù)脂置于水溶液中，攪拌至其完全溶于水形成均勻溶液；

混合處理步驟，將制備好的納米二氧化鈦晶體與水溶性丙烯酸樹(shù)脂溶液按一定質(zhì)量比例混合，比例范圍從1：99到99：1調(diào)節(jié)，超生震蕩1～10小時(shí)后，形成均勻分散分布的納米二氧化鈦-丙烯酸樹(shù)脂溶液，即所需要的親水性涂層涂料；

涂覆步驟，將涂料均勻涂抹在前述任一種電壓引導(dǎo)裝置的表面，包括引導(dǎo)棒、均壓罩結(jié)構(gòu)、均壓球表面，待自然風(fēng)干后即可。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明公開(kāi)的電壓引導(dǎo)裝置可應(yīng)用于各種高濕度實(shí)驗(yàn)的電壓引導(dǎo)，在引導(dǎo)棒與壁體的連接處設(shè)計(jì)均壓罩結(jié)構(gòu)，能夠改善裝置連接處電場(chǎng)，優(yōu)化電場(chǎng)結(jié)構(gòu)，保證法蘭內(nèi)外側(cè)不發(fā)生局部放電。另外，該電壓引導(dǎo)裝置的表面涂覆有絕緣親水性涂層材料，能安全導(dǎo)入高電壓，以便進(jìn)行高濕度環(huán)境電壓實(shí)驗(yàn)。該絕緣親水性涂層材料是一種適用于高壓導(dǎo)入裝置的材料涂層，結(jié)合將在后面公開(kāi)的涂層覆蓋工藝，能夠減小裝置表面接觸角。這樣，在高濕度環(huán)境下，該使裝置表面水珠展開(kāi)，形成一層較均勻的水膜，覆蓋在高壓導(dǎo)入裝置表面，從而避免凝結(jié)在裝置表面的水珠導(dǎo)致局部電暈放電。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的電壓引導(dǎo)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的電壓引導(dǎo)裝置的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中導(dǎo)體兩端頭開(kāi)螺紋的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中可拆卸式均壓球的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

10 引導(dǎo)棒

11 導(dǎo)線(xiàn)端部連接口

21 外部安裝法蘭

22 內(nèi)部安裝法蘭

31 外側(cè)均壓罩

32 內(nèi)側(cè)均壓罩

40 法蘭管狀延長(zhǎng)端

50 封閉裝置的壁體

61 外部均壓球

62 內(nèi)部均壓球

70 內(nèi)凹口

71 連接部

72 連接螺紋

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的各優(yōu)選實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明：

為了能安全導(dǎo)入高電壓進(jìn)行高濕度環(huán)境電壓實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種新型高濕度實(shí)驗(yàn)電壓引導(dǎo)裝置，利用電磁環(huán)境相關(guān)知識(shí)仿真設(shè)計(jì)電壓引導(dǎo)裝置的結(jié)構(gòu)，并利用電工新材料相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)出一種絕緣親水性材料涂層，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該涂層涂敷于導(dǎo)體后不影響導(dǎo)體的電氣特性。

產(chǎn)品實(shí)施例：

參照?qǐng)D1，其示出了本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種電壓引導(dǎo)裝置，該電壓引導(dǎo)裝置的表面涂覆有絕緣親水性涂層材料，該裝置包括：引導(dǎo)棒10、外部安裝法蘭21、內(nèi)部安裝法蘭22、外側(cè)均壓罩31、內(nèi)側(cè)均壓罩32，其中：引導(dǎo)棒10穿設(shè)于封閉裝置的壁體50，用于將所需電壓引入封閉裝置內(nèi)部。外部安裝法蘭21安裝于壁體50的外側(cè)，二者連接處設(shè)置有固定用的螺眼，用于固定連接引導(dǎo)棒10與壁體50。內(nèi)部安裝法蘭22安裝于壁體50的內(nèi)側(cè)，二者連接處設(shè)置有固定用的螺眼，用于固定連接引導(dǎo)棒10與壁體50。外側(cè)均壓罩31罩設(shè)連接于外部安裝法蘭21。內(nèi)側(cè)均壓罩32罩設(shè)連接于內(nèi)部安裝法蘭22。

上述實(shí)施例的電壓引導(dǎo)裝置，可應(yīng)用于各種高濕度實(shí)驗(yàn)的電壓引導(dǎo)，在引導(dǎo)棒與壁體的連接處設(shè)計(jì)均壓罩結(jié)構(gòu)，能夠改善裝置連接處電場(chǎng)，保證法蘭內(nèi)外側(cè)不發(fā)生局部放電。如圖1所示，由于電壓引導(dǎo)裝置的法蘭連接處有固定用的螺眼，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，邊緣曲率小，容易發(fā)生局部放電，損壞裝置，因此本實(shí)施例的電壓引導(dǎo)裝置在安裝均壓罩結(jié)構(gòu)后，優(yōu)化電場(chǎng)結(jié)構(gòu)，可避免發(fā)生局部放電。

另外，該電壓引導(dǎo)裝置的表面涂覆有絕緣親水性涂層材料，能安全導(dǎo)入高電壓，以便進(jìn)行高濕度環(huán)境電壓實(shí)驗(yàn)。該絕緣親水性涂層材料是一種適用于高壓導(dǎo)入裝置的材料涂層，結(jié)合將在后面公開(kāi)的涂層覆蓋工藝，能夠減小裝置表面接觸角。這樣，在高濕度環(huán)境下，該使裝置表面水珠展開(kāi)，形成一層較均勻的水膜，覆蓋在高壓導(dǎo)入裝置表面，從而避免凝結(jié)在裝置表面的水珠導(dǎo)致局部電暈放電。

參照?qǐng)D2所示，作為一種可選實(shí)施方式，上述電壓引導(dǎo)裝置還可包括：外部均壓球61和內(nèi)部均壓球62，外部均壓球61可拆卸地設(shè)置于引導(dǎo)棒10位于封閉裝置外的端部，與引導(dǎo)棒10的外側(cè)端部等電位。內(nèi)部均壓球62可拆卸地設(shè)置于引導(dǎo)棒10位于封閉裝置內(nèi)的端部，與引導(dǎo)棒10的內(nèi)側(cè)端部等電位。

上述實(shí)施例中，由于電壓引導(dǎo)裝置端部曲率小，距離實(shí)驗(yàn)裝置等其他導(dǎo)體近，容易發(fā)生局部放電，本實(shí)施例增加均壓球結(jié)構(gòu)后，優(yōu)化電場(chǎng)結(jié)構(gòu)，可避免發(fā)生局部放電。通過(guò)電壓引導(dǎo)裝置兩端的端部增加可拆卸式均壓球結(jié)構(gòu)，改善裝置端部電場(chǎng)，以均勻端部電場(chǎng)，且便于清潔、接線(xiàn)。該結(jié)構(gòu)也使該裝置能有效引導(dǎo)電壓，端部及連接處均不易發(fā)生局部放電。所設(shè)置的均壓球采用可拆卸式結(jié)構(gòu)，不僅更方便接線(xiàn)，而且由于在高濕度惡劣環(huán)境下，均壓球上易積污，采用可拆卸式結(jié)構(gòu)便于清潔、保存。

可選地，上述實(shí)施例中，該電壓引導(dǎo)裝置還包括絕緣橡膠圈，絕緣橡膠圈分別設(shè)置于外部均壓球61、內(nèi)部均壓球62與引導(dǎo)棒10的端部連接處，并在連接處螺紋孔中注入少量絕緣油，防止生銹。

可選地，上述實(shí)施例中，內(nèi)部安裝法蘭22遠(yuǎn)離壁體的一側(cè)設(shè)置有法蘭管狀延長(zhǎng)端40，用于固定引導(dǎo)棒10，防止其晃動(dòng)，如圖2所示。

參照?qǐng)D3所示，作為一種可選實(shí)施方式，上述電壓引導(dǎo)裝置中，引導(dǎo)棒10的兩端端部開(kāi)設(shè)有導(dǎo)線(xiàn)端部連接口11，導(dǎo)線(xiàn)端部連接口11內(nèi)設(shè)有螺紋，分別用于連接外部均壓球61、內(nèi)部均壓球62。

參照?qǐng)D4所示，上述實(shí)施例中，外部均壓球61和內(nèi)部均壓球62與引導(dǎo)棒10的連接端設(shè)置有內(nèi)凹口70，內(nèi)凹口70的內(nèi)部設(shè)置有連接部71，連接部71上設(shè)置有連接螺紋72，用于與導(dǎo)線(xiàn)端部連接口11螺接。

本實(shí)施例中，可拆卸均壓球完全密封，防止污穢、潮濕空氣進(jìn)入其中?？刹鹦妒骄鶋呵蛞欢碎_(kāi)設(shè)有內(nèi)凹口70，內(nèi)凹口70內(nèi)部伸出一根帶螺紋的連接部71。這樣，可拆卸式均壓球能旋于導(dǎo)體兩端并固定住，均壓球與導(dǎo)體完全接觸連接，施加電壓時(shí)，兩者可做到等電位。均壓球型號(hào)通過(guò)電場(chǎng)仿真，并結(jié)合之前所計(jì)算出的電場(chǎng)控制值，計(jì)算出該均壓球即使在惡劣環(huán)境下也可以施加110kV電壓。

需要說(shuō)明的是，引導(dǎo)棒10的半徑范圍可為5mm～15mm，相應(yīng)的均壓球的內(nèi)凹口70、連接部71、連接螺紋72的半徑或尺寸也跟引導(dǎo)棒10的半徑變化作適應(yīng)性調(diào)整。

在一可選實(shí)施例中，外部均壓球61和內(nèi)部均壓球62的球壁厚的范圍可為1mm～5mm，如2mm，內(nèi)直徑的范圍可為40mm～100mm。

可選地，上述實(shí)施例中，外側(cè)均壓罩31、內(nèi)側(cè)均壓罩32為半圓形，其內(nèi)部口徑處設(shè)置有用于連接于法蘭的螺紋。

可選地，上述實(shí)施例中，經(jīng)仿真計(jì)算，確定外側(cè)均壓罩31、內(nèi)側(cè)均壓罩32的球面內(nèi)壁半徑可為60mm～80mm，壁厚可為2mm～4mm，底盤(pán)厚度可為10mm，外沿半徑可為60mm～80mm，且底盤(pán)外沿半徑與球內(nèi)壁半徑一致。

需要說(shuō)明的是，在電壓引導(dǎo)裝置安裝處，通常有法蘭與導(dǎo)體相連，法蘭上所加電壓與導(dǎo)體電壓等高。但是，法蘭的外側(cè)有很多固定用的螺紋，十分容易發(fā)生局部放電，為此，本實(shí)施例在法蘭內(nèi)外側(cè)緊貼罐壁處加兩個(gè)均壓罩結(jié)構(gòu)，以?xún)?yōu)化法蘭附近電場(chǎng)。經(jīng)過(guò)仿真，電壓引導(dǎo)裝置旋上均壓罩后，施加110kV電壓，其電場(chǎng)值小于正常環(huán)境及惡劣環(huán)境的電場(chǎng)強(qiáng)度控制值?？梢?jiàn)，進(jìn)行高壓實(shí)驗(yàn)時(shí)，法蘭處采用均壓罩結(jié)構(gòu)，可大大降低裝置連接處的電場(chǎng)，優(yōu)化電場(chǎng)分布，增大實(shí)驗(yàn)的安全性與成功率，減少裝置放電所帶來(lái)的干擾。

可選的是，上述實(shí)施例中，絕緣親水性涂層材料可為納米二氧化鈦-丙烯酸樹(shù)脂溶液，涂覆絕緣親水性涂層材料后的電壓引導(dǎo)裝置的表面接觸角達(dá)到35°以下，使水珠吸附在電壓引導(dǎo)裝置表面并潤(rùn)濕鋪展成水膜。需要說(shuō)明的是，絕緣親水性涂層的厚度可在2mm以上，以提高涂層保水能力，提升潤(rùn)濕效果。

上述實(shí)施例可采用二氧化鈦粉末、水溶性丙烯酸樹(shù)脂作為主要原料，制作具有優(yōu)良絕緣特性及高親水特性的表面涂料，均勻涂抹于整個(gè)電壓引導(dǎo)裝置表面。經(jīng)驗(yàn)證，該電壓引導(dǎo)裝置其表面的涂料能使表面水珠快速擴(kuò)展浸潤(rùn)開(kāi)來(lái)，在裝置表面形成較為均勻的水膜，能夠有效避免裝置表面形成小水珠，造成引導(dǎo)裝置表面電場(chǎng)畸變，發(fā)生局部電暈放電。因此，采用本實(shí)施例公開(kāi)的絕緣親水性涂層材料覆蓋導(dǎo)電裝置后，在高濕度環(huán)境下裝置表面不再有小水珠凝結(jié)，而是鋪展開(kāi)來(lái)均勻覆蓋于裝置表面，形成薄而平整的水膜。平整水膜不像突起的小水珠，它不會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)體表面電場(chǎng)發(fā)生畸變，使表面電場(chǎng)保持均勻，有效避免電暈放電。

作為一種可選的實(shí)施方式，上述電壓引導(dǎo)裝置還可包括：紫外光燈，用于照射電壓引導(dǎo)裝置，使電壓引導(dǎo)裝置的表面接觸角降低降至5°以下，具備超親水性，使水珠完全浸潤(rùn)表面。

由于二氧化鈦具有親水性，表面接觸角為60°以下。在紫外光照射下，表面接觸角還會(huì)大幅度降低，降至5°以下，甚至能達(dá)到0°，具備超親水性，使水能完全浸潤(rùn)表面。即使光照消失后，二氧化鈦的超親水性也不會(huì)馬上消失，而是能維持?jǐn)?shù)小時(shí)到一周左右，此后慢慢恢復(fù)。因此，如果將裝置置于光照下，裝置表面涂層將具備超親水性，表面接觸角達(dá)到5°左右；或者，將裝置置于光照下一定時(shí)間后，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持超親水性。當(dāng)電壓引導(dǎo)裝置具備超親水性時(shí)，在高濕度環(huán)境中，小水珠可以吸附于裝置表面，幾乎完全鋪展開(kāi)來(lái)，形成均勻水膜，達(dá)到更好的效果。

基于上述各實(shí)施例，下面對(duì)電壓引導(dǎo)裝置的電氣特性和減少電暈的性能進(jìn)行仿真驗(yàn)證，具體如下：

電壓引導(dǎo)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后，將前述制備的親水性涂料均勻涂抹于裝置表面。經(jīng)驗(yàn)證，涂抹該親水性涂料后，導(dǎo)體表面的接觸角可達(dá)到35°以下。具備親水性涂層的電壓引導(dǎo)裝置在高濕度環(huán)境下，小水珠在導(dǎo)體表面潤(rùn)濕，吸附在表面潤(rùn)濕鋪展成水膜，較為均勻地覆蓋于導(dǎo)體表面。

1)利用ANSYS建立仿真模型，設(shè)置導(dǎo)體表面一定厚度涂層，設(shè)置其電導(dǎo)率為10^-10s/cm，經(jīng)計(jì)算，導(dǎo)體涂敷涂層后，導(dǎo)體表面電場(chǎng)不但沒(méi)有加強(qiáng)，還有一定減小，可見(jiàn)涂敷涂層不會(huì)影響裝置本身電氣特性，可以改善導(dǎo)體表面電場(chǎng)，減少電暈現(xiàn)象產(chǎn)生。

2)利用ANSYS建立第二個(gè)模型，驗(yàn)證導(dǎo)體表面覆蓋水膜后能有效減少電暈產(chǎn)生。首先，設(shè)置導(dǎo)體表面有一定數(shù)量的水珠，仿真結(jié)果顯示在水珠處會(huì)發(fā)生電場(chǎng)畸變，水珠頭部電場(chǎng)增大，易發(fā)生局部放電。設(shè)置導(dǎo)體表面一定厚度涂層，電導(dǎo)率為10^-10s/cm。涂層外分別設(shè)置0.5mm均勻水膜、1mm均勻水膜、較不均勻水膜(厚度在0～1mm之間平緩變化)。仿真結(jié)果可見(jiàn)均勻覆蓋水膜的表面電場(chǎng)分布均勻，沒(méi)有局部放大。覆蓋較不均勻水膜表面電場(chǎng)略有變化，但沒(méi)有嚴(yán)重畸變?？梢?jiàn)，電壓引導(dǎo)裝置表面覆蓋親水性涂層能有效避免水珠產(chǎn)生引發(fā)電暈放電。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的電壓引導(dǎo)裝置用于高濕度環(huán)境試驗(yàn)，在高濕度環(huán)境下，水珠能快速擴(kuò)展浸潤(rùn)開(kāi)來(lái)，覆蓋在高壓引入裝置表面，減少裝置表面電暈放電、沿面電弧放電，增大實(shí)驗(yàn)安全性和實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2、本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的電壓引導(dǎo)裝置上涂覆的材料涂層所選用原料均有很好的電絕緣特性，適用于高壓環(huán)境。經(jīng)仿真可知，涂于裝置表面后，裝置表面電場(chǎng)依然保持均勻且略有降低，這說(shuō)明該涂層不會(huì)引起局部放電等不良現(xiàn)象，也不會(huì)影響裝置本身的試驗(yàn)效果。

3、本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的電壓引導(dǎo)裝置中，法蘭內(nèi)外側(cè)均增加均壓罩結(jié)構(gòu)。電壓引導(dǎo)裝置的法蘭連接處有固定用的螺眼，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，邊緣曲率小，容易發(fā)生局部放電，損壞裝置。加裝均壓罩后，優(yōu)化電場(chǎng)結(jié)構(gòu)，可避免發(fā)生局部放電。

4、本發(fā)明實(shí)施例中，電壓引導(dǎo)裝置端部增加均壓球結(jié)構(gòu)，這是由于電壓引導(dǎo)裝置端部曲率小，距離實(shí)驗(yàn)裝置等其他導(dǎo)體近，容易發(fā)生局部放電，但增加均壓球結(jié)構(gòu)后，優(yōu)化電場(chǎng)結(jié)構(gòu)，可避免發(fā)生局部放電。

5、本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的電壓引導(dǎo)裝置中，均壓球采用可拆卸式結(jié)構(gòu)，這主要有兩方面的好處：一是，采用可拆卸結(jié)構(gòu)更方便接線(xiàn)；二是，在高濕度惡劣環(huán)境，均壓球上易積污，同時(shí)高電壓實(shí)驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生一些腐蝕性氣體，容易粘附腐蝕性物質(zhì)，因此實(shí)驗(yàn)后均壓球的清潔工作十分重要，所以將均壓球設(shè)置為可拆卸結(jié)構(gòu)，便于清潔、保存。

需要說(shuō)明的是，上述各實(shí)施例電壓引導(dǎo)裝置不僅適用于高濕度環(huán)境下的高壓導(dǎo)入操作，還可作為一般環(huán)境下防局部放電的高電壓引導(dǎo)裝置，應(yīng)用于高電壓領(lǐng)域，此外，涂層也可應(yīng)用于多種關(guān)于除水、表面自清潔的領(lǐng)域，例如：對(duì)觀測(cè)玻璃、鏡子等表面除霧，可應(yīng)用親水性涂料。

此外，本發(fā)明實(shí)施例還公開(kāi)一種封閉裝置，該封閉裝置內(nèi)部為高濕度環(huán)境，該封閉裝置設(shè)置有上述任一實(shí)施例所述的電壓引導(dǎo)裝置，用于各種高濕度實(shí)驗(yàn)的電壓引導(dǎo)，能安全導(dǎo)入高電壓進(jìn)行高濕度環(huán)境電壓實(shí)驗(yàn)，使吸附在其表面的水珠潤(rùn)濕鋪展成水膜，以防止水珠引發(fā)電暈放電。

需要指出的是，該高濕度環(huán)境的封閉裝置設(shè)有上述任一種電壓引導(dǎo)裝置，由于上述任一種電壓引導(dǎo)裝置具有上述技術(shù)效果，因此，設(shè)有該電壓引導(dǎo)裝置的封閉裝置也應(yīng)具備相應(yīng)的技術(shù)效果，其具體實(shí)施過(guò)程與上述實(shí)施例類(lèi)似，茲不贅述。

方法實(shí)施例：

上述產(chǎn)品實(shí)施例中，在電壓引導(dǎo)裝置表面涂覆有絕緣親水性涂層，使吸附在表面的水珠快速潤(rùn)濕鋪展成水膜，有效防止水珠引發(fā)電暈放電。因此，基于前述各實(shí)施例，本發(fā)明實(shí)施例還公開(kāi)一種絕緣親水性涂層的制作方法，該方法包括以下處理工藝：

S100，制備微細(xì)顆粒步驟：將一定量的鈦酸丁酯和乙酐混合于環(huán)已烷中，加熱至50℃～100℃，如70℃，形成微細(xì)顆粒，保溫5～8小時(shí)。

S200，分離洗滌步驟：高速離心分離出固體物，用丙酮溶液洗滌后，自然干燥。

S300，二氧化鈦晶體制備步驟：取干燥后的固體物在600℃下左右焙燒3～5小時(shí)，得到納米二氧化鈦晶體。

S400，丙烯酸樹(shù)脂水溶步驟：將水溶性丙烯酸樹(shù)脂置于水溶液中，攪拌至其完全溶于水形成均勻溶液。

S500，混合處理步驟：將制備好的納米二氧化鈦晶體與水溶性丙烯酸樹(shù)脂溶液按一定質(zhì)量比例混合，比例范圍可從1：99到99：1進(jìn)行調(diào)節(jié)，如采用1：2的比例混合，超生震蕩1～10小時(shí)，如2小時(shí)后，形成均勻分散分布的納米二氧化鈦-丙烯酸樹(shù)脂溶液，即所需要的親水性涂層涂料。

S600，涂覆步驟：將涂料均勻涂抹在權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)的電壓引導(dǎo)裝置的表面，包括引導(dǎo)棒、均壓罩結(jié)構(gòu)、均壓球表面，待自然風(fēng)干后即可。

本實(shí)施例中，選用二氧化鈦粉末、水溶性丙烯酸樹(shù)脂作為涂層原料，按比例1：2混合，制成親水性涂料，并將其均勻覆蓋于整個(gè)電壓導(dǎo)入裝置表面，從而輔助電壓導(dǎo)入裝置表面將高電壓安全導(dǎo)入高濕度環(huán)境電壓實(shí)驗(yàn)，使吸附在表面的水珠快速潤(rùn)濕鋪展成水膜，有效防止水珠引發(fā)電暈放電。

需要說(shuō)明的是，二氧化鈦在常溫下是電絕緣體，比如金紅石型二氧化鈦電導(dǎo)率小于10^-10s/cm，介電常數(shù)較高，具有優(yōu)良的電學(xué)性能。金紅石型的介電常數(shù)，隨晶體的方向不同而不同，其粉末平均值為114。且二氧化鈦具有親水性，表面接觸角為60°以下。在紫外光照射下，表面接觸角還會(huì)大幅度降低，降至5°以下，甚至能達(dá)到0°，具備超親水性，使水能完全浸潤(rùn)表面。即使光照消失后，二氧化鈦的超親水性也不會(huì)馬上消失，而是能維持?jǐn)?shù)小時(shí)到一周左右，此后慢慢恢復(fù)。

上述實(shí)施例中，水溶性丙烯酸樹(shù)脂可以自行制備，也可以直接購(gòu)買(mǎi)。水溶性丙烯酸樹(shù)脂多屬陰離子型，共聚樹(shù)脂的單體中選用適量的不飽和羧酸如丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸酐、亞甲基丁二酸等，使側(cè)鏈上帶有羧基，再用有機(jī)胺或氨水中和成鹽而獲得水溶性。水溶性丙烯酸樹(shù)脂含大量親水基團(tuán)，是一種親水聚合物，接觸角小于40°。而且其具有較強(qiáng)絕緣特性，電導(dǎo)率為10^-10s/cm以上，絕緣性也非常好。水溶性丙烯酸樹(shù)脂聚合度可調(diào)，與制作的引發(fā)劑劑量有關(guān)。

例如，水溶性丙烯酸樹(shù)脂可通過(guò)實(shí)驗(yàn)室化學(xué)制備，以得到合適聚合度、水溶性和親水性的水溶性丙烯酸樹(shù)脂。在裝有攪拌器、溫度計(jì)和回流冷凝管的四口燒瓶中加入一定量的二丙二醇加米、正丁醇、環(huán)氧樹(shù)脂E-20(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％左右)，升溫至140，然后在4小時(shí)內(nèi)滴加混合單體和引發(fā)劑(油溶性)。滴加完畢后保溫1小時(shí)，然后補(bǔ)加少量引發(fā)劑，保溫1小時(shí)，降溫，中和，加水過(guò)濾出水溶液。其中引發(fā)劑總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.2％左右。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。