| 专利类型： | 发明专利 |
| 申请/专利号： | CN202411751435.X |
| 申请日期： | 2024-12-02 |
| 公告/公开号： | CN119458162A |
| 公开日期： | 2025-02-18 |
| 主分类号： | B24C1/08(2006.01);B;B24;B24C;B24C1 |
| 分类号： | B24C1/08(2006.01);B24C7/00(2006.01);B24C9/00(2006.01);B24C1/08;B24C7/00;B24C9/00 |
| 申请/专利权人： | 国网山西省电力公司电力科学研究院;山西大学 |
| 发明/设计人： | 张振宇;张泽;柳逢春;陈秀芳;王楠;马静;刘星廷;王海旗;王欣伟;郭瑞宙;宋佳瑛;田俊梅 |
| 主申请人地址： | 030000 山西省太原市青年路6号 |
| 专利代理机构： | 山西科汇联创知识产权代理事务所(特殊普通合伙) |
| 代理人： | 胡新瑞 |
| 国别省市代码： | 山西;14 |
| 主权项： | 1.基于均匀电荷处理的抛光盆式绝缘子表面修复方法，其特征在于，按下述步骤实施： 第一步，在绝缘子抛光前采用三维扫描仪确定绝缘子微米级精度形貌作为样本参考，其中三维扫描仪的精度为：20μm～100μm； 第二步，对绝缘子凸起部分或杂质进行抛光，和三维扫描仪检测的形貌对比在抛光区形成0～2mm的凹陷； 第三步，采用三维扫描仪再次确定绝缘子形貌，并与样本进行对比，确定抛光凹陷的深度h； 第四步，对绝缘子中心导体施加工作电压，断电后采用绝缘子表面电荷测量装置确定绝缘子表面电荷分布形态M1和绝缘子表面电荷量值Q1； 第五步，根据交流状态下介质极化后对空间电荷吸附和积累效应，计算绝缘子表面抛光后凹陷内外法线电位移差值，进而求得绝缘子表面电荷量值Q2； 第六步，根据绝缘子表面电荷量值Q2确定修复的阶梯数和相应的喷射材料的介电常数；抛光区域修复的阶梯层数可随工艺调整，修复时需要先喷射不少于80%占比的高比例氧化铝的环氧树脂和氧化铝混合物，多次喷射的厚度相同或不同，而最终喷射的环氧树脂和氧化铝混合物层中，氧化铝比例为修复绝缘子中原有氧化铝的比例K；喷射的材料为环氧树脂、氧化铝和固化剂的混合物，混合物介电常数在3～10之间； 第七步，再次对绝缘子中心导体施加工作电压，断电后采用绝缘子表面电荷测量装置确定绝缘子表面电荷分布形态M3和绝缘子表面电荷量值Q3；再根据新的绝缘子表面电荷分布形态M3，重复第五步，计算新分布形态下的Q’2，对比Q’2和Q3，若Q’2和Q3的误差小于10%时，修复结束，否则，重复第二步～第七步。 2.根据权利要求1所述的基于均匀电荷处理的抛光盆式绝缘子表面修复方法，其特征在于，所述第五步中，对比Q1、Q2，若Q1和Q2的量值误差均小于10%时，开始确定修复的阶梯层数和相应的喷射材料的介电常数；若误差大于10%，需重新调整三维扫描仪的扫描角度，并重复第二步～第五步。 3.根据权利要求1所述的基于均匀电荷处理的抛光盆式绝缘子表面修复方法，其特征在于，所述第六步中，喷射修复层为多层，其中，喷射修复层的氧化铝的占比为K～80%，第一层氧化铝的占比大于80%，最后一层的氧化铝的占比为K，越靠近抛光后的凹陷表面，喷射修复层的氧化铝的占比越高；喷射的修复材料不高于原绝缘子表面高度。 4.根据权利要求1所述的基于均匀电荷处理的抛光盆式绝缘子表面修复方法，其特征在于，所述第四步和第七步，绝缘子表面电荷测量装置采用静电电位计或纳米库仑计，测量时，采用步进电机或丝杠装置控制上述仪器的探头在绝缘子表面移动，直接或间接获得绝缘子表面电荷分布形态M1、M3和绝缘子表面电荷量值Q1、Q3。 5.根据权利要求1所述的基于均匀电荷处理的抛光盆式绝缘子表面修复方法，其特征在于，所述第五步中Q2的计算过程如下： 电场环境中，气体侧载流子的运动取决于粒子所受库仑力，而载流子的扩散则由其浓度的均匀程度决定，可以用正负离子的产生、复合、迁移作用表达正负载流子浓度的动态变化，如公式（1）～（2）所示：（1）（2） 式中， ∂nIP/∂t为离子对生成速率；D+、D−分别为正负离子扩散系数；kr为正负离子复合系数；n+、n−分别为正负离子浓度；b+、b− 分别为正负离子迁移速率；E为电场强度； 根据爱因斯坦方程可得D+/−=b+/−kT/e，其中e为电子电荷，k为玻尔兹曼常数，T为环境温度； 由于在高电负性气体中游离电子大多数附着在气体分子上，形成负离子，在忽略温度对气压的影响和电极的场致发射的情况下，可假设气体中载流子仅为正负离子，正负离子的复合系数kr由郎之万原理可得：（3） 式中：ε为绝缘气体介电常数； 基于绝缘子表面电荷的积聚过程，气固界面处绝缘子侧和气体侧电流密度可作为绝缘子与气体交界面处的重要边界条件，如下所示:（4）（5） 式中，JI、JG分别绝缘子侧和绝缘气体侧电流密度；γ2为固体侧体电导率；En2、En1分别为气固界面处绝缘子侧和绝缘气体侧场强的法向分量； 则在气固交界表面处的电荷积聚如下：（6）（7） 式中， σs为表面电荷密度；n为介质表面法向量；D1、D2为固体、气体侧电位移矢量； 引起电势和电场分布的变化的电荷可由泊松方程求得，如公式（8）和（9）所示：（8）（9） 式中，ρ是自由移动的离子和电子的电荷密度； 将公式（1）～（9）作为约束和控制方程输入电场分析软件，即可计算出绝缘子表面气体侧和基体侧分界面上的电位移法向分量，并得出电位移法向分量的差值，即面电荷密度σs，如公式（7）所示； 再将面电荷密度σs代入公式（10），得出绝缘子表面电荷量值Q2：（10） 式中， S为静电电位计或纳米库仑计的可测试绝缘子表面电荷的仪器探针针尖面积。 |