专利名称：一种超憎水性防覆冰铝绞线的制备方法
技术领域：
本发明属于输电线路防覆冰技术领域，具体涉及一种超憎水性防覆冰铝绞线的制备方法。
背景技术：
架空输电铝绞线是电力系统能源输送的大动脉，穿山越岭处于不同的自然条件中，在低温冻雨或毛毛雨的自然环境中，铝绞线表面将形成严重覆冰，增加了输电线路的机械负荷，引发断线、倒塔、导线舞动等安全事故发生，严重影响着电力系统的安全、可靠运行。因此针对输电铝绞线开展防冰除冰工作对于保障电力系统可靠运行具有重要的意义。目前国内外针对输电铝绞线表面防冰除冰方法主要存在以下方式热力除冰、机械除冰、自然被动法除冰等，这些方法由于依赖于外界提供的能量或操作来去除铝绞线表面的覆冰，因此其除冰防冰的有效性受导线长度、地形地貌、气候条件等影响，并不适用于大范围、多气候条件下输电导线的防冰。研究具有防覆冰性能的涂层或导线，通过导线自身来抑制和消除覆冰的形成和增长，可以从根本上消除导线覆冰带来的灾害。目前，虽有大量研究人员开展了防覆冰涂层的研究，如憎水性涂层、电热性涂层、凝固点抑制剂性涂层，但这些研究人员的试验结果表明均只能在一定程度上延缓覆冰层的形成时间，并不能有效抑制覆冰的形成。为此均不能作为有效的防覆冰涂层使用。
发明内容
本发明的目的是一种有效抑制覆冰形成的超憎水性输电铝绞线的制备方法，该方法是通过在铝绞线表面构造一种超憎水性结构来防止覆冰的形成和增长。一种超憎水性防覆冰铝绞线的制备方法，该方法包括如下步骤(1)将铝单线表面氧化层及脏污层打磨干净，洗净并烘干，得到光滑铝单线；(2)采用刻蚀剂对光滑铝单线表面进行刻蚀处理，洗净并烘干，得到粗糙结构铝单线.
一入 ，(3)利用绞线机将多根粗糙结构铝单线绞合成铝绞线；(4)采用刻蚀剂对获得的铝绞线进行刻蚀处理，洗净并烘干，得到粗糙结构铝绞线.
一入 ，(5)对粗糙结构铝绞线进行憎水处理。步骤⑵和(4)中刻蚀剂由盐酸和硫酸混合而成，所述盐酸和硫酸的浓度分别为 37%、98%，这里的浓度指质量分数，盐酸和硫酸的体积比为(3 6) 1，优选体积比为 4 1。步骤(5)中所述的憎水处理为将氟硅烷溶液涂覆于粗糙结构铝绞线表面，并进行烘干处理，其中，氟硅烷溶液的浓度为1 5wt% (溶剂为乙醇)，涂覆方法可以为刷涂， 刷涂次数为3 8次，烘干的温度为80 200°C，烘干的时间为1. 5 池。
步骤(1)中可采用120 360#砂纸对铝单线进行打磨。步骤⑴、(2)和(4)中洗净方法可采用超声波清洗，烘干的温度为50 100°C， 烘干的时间为20 40min。步骤O)中的刻蚀处理的时间为30s 120s，步骤中的刻蚀处理的时间为 Imin 5min。本发明的有益效果是通过简单的化学刻蚀法改变铝单线表面的粗糙结构，消除铝绞线绞合后缝隙处可能存在的结构不良点，并通过对粗糙铝单线绞合后获得的铝绞线进行二次刻蚀处理在铝绞线表面任意位置处构造出均勻粗糙结构表面，经过氟硅烷涂层修饰后获得具有良好超憎水性能的铝绞线。该超憎水性铝绞线具备160°以上的水滴接触角和低于2°的水滴滑行角，有效抑制了低温气候条件下过冷水滴的粘附和冻结，从而消除了铝绞线表面覆冰的形成和增长。该制备方法所采用的刻蚀剂、涂覆材料、绞线机均为市场销售工业产品，未经过任何二次处理和改造，具有制备工艺简单的特点，适于大规模、流水线生产。
图1为超憎水性防覆冰铝绞线的制备流程图。
具体实施例方式下面的实施例可以使本专业技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。实施例1如图1所示为超憎水性防覆冰铝绞线制备流程图，具体的制备过程为(1)将7根长30cm、直径2. 6mm铝单线经120#、360#砂纸打磨后，超声纯水清洗后在60°C烘干30min，得到光滑铝单线；(2)将光滑铝单线置于刻蚀剂中处理60s，超声纯水洗净并在60°C下烘干30min， 得到粗糙结构铝单线；(3)然后利用绞线机将该7股粗糙铝单线绞合形成铝绞线；(4)将获得的铝绞线放入刻蚀剂中处理3min，超声纯水洗净，60°C下烘干30min， 得到粗糙结构铝绞线；(5)采用1. 2wt%或1. 5wt%氟硅烷溶液涂刷铝绞线5次，经140°C烘干处理2h后得到所需超憎水性防覆冰铝绞线。其中，步骤⑵和(4)中所述刻蚀剂由盐酸和硫酸按体积比4 1混合而成。所述盐酸和硫酸的浓度分别为37%、98%。实施例2具体的制备过程为(1)将19根长40cm、直径2. 5mm铝单线经120#砂纸打磨后，超声纯水清洗后在 80°C烘干35min，得到光滑铝单线；(2)将光滑铝单线置于刻蚀剂中处理110s，超声纯水洗净并在80°C下烘干35min， 得到粗糙结构铝单线；(3)然后利用绞线机将该19股粗糙铝单线绞合形成铝绞线；
(4)将获得的铝绞线放入刻蚀剂中处理5min，超声纯水洗净，80°C下烘干35min， 得到粗糙结构铝绞线；(5)采用3wt %氟硅烷溶液涂刷铝绞线8次，经180°C烘干处理1. 5h后得到所需超憎水性防覆冰铝绞线。其中，步骤(2)和⑷中所述刻蚀剂由盐酸和硫酸按体积比3 1混合而成，盐酸和硫酸的浓度分别为37%、98%，这里的浓度指质量分数。实施例3具体的制备过程为(1)将7根长35cm、直径3. 6mm铝单线经360#砂纸打磨后，超声纯水清洗后在95°C 烘干20min，得到光滑铝单线；(2)将光滑铝单线置于刻蚀剂中处理35s，超声纯水洗净并在95°C下烘干20min， 得到粗糙结构铝单线；(3)然后利用绞线机将该7股粗糙铝单线绞合形成铝绞线；(4)将获得的铝绞线放入刻蚀剂中处理2min，超声纯水洗净，95°C下烘干20min， 得到粗糙结构铝绞线；(5)采用4. 5wt%氟硅烷溶液涂刷铝绞线4次，经80°C烘干处理池后得到所需超憎水性防覆冰铝绞线。其中，步骤( 和(4)中所述刻蚀剂由质量分数分别为37%、98%的盐酸和硫酸按体积比5 1混合而成。实施例4将实施例1获得的超憎水性防覆冰铝绞线和未经任何处理的光滑铝绞线放入_6°C的低温环境中进行喷水覆冰，并适时对其表面覆冰状态进行观测未经任何处理的铝绞线表面在低温过冷水喷水Imin时，其表面已经形成了一层致密的覆冰层，随喷水时间增加，铝绞线表面的覆冰层厚度和冰垂长度不断增加，至覆冰60min时表面已经形成了严重的覆冰，对铝绞线安全可靠运行造成严重危害。而实施例1制备得到的超憎水性防覆冰铝绞线在低温过冷水作用条件下，至覆冰 60min时，并没有明显的覆冰，其表面除局部区域外均具有良好的抑制覆冰形成的能力，同时这些局部覆冰点处形成的覆冰随覆冰时间增加会发生部分脱落，例如覆冰30min时表面形成的覆冰点在60min时发生了滑落。通过该比较可以看出，本发明方法所制备的超憎水性防覆冰铝绞线具有良好的防覆冰性能。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种超憎水性防覆冰铝绞线的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤(1)将铝单线表面氧化层及脏污层打磨干净，洗净并烘干，得到光滑铝单线；(2)采用刻蚀剂对光滑铝单线表面进行刻蚀处理，洗净并烘干，得到粗糙结构铝单线；(3)利用绞线机将多根粗糙结构铝单线绞合形成铝绞线；(4)采用刻蚀剂对获得的铝绞线进行刻蚀处理，洗净并烘干，得到粗糙结构铝绞线；(5)对粗糙结构铝绞线进行憎水处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)和⑷中刻蚀剂由盐酸和硫酸混合而成，所述盐酸和硫酸的质量分数分别为37%、98%，盐酸和硫酸的体积比为(3 6) 1。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于盐酸和硫酸的体积比为4 1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤( 中所述的憎水处理为将氟硅烷溶液涂覆于粗糙结构铝绞线表面，并进行烘干处理。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于涂覆方法为刷涂，刷涂次数为3 8次， 烘干的温度为80 200°C，烘干的时间为1. 5 3h。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于氟硅烷溶液的浓度为1 5wt%。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)中采用120 360#砂纸对铝单线进行打磨。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)、(2)和中洗净方法采用超声波清洗，烘干的温度为50 100°C，烘干的时间为20 40min。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤O)中的刻蚀处理的时间为30s 120s。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(4)中的刻蚀处理的时间为Imin 5min。
全文摘要
本发明公开了属于输电线路防覆冰技术领域的一种超憎水性防覆冰铝绞线的制备方法。该方法包括如下步骤将铝单线表面氧化层及脏污层打磨干净，洗净并烘干，得到光滑铝单线；采用刻蚀剂对光滑铝单线表面进行刻蚀处理，洗净并烘干得到粗糙结构铝单线；利用绞线机将获得的粗糙结构铝单线绞合形成铝绞线；采用刻蚀剂对获得的铝绞线进行刻蚀处理，洗净并烘干得到粗糙结构铝绞线；对粗糙结构铝绞线进行憎水处理。该方法制得的超憎水性防覆冰铝绞线，可有效抑制覆冰形成，且制备工艺简单，适于大规模、流水线生产。
文档编号H01B13/00GK102290147SQ20111016999
公开日2011年12月21日 申请日期2011年6月22日 优先权日2011年6月22日
发明者刘云鹏, 吕玉珍, 律方成, 李成榕, 汪佛池 申请人:华北电力大学(保定)