为电网设备披上“神奇新衣”

齐鲁晚报·齐鲁壹点通讯员 张劲 李文静

日前，“绝缘子用超憎水高自洁防污闪涂料关键技术”项目获2024年度国家电网有限公司技术发明一等奖。这是国网山东省电力公司在该奖项一等奖上“零”的突破。

该成果依托国家电网有限公司科技项目《交、直流超特高压输电用高自洁超憎水性外绝缘防污闪涂料研究与应用》，历经多年技术攻关，自主开发了兼具超憎水和高自洁功能的长效防污闪涂料，率先实现了超憎水技术在防污闪领域的工程化应用，达到了国际领先水平。该成果可以说是为电网设备披上了“神奇新衣”，这件量身定制的“智能防护服”，破解了输电线路污闪事故频发的行业难题。

仿生荷叶：输电线路穿上“金刚罩”

污闪，这一因绝缘表面积污受潮引发的电力“隐形杀手”，曾导致多起大规模停电事故。传统防污闪涂料易积污、难清洗，成为行业痛点。

如何才能更有效地降低污闪发生的几率呢？2015年，时任国网山东电科院的首席专家李辛庚提出要为电网外绝缘设备设计一件“新衣”。这件“新衣”比之前的更耐穿、更耐脏、更好洗，它可以实现输电线路外绝缘部件防水、防污和防闪的功能。

2017年，国网山东省电力公司牵头承担了国网科技项目“交、直流超特高压输电用高自洁超憎水外绝缘防污闪涂料研究与应用”。该项目于2019年底结题。在经历了两年预研，又历时3年产学研联合攻关，成功研制出具有长效超憎水性能和高自洁功能的防污闪涂料，解决了传统硅橡胶防污闪涂料（RTV）存在的积污严重、清洗困难等难题，实现了超憎水高自洁与电气绝缘性能的高度统一。

说起这个超憎水性，还有一个小故事。该院主任研究员杜宝帅在实验室，用吸管吸满水滴到涂覆了超憎水高自洁防污闪涂料的物体表面，只见水滴像一颗颗珍珠一样迅速滑落了下去，非常神奇。“你看，这就是我们涂料的独特之处，水不沾、易滚落。是不是有点像雨水滴在荷叶上的样子？”杜宝帅用吸管演示时，参观者都惊叹不已。他介绍说，“我们就是通过仿生自然界的荷叶表面，用基料与填料构建出微-纳双级结构特征的涂层，实现超憎水高自洁的效果，接触角大于150度，滚动角小于10度。该涂料有效避免了污闪事故，可以说是为特高压输电线路穿上了‘金刚罩’。”

自洁+降解：给绝缘子实施“高自洁”

传统硅橡胶涂料易积污，需频繁人工清洗，而新涂料的“高自洁性”颠覆了这一模式。

“我们的‘新衣’还具有高自洁性，自洁系数高达95%以上，能够有效降低有机和无机污秽在外表面的积累量，解决了硅橡胶表面易积污且不易清洗的难题。涂层表面仿佛有无数‘微型清洁工’，积污后的盐密值较传统防污闪涂层降低30.5%，灰密值降低34.8%，闪络电压提升50%以上，显著提升了电网的安全运行水平，降低了污闪事故的发生几率。”该院项目组技术骨干李文静介绍说，“超憎水高自洁防污闪涂料的研发过程充满挑战。为平衡涂料的憎水性、自洁性与绝缘性能，该团队历经上百次配方试验。为了实现良好的工程应用效果，项目组研发人员夜以继日地进行涂料配方的筛选、制备工艺的优化。甚至在吃饭的路上，还在讨论涂料目前的问题点有哪些，用什么方案可以得到良好的解决。

“印象中最深刻的是，为了能够及时在线路上进行工程应用，我们经常从早上8点开始一直干到晚上10点，在绝缘子表面反复进行喷涂验证。”项目组成员朱耿增深有感触地说，“当时，在实验室从粒子改性到涂料制备，从涂料制备再到喷涂工艺优化调整，时间紧、工作量大。实验室经常彻夜灯火通明，吃饭靠同事捎包子，累了就在走廊席地讨论。虽然很辛苦，可是大家都没有叫苦叫累，牢记自己的任务分工，一心想怎样才能成功。心往一处想，劲往一处使，在经历了上百次失败后，我们最终获得了较为理想的涂层。”

20年长效防护：编织三维立体“防护网”

“超长待机”是新涂料的又一亮点，预估使用寿命可达15-20年，远超传统涂料的5-8年。要实现这样的超越，可不是一件容易的事。

据介绍，该涂料经1000小时紫外灯照射老化后，涂层表面的结构和成分基本不发生变化，超憎水性能保持不变。该涂料还具有优良的电气绝缘性，涂层满足电力行业标准对防污闪涂层电气绝缘性能的指标要求。

“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。2019年11月4日-7日，该项目组选取处于化学品和粉尘污染比较严重的胶东换流站，开展了新型涂料的喷涂应用，验证该涂料对场内外绝缘设备防污、耐污和防闪能力的提升效果，总应用面积约36平米。与之前相比，此次现场喷样的涂料有2种，一是普通的硅橡胶涂料，二是新型超憎水防污闪涂料。技术人员将两种涂料喷涂在同一位置、同一环境、不同方位的三个电抗器外壳上，通过现场运行考查三种涂料的实际应用效果。运行至今，喷涂普通硅橡胶涂料的电抗器外壳表面由于积污量多，已出现明显的变黑现象。而喷涂超憎水高自洁防污闪涂料的电抗器外壳表面依然保持洁净状态。

2023年，超憎水涂料成功实现产品转化，在国网电商平台进行销售和推广。目前，在±800千伏锡泰直流线路、江西公司500千伏罗抚II线等线路和枣庄220千伏滕北站、枣庄110千伏文峰站的绝缘子表面上都开展了应用。此外，该涂料在电厂、铁路等行业领域也具有广阔的市场前景。“它不仅是技术突破，更是电网安全运维模式的革新。”该项目负责人表示。

从实验室到万里银线，这件“神奇新衣”正守护着中国电网的脉搏，为全球防污闪技术树立新标杆。