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GB／T 24622-2022 绝缘子表面憎水性测量导则.pdf

ICS29.080.10 CCS K 48

GB/T24622—2022 代替GB/T24622—2009

GBT_31997-2015_风力发电场项目建设工程验收规程绝缘子表面憎水性测量导则

（(IECTS62073:2016,MOD

GB/T 246222022

本文件描述了可用于测定绝缘子增水性的三种方法。水湿润绝缘子表面的能力的测定可用来评价 在用绝缘子表面的状态，或作为试验室中绝缘子试验的一部分。 本文件适用于架空线路、变电站和电气设备用的复合绝缘子的伞和伞套材料增水性的测量，也适用 于覆盖或不覆盖涂层的瓷绝缘子增水性的测量，测得的值代表试品测量时刻的增水性

本文件没有规范性引用文件。

3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 憎水性hydrophobicity 具有低表面张力表面状态，因而对水有排斥性。 3.2 表面张力surfacetension 在一定厚度（一般小于0.1μm)的层内，从本相到另一物相，其结构和能量呈连续变化。 注：界面区的压力(力场)梯度垂直于界面分界线。物质从本相转移到界面区形成界面需要一个净能量。形成单位 界面（表面）所需的可逆功即为表面张力，其热力学定义如下：

YGL.cosOs =Gss!

式中： s液滴边缘与固体表面的静态接触角； GL一气体一液体界面的表面张力； Gs气体一固体界面的表面张力； YSL一 一固体一液体界面的表面张力。 注2：上式（杨氏公式）仅对理想和光滑的表面有效。 上面等式的右端（气体一固体界面的表面张力与固体一液体界面的表面张力间之差）定义为固体表面的表面 张力。该表面张力不是该表面的基本特性，但与固体和特定环境之间的相互作用有关。 当液体外的气体达到其饱和蒸汽压时，cL即是该液体的表面张力。如果接触角是0°，可认为液体刚好湿润 了固体表面，且在此特定的情况下（由于cOs。一1)，固体表面张力等于液体的表面张力，

在倾斜的固体表面上液滴呈现的两个不同角， 注：前接触角(3.）是在倾斜表面上液滴较低部位固体表面和液体表面之间液滴的内侧夹角（见图2)。后接触 (S.)是倾斜表面上液滴的尾部(在倾斜表面的最高部位)固体表面与液滴表面间液滴的内侧夹角。如果后接 角为零，由于液滴沿着倾斜的固体表面运动（见图2），会呈完全湿润状态。通常前接触和后接触角以及在3 中定义的静态接触角之间的关系是：,<<9.

憎水性等级hydrophobicityclass;HC 喷雾法(方法C)中使用的特定量度等级。 注，规定了HC1～HC7七个等级，HC1对应于最增水的表面，HC7对应于最亲水的表面

面斜固体表面上静止液滴内侧前接触角和后接触

本文件提出的三种测量精度、简便程度、被测面积大小及适用性不同的增水性测量方法如下

a）接触角法； b）表面张力法； c）喷雾法。 有关这三种方法的详细应用按照附录A的规定

4.2方法A—接触角法

接触角法测量包含单一水滴边缘与固体材料表面之间形成的接触角评估。如果在水平表面上测 量，可以用在水滴中添加或抽取水的方法来测量前接触角和后接触角。 接触角受表面的粗糙度影响极大，并且在污移表面测得的接触角与在光滑、洁净、平坦表面测得的 接触角显著不同。

市场销售有不同的接触角测量设备。简单测量可以使用固定在框架上的带有刻度线（测角器） 大器件，该框架上有用来给试样滴注液滴的注射器。另一种方法是使用光投影器（在液滴后面）放 首，将液滴图像投影到带有刻度的背景上。一些设备还装有摄像机、显示器和计算机，以便测量分

4.2.3测量程序的一般推荐

测量程序的一般推荐包括以下几方面。 a）后接触角（9.）比前接触角（6)和静态接触角（s)更能反映绝缘子的憎水特性。 b） 经常需要从绝缘子试品上切取试样。选取的试样宜尽可能平坦，其尺寸宜允许至少3个液滴 彼此邻近但又互相分离地存在于表面上。测量宜尽快进行，测量完成前，仔细保存试样，不要 触摸被测表面。 c）宜使用不含有影响水的表面张力的杂质（如表面活性剂、溶剂或残留油等）的水。建议使用去 离子水。 d 对水滴中水的体积的要求不很严格，可以掌握在5μL～50μL范围内，对于粗糙表面，可能需 要较大水滴。当比较不同的试样时，为了能够限制水滴体积大小的影响，水滴体积尽可能保持 不变。 e 水滴滴注到表面后，宜尽快测量接触角（在1min之内）。当环境温度较高且相对湿度较低时， 这一点特别重要，因为此时水滴蒸发速度加快。如果在保持饱和蒸汽的室内测量，可以避免蒸 发的影响。 注：小水滴有其接触角受重力影响较小的优点。另一方面，对于粗糙表面以及大前接触角和小后接触角的其他表 面，水滴太小会使动态接触角测量非常困难。小水滴对蒸发也更敏感，这可能会影响测量。因此水滴的最佳大 小可能要根据表面类型及环境温度和湿度确定。

4.2.4静态接触角测量

4.2.5动态接触角测量

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对水滴添加或抽出水测量前接触角（0.）和后接触

6，是液体的前部减退瞬间的角度。应测量液滴投影面两侧的，，至少测量相邻区域上的三个液 滴，此时共给出六个测量值。 宜在整个测量期间保持注射器的毛细吸液管浸人水滴，以避免水滴振动和变形，否则会影响测量 结果。 也有测量动态接触角的其他方法，这些方法按附录B给出示例进行。 注：在测量9.之前，把水添加到水滴中可测量前接触角（0.）。9。是水滴的前部在表面开始前进瞬间的角度

为了更好地反映整个绝缘子的增水性，宜在沿绝缘 子周向的不同区域测量接触角。 所有测量中后接触角很小或为零表示该绝缘子易亲水，尤其是如果前接触角也很小或为零时更是这样。 反之，后（和前）接触角大表示该绝缘子是憎水的。若仅在绝缘子表面的某一点测量，则测量结果仅对该 点有效，不足以对整个绝缘子的增水得出结论

4.3 方法 B—表面张力法

4.3.3.1试剂制备

按附录C中表C.1、表C.2和表C.3制备所需要的混合物。若要求表面张力30mN/m～56mN/ 以外时，按附录C中表C.2和表C.3制备。市售的用不同表面张力溶液制备的记号笔可以替代 合物。

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根据需要，将染料（例如，最大浓度为0.03%的碱性艳蓝BO)添加到每个不同的试剂混合物中 染料的颜色应能使液滴在有机材料表面清晰可见。此外，染料的化学成分应使其不会对液体混 为润湿张力产生可测量的影响。每周宜检查液体混合物的表面张力。在实验室中采用的任何表面 法都适用。虽然所示的液体混合物相对稳定，但避免暴露在温度30℃和相对湿度70%以上。

用试剂混合物中的一种浸湿器具端头的棉花如果使用器具a）」，或取下试剂瓶盖上的软刷。施加 的液体量应最少，因为试剂过量时可能影响测量结果。 三种器具使用的测量程序相同。 在选取位置的绝缘子表面大约5cm（直径25mm）范围处轻轻施加液体。记录表面上形成的液体 连续覆盖层破裂为液滴所需要的时间。如果该液体连续覆盖层保持超过2S，则继续换用较高表面张力 的混合物，但若该液体连续覆盖层破裂为液滴的时间小于2s，则继续换用较低表面张力的混合物。每 次施加新试剂混合物时应选择邻近的新表面，以避免先前施加试剂的污染。如果要求在相同表面测量 并且要求尽可能排除干扰，则可以用干布（不使用任何清洁剂）轻轻擦除表面上先前施加的残留试剂。 如果不进行清洁，宜开始用较低表面张力混合物，逐渐递增到使用较高表面张力混合物，以使由于先前 施加试剂混合物的污染导致的结果误差减至最小。 当使用器具a）时，每次应使用清洁的新器具，以避 免溶液的污染。如果使用器具b），将软刷重新插人试剂瓶前可用少量的试剂清洁。 在按以上指出的方向继续重复所述大 直到选出4.3.5评定中的混合物为正

为该混合物湿润了绝缘子表面。液体连续覆盖层周边的收 缩不表明湿润不足。若在2S内破裂为小液滴，表明湿润不足。表面上施加液体太多可能引起严重的 周边收缩。若施加液体混合物的覆盖层在最接近2s时间内保持完整，则该混合物的表面张力（为mN/m） 即被认为是被测量绝缘子表面的表面张力。

4.4方法C——喷需法

喷雾法是基于绝缘子表面暴露于细水雾中持续一段时间后的憎水响应，用以评定绝缘子表面暴露 在这种雾后的增水性。 注：喷雾法虽不能给出前接触角和后接触角精确测量值，但在现场中对增水性评估是一种很实用的方法，该方法是 在无电场下的绝缘子上进行的。

所需设备是能产生细雾的装置，如普通喷雾瓶。喷雾瓶内装满水，水中不应含有任何能够影响水的

表面张力的杂质，如洗涤剂、溶剂等，

测量范围最好约为50cm～100cm，长和宽之间的比值应不大于3：1。如果此要求不能满足，应在 测试报告中注明。喷雾距离25cm士10cm，持续时间20s~30s，在此时间内典型喷水量10mL～30mL。 在喷射结束后的10s内应完成憎水性测量。 测量方式应能保证沿绝缘子轴向和周向都能得到清晰的憎水性变化图像。 强风下可能很难进行此测量。如果出现这种情况，有必要缩短喷雾距离（比25cm士10cm更短）。 这一点应在测试报告中注明，同时还应注明与推荐不一致的任何其他偏差，如试验面积较小等。 注1：对于长绝缘子，仅从绝缘子上部、中部和下部选取一些伞进行检查。 注2：如有必要，可以用摄像机记录表面状态

喷雾后绝缘子表面的状态对应于7个憎水性等 了不同的增水性等级的准则DBJT 15-169-2019标准下载，具有不同增水性 片。 HC值为1的表面是最憎水的表面，而HC值 HC值判断基于两点观察： a）水滴的形状； b）被湿润表面的百分率。 注：目测评定的不确定度一般不大于±1增水性等级

喷雾后绝缘子表面的状态对应于7个憎水性等级（HC)中的一个，即为1和7之间的一个值。表1 给出了不同的憎水性等级的准则，具有不同增水性等级表面的绝缘子表面状态应对照附录D给出的典 型照片。 HC值为1的表面是最憎水的表面，而HC值为7的表面是最亲水的表面。 HC值判断基于两点观察： a）水滴的形状； b）被湿润表面的百分率。 注：目测评定的不确定度一般不大于士1增水性等级，

表1确定增水性等级（HC)的准则

测量报告应包括下列信息。 a）一般信息：

2）使用的方法（A、B或C)； 3 测量日期和时间，取样日期，方法A的液滴量； 4） 气象条件（温度、风、降雨）； 5 试验人员。 试品： 1） 绝缘子或设备的型式； 2） 绝缘子材料和伞形； 3） 标识（编号、变电所位置或杆塔号）； 4） 电压等级、电弧距离、爬电距离； 5） 安装或涂层（涂层类型）的日期； 6 安装位置（垂直、水平、角度）； 7）绝缘子污移状态的信息。 试验结果： 宜记录不同位置的测量结果，例如GB／T 38775.2-2020标准下载，沿绝缘子（按伞编号），一组伞中各部位的表面（上部、下部 大伞、小伞、主体等），并记录围绕绝缘子四周的差异（如果有的话）。

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