硅橡胶绝缘子由于其优异的机械性能和电气性能,逐渐取代了其他材质的绝缘子,成为了电力系统中绝缘子器件的首选。硅橡胶绝缘子伞裙表面在高湿寒冷环境中工作时,表面覆冰严重,是困扰绝缘子推广运用最大的问题。硅橡胶伞裙覆冰易引起“覆冰闪络”,严重时可能导致倒塔等重大事故,造成重大损失;此外,工业污秽、酸雨、风沙等外部恶劣环境的破坏,也会导致绝缘子的防疏冰性能缺失。因此,改善硅橡胶绝缘子表面覆冰及耐久稳定性,对输电系统的安全稳定运行具有重要意义。本文针对现有硅橡胶绝缘子疏冰性和耐久稳定性等性能的缺陷,提出设计加工织构化硅橡胶绝缘子表面的研究思路,以提升其疏冰性和耐久稳定性为研究目标,采用激光雕刻法为表面织构制备方法,通过分析改性表面与原始表面在0℃下接触角、覆冰粘附力以及结冰时间等考察疏冰性能。主要研究内容如下:从表面疏冰基本理论入手,通过分析固液界面不同接触形态下的接触角方程、滑移方程以及固固界面粘附方程,建立表面织构与表面防疏冰的关系模型,为织构化硅橡胶表面改善其疏冰性能的可行性提供理论基础。以FXBW4-110/100硅橡胶绝缘子伞裙试样为研究对象,设计具有一级交互作用的正交试验,以0℃接触角和覆冰粘附力为考察指标,确定织构参数形状、边长、间距、高度对硅橡胶表面疏冰性能的影响显著性级别及最佳参数组合;再分别研究低温疏水性与除冰性能一级显著性影响参数对表面疏冰性能的影响规律。借助于扫描电镜、超景深三维显微仪、红外光谱分析等手段分析织构化试样的表面形貌和化学成分,通过对绝缘子实际运行工况的模拟,分析不同温度下试样表面的疏水性、冰粒的凝结-融化特性以及冰粒与液滴的滚落特性,不同液滴体积下的除冰性能及抗雾性;同时根据0℃接触角和覆冰粘附力的变化分析织构表面与原始表面疏冰性随酸碱溶液腐蚀时间、紫外照射时间、机械磨损次数以及重复除冰次数的变化规律,分析其耐久稳定性。研究结果表明:表面织构化可明显改善硅橡胶绝缘子疏冰性能;对于除冰性能和低温疏水性能一级显著性影响因素分别为加工功率和边长与间距的交互作用,其中最优织构参数为圆柱形、边长350μm、间距350μm、加工功率35w;对于疏冰性而言,织构化表面具有很好的温度适应性;织构化表面不仅具备良好的耐腐蚀、自清洁、抗紫外照射等化学稳定性,其机械稳定性也很高。