一种输电线路外绝缘超疏水涂层耐磨损自愈合综合评价方法、系统、设备及介质与流程

本发明涉及防污闪涂层性能评估，尤其涉及一种输电线路外绝缘超疏水涂层耐磨损自愈合综合评价方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、随着电网规模的扩大，输电线路外绝缘设备的运行可靠性对电力系统安全至关重要。为了预防在复杂的户外自然环境引发绝缘子污闪事故，现如今多数设备表面都喷涂有超疏水防污闪涂层，其表面的微纳结构能有效阻碍连续水膜形成，从而保障线路的稳定运行。

2、然而，防污闪涂层在长期户外服役中不可避免地会遭受风沙等机械磨损导致性能退化，现有的涂层评价方法往往仅停留在对初始接触角的静态测量或单一的耐磨性测试上，严重忽略了现代优质的防污闪涂层在受损后的动态自愈合特性。这种将机械损伤与自愈合过程割裂的评估方式，无法真实反映防污闪涂层微观疏水性能的动态演变轨迹，进而导致现有的评价体系难以将防污闪涂层的表面状态与实际污秽环境下的宏观电气绝缘能力建立有效映射，使得最终的评价结果脱离真实的工程服役表现，无法为输电线路的涂层选型与寿命预测提供准确的量化分级指导。

技术实现思路

1、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明提供了一种输电线路外绝缘超疏水涂层耐磨损自愈合综合评价方法、系统、设备及介质解决现有的涂层评价方法忽略了现代优质的防污闪涂层在受损后的动态自愈合特性，依旧将机械损伤与自愈合过程进行割裂评估，导致最终评价结果脱离真实的工程服役表现的问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

4、第一方面，本发明提供了一种输电线路外绝缘超疏水涂层耐磨损自愈合综合评价方法，包括：获取防污闪涂层的初始静态接触角；对所述防污闪涂层施加机械磨损载荷，测量得到磨损静态接触角，并通过所述初始静态接触角和磨损静态接触角的演变关系提取损伤速率常数；对磨损后的防污闪涂层进行自愈合处理，获取愈合平衡接触角，并基于所述愈合平衡接触角、初始静态接触角以及磨损静态接触角确定自愈合度；获取目标应用环境的等值附盐密度，并结合所述损伤速率常数、愈合平衡接触角以及等值附盐密度确定闪络电压预测值；融合所述初始静态接触角、磨损静态接触角、自愈合度以及闪络电压预测值，计算得到综合性能评价值，并将所述综合性能评价值与预设的性能分级阈值进行比对，确定所述防污闪涂层的综合性能等级。

5、作为本发明所述的输电线路外绝缘超疏水涂层耐磨损自愈合综合评价方法的一种优选方案，其中：通过所述初始静态接触角和磨损静态接触角的演变关系提取损伤速率常数的步骤包括：将预设目数的磨损介质与所述防污闪涂层表面接触，并在施加恒定正压力的条件下，控制所述磨损介质以预设的速度和行程进行往复摩擦，将单次往复摩擦标记为一个磨损循环；在施加机械磨损载荷的过程中，分别获取不同磨损循环次数对应的磨损静态接触角；构建以磨损循环次数为自变量、磨损静态接触角为因变量的衰减演变模型，并通过非线性拟合求解所述衰减演变模型中的衰减速率表征参数作为损伤速率常数。

6、本优选技术方案的有益效果为：通过规范磨损介质的接触状态与往复摩擦的运动参数，统一了机械磨损载荷的施加边界，排除了外力波动对防污闪涂层表面破坏程度的干扰，使得在不同磨损循环次数下获取的磨损静态接触角能够真实呈现出防污闪涂层疏水性能随摩擦累积而下降的规律，进而将带有该下降规律的离散测试数据作为自变量与因变量代入衰减演变模型中，利用非线性拟合算法将防污闪涂层表面的物理退化过程转化为数学表达式，从而求解出能够量化表征涂层耐磨损能力的损伤速率常数。

7、作为本发明所述的输电线路外绝缘超疏水涂层耐磨损自愈合综合评价方法的一种优选方案，其中：基于所述愈合平衡接触角、初始静态接触角以及磨损静态接触角确定自愈合度的步骤包括：将经历机械磨损后的防污闪涂层置于恒温恒湿环境中静置预设时长后，测量得到所述防污闪涂层的愈合平衡接触角；将所述愈合平衡接触角与磨损静态接触角的差值作为性能恢复量，同时计算所述初始静态接触角与磨损静态接触角的差值，得到总性能损失量；将所述性能恢复量与总性能损失量的比值确定为自愈合度。

8、本优选技术方案的有益效果为：通过将经历机械磨损的防污闪涂层置于恒温恒湿环境中静置，排除了外部气候变量对防污闪涂层表面微纳结构恢复过程的干扰，从而获取表征防污闪涂层稳定修复状态的愈合平衡接触角，进而利用愈合平衡接触角与磨损静态接触角、初始静态接触角与磨损静态接触角之间的差值运算，将接触角的几何数值转化为物理意义明确的性能恢复量和总性能损失量，并进一步通过求解两者的比值来消除不同防污闪涂层初始疏水状态带来的评估偏差，从而将防污闪涂层在受损后的自我修复能力量化为统一客观的自愈合度。

9、作为本发明所述的输电线路外绝缘超疏水涂层耐磨损自愈合综合评价方法的一种优选方案，其中：预设性能分级阈值的步骤包括：获取参考涂层样本的接触角保持率和污闪电压下降率，并根据所述接触角保持率和污闪电压下降率将参考涂层样本划分为差、中、优三类样本集合；提取所述差类样本集合与中类样本集合之间的边界值以及所述中类样本集合与优类样本集合之间的边界值作为基础临界数值；根据防污闪涂层的目标应用环境确定环境修正系数，并利用所述环境修正系数对基础临界数值进行修正，得到性能分级阈值，所述性能分级阈值包括第一阈值和第二阈值，且所述第一阈值小于第二阈值。

10、本优选技术方案的有益效果为：通过获取参考涂层样本的接触角保持率和污闪电压下降率来划分样本集合，将防污闪涂层的评价标准建立在物理退化指标的客观分类之上，并提取不同样本集合之间的边界值作为基础临界数值，从而将定性的分类结果转化为具备统计学属性的量化基准，进而结合目标应用环境确定环境修正系数对基础临界数值进行参数修正，克服了单一固定评价标准在复杂服役工况下的适用性局限，使得最终输出的第一阈值和第二阈值能够契合涂层在特定工作环境下的真实性能分级要求。

11、作为本发明所述的输电线路外绝缘超疏水涂层耐磨损自愈合综合评价方法的一种优选方案，其中：将所述综合性能评价值与预设的性能分级阈值进行比对，确定所述防污闪涂层的综合性能等级的步骤包括：当所述综合性能评价值小于第一阈值时，判定综合性能等级为差；当所述综合性能评价值大于或等于第一阈值且综合性能评价值小于第二阈值时，判定综合性能等级为中等；当所述综合性能评价值大于或等于第二阈值时，判定综合性能等级为优。

12、本优选技术方案的有益效果为：通过将综合性能评价值分别与第一阈值和第二阈值进行大小比对，构建了阶梯式的区间判定逻辑，将连续的量化评分直接映射到离散的等级区间内，避免了单一数值结果在工程应用中难以直接解读的局限，同时也排除了人为经验在等级划分阶段的主观干扰，从而将防污闪涂层复杂的评价数据转化为差、中等、优三个综合性能等级，实现了防污闪涂层服役状态的客观定性输出。

13、作为本发明所述的输电线路外绝缘超疏水涂层耐磨损自愈合综合评价方法的一种优选方案，其中：计算得到综合性能评价值的步骤包括：

14、；

15、式中，s为综合性能评价值，为初始静态接触角，为磨损静态接触角，uhr为自愈合度，为闪络电压预测值。

16、本优选技术方案的有益效果为：通过构建包含初始静态接触角、磨损静态接触角、自愈合度以及闪络电压预测值的数学计算模型，并利用初始静态接触角与磨损静态接触角的差值表征防污闪涂层在受载后的疏水性能衰减程度，结合自然对数函数对自愈合度进行处理以反映防污闪涂层自我修复过程的非线性增益，进而将表征微观物理状态的接触角变化量、自愈指标与反映宏观电气绝缘能力的闪络电压预测值进行乘积融合，排除了不同量纲与单一评价维度在衡量涂层整体服役能力时的片面性局限，从而将多维度的离散性能特征转化为统一的综合性能评价值。

17、作为本发明所述的输电线路外绝缘超疏水涂层耐磨损自愈合综合评价方法的一种优选方案，其中：结合所述损伤速率常数、愈合平衡接触角以及等值附盐密度确定闪络电压预测值的步骤包括：

18、；

19、式中，b为预设的补偿系数，k为损伤速率常数，为愈合平衡接触角，sar为等值附盐密度。

20、本优选技术方案的有益效果为：通过构建包含损伤速率常数、愈合平衡接触角以及等值附盐密度的数学计算模型，并利用指数函数将表征机械退化的损伤速率常数与表征性能恢复的愈合平衡接触角进行非线性融合，反映了防污闪涂层在磨损与愈合动态平衡下的微观疏水状态，进而将该微观疏水状态与反映目标应用环境污秽程度的等值附盐密度进行乘积并取对数处理来量化环境污秽对绝缘性能的衰减效应，最后引入预设的补偿系数对计算结果进行修正，排除了微观材料测试数据与宏观电气工程指标之间的物理量纲壁垒，从而将防污闪涂层的表面物理特性与环境参数转化为能够量化评估宏观绝缘防御能力的闪络电压预测值。

21、第二方面，本发明提供了一种输电线路外绝缘超疏水涂层耐磨损自愈合综合评价系统，包括：

22、初始参数获取模块：用于获取防污闪涂层的初始静态接触角；

23、损伤速率提取模块：用于对所述防污闪涂层施加机械磨损载荷，测量得到磨损静态接触角，并通过所述初始静态接触角和磨损静态接触角的演变关系提取损伤速率常数；

24、自愈合度确定模块：用于对磨损后的防污闪涂层进行自愈合处理，获取愈合平衡接触角，并基于所述愈合平衡接触角、初始静态接触角以及磨损静态接触角确定自愈合度；

25、闪络电压预测模块：用于获取目标应用环境的等值附盐密度，并结合所述损伤速率常数、愈合平衡接触角以及等值附盐密度确定闪络电压预测值；

26、综合评价与分级模块：用于融合所述初始静态接触角、磨损静态接触角、自愈合度以及闪络电压预测值，计算得到综合性能评价值，并将所述综合性能评价值与预设的性能分级阈值进行比对，确定所述防污闪涂层的综合性能等级。

27、第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括：

28、存储器和处理器；

29、所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现输电线路外绝缘超疏水涂层耐磨损自愈合综合评价方法的步骤。

30、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述输电线路外绝缘超疏水涂层耐磨损自愈合综合评价方法的步骤。

31、与现有技术相比，本发明的有益效果：打破了传统防污闪涂层评价中仅依赖静态接触角测量或单一破坏性测试的局限，不再将防污闪涂层的机械损伤与自我修复割裂看待，而是将防污闪涂层在户外服役中必然经历的机械磨损退化与现代优质涂层特有的低表面能物质迁移自愈合过程，视为一个完整的动态演变周期进行数学建模，通过刻画防污闪涂层的损伤速率与自愈合度，真实还原了防污闪涂层在恶劣环境侵蚀下的物理抵抗与恢复能力。

32、在此基础上，本发明还打破了微观几何参数与宏观工程指标之间的映射壁垒，将表征防污闪涂层动态演变的微观疏水特征与目标应用环境的等值附盐密度进行深度耦合，直接推导出了决定电网安全的核心电气指标——闪络电压预测值，使得实验室层面的材料测试数据真正具备了工程级的防污闪指导意义。最终将防污闪涂层的初始禀赋、抗损耐力、自愈潜力以及宏观绝缘防御力高度融合成无量纲的综合性能评价值，并将其置于分级阈值架构中进行比对，彻底消除了传统评估结果脱离真实服役表现的弊端。