GB/T 24622-2022 绝缘子表面憎水性测量导则

ICS29.080.10
CCS K 48 GB
中华人民共和国国家标准
GB/T24622—2022代替GB/T24622一2009
绝缘子表面憎水性测量导则
Guidance on the measurement of hydrophobicity of insulator surfaces

2022-03-09发布 2022-10-01实施
国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会 发布

绝缘子表面憎水性测量导则
1范围
本文件描述了可用于测定绝缘子憎水性的三种方法。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憎水性的测量，也适用于覆盖或不覆盖涂层的瓷绝缘子憎水性的测量，测得的值代表试品测量时刻的憎水性。
2规范性引用文件
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surface tension
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：

式中：
y一表面（界面）张力或表面能；
G一系统总吉布斯(Gibbs)自由能；
A一表面（界面）积；
T—温度；
P—压力；
N—系统中物质的摩尔数。
表面张力(y)通常用mN/m表示，1mN/m=1dyn/cm。
3.3
静态接触角static contact angle
当液滴停留在固体表面，且固、液、气三相表面张力达到平衡时，气一液的界线与液一固的界线之间
的夹角。
注1：这些力由于表面张力而作用在相应表面的特定方向上。从图1中可以看出：

式中：
0s——液滴边缘与固体表面的静态接触角；
YGL一气体一液体界面的表面张力；
Ycs—气体一固体界面的表面张力；
ysL—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，即是该液体的表面张力。如果接触角是O°，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cos0s=1),固体表面张力等于液体的表面张力。

3.4
前接触角和后接触角advancing and receding contact angle
在倾斜的固体表面上液滴呈现的两个不同角。
注：前接触角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）。后接触角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。如果后接触角为零，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3.3中定义的静态接触角之间的关系是：0，≤0s≤0。

3.5
憎水性等级hydrophobicity class;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对应于最憎水的表面，HC7对应于最亲水的表面。
4憎水特性测量方法
4.1总则
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憎水性测量方法如下：

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
4.2.1总则
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，并且在污秽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。
4.2.2设备
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）的放大器件，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）放大液滴，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，以便测量分析。
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(0)比前接触角(0)和静态接触角(0s)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。

投稿会员：芳华