在电网系统中,覆冰是一种破坏性较为严重的自然灾害,对电网系统的输配电线路等设备危害极大。目前系统中广泛使用的电流融冰技术与机械除冰方法在低电压等级下的配电线路中,因功率与电流的限制,无法发挥最大的除冰潜力。论文根据疏水性表面具有防结冰性能的原理,采用在线路外侧加装疏水涂层的方法预防覆冰灾害的发生。研究改进了现有电网在极端气象条件下,配电线路受覆冰影响的运行状况,对未来电网的防冰方案提供可靠的技术支持,减少极端雨雪天气带来的经济损失。试验通过对材料表面疏水、脱冰机理的研究,在电网铝绞线表面构筑疏水性涂层,并对其进行防结冰性能与耐候稳定性的测试研究。为配电线路覆冰性能测试的开展,试验时首先搭建了一座覆冰环境模拟平台。试验平台由一个环境模拟试验箱与控制电路组成,试验箱设有半导体制冷片、风机组、散热水泵、雾化振动加湿器与淋雨滴水头等装置,可模拟出温度为-20～0℃、相对湿度大于80%的低温高湿淋雨环境,通过电路的控制,可进行多种冻雨条件下线路覆冰的模拟。试验构筑的疏水性涂层以环氧树脂涂料为基础,再添加引入聚二甲基硅氧烷（PDMS）或Si O2进行改性,通过搅拌、喷涂可在金属表面形成涂层。其中,含有PDMS的环氧树脂涂层表面接触角为109.2°,含有PDMS与Si O2的环氧树脂涂层表面最大接触角可达146.7°,疏水性能非常优异。这种环氧树脂涂层与铝合金的结合性能较好,不易脱落,便于涂装在多股铝绞线结构的表面。这些疏水性涂层在环境模拟试验箱内进行的线路覆冰测试中展现了优异的防结冰性能。其中,疏水性能最优异,添加PDMS与Si O2两种材料改性后的环氧树脂涂层,在-10℃时能使铝板表面10μL的水滴结冰时间推迟900 s,而在-5℃时可将水滴结冰时间延长至1800 s以上;在相对湿度为80～90%,环境温度为-15℃,滴水速率为3000μL/min的低温淋雨试验中,添加PDMS与Si O2的环氧树脂涂层可比无涂层的原始铝绞线覆冰质量减少12.4%;这种疏水性涂层所具备的防结冰能力,在低于冰点的较高温度区间内表现得更加显著,当环境温度为-10℃与-5℃时,涂装疏水性外层则能分别减少27.5%与66.8%的导线覆冰质量;此外,这种疏水涂层还能够改变线路外侧覆冰的形貌,使总覆冰中冰挂质量的比例上升4～6%,这些聚集在线路下方的冰柱更加易于通过电流发热或机械振动的方法进行清除。在涂层的耐候性试验中,添加PDMS的环氧树脂涂层具有更优异的疏水稳定性。而添加PDMS与Si O2的环氧树脂涂层虽然在淋雨冲击与高温老化试验中会对其表面的粗糙结构造成破坏,但接触角仍可以保持在130°以上,这种比较稳定的疏水性能使涂层具有一定的工程应用潜力。