凝露是发生在气-固界面上常见的气-液相变行为,这种现象常见于暴露在潮湿空气中的冷表面上。我国电力设备表面甚至内部凝露现象普遍存在,并且凝露的产生会损害电力设备机械强度和绝缘性能,从而大幅度提高了电力事故发生的可能性。因此,研究电力设备防潮措施,解决设备的凝露问题尤为重要和迫切。目前疏水材料作为防凝露的有效手段得到了广泛关注,学者们制备出多种疏水材料,试图将其应用于电力设备表面以避免凝露闪络事故。但是对于如何可控构筑不同纳微结构的疏水涂层,以及表面结构对凝露行为以及闪络特征的影响探究较少,并且尚未把凝露和闪络实验有机结合起来。因此,从材料表面疏水性的关键影响因素—表面结构出发,制备防湿防闪材料并研究其凝露规律和闪络特性,这对开发具有实际应用前景的电力设备防凝露涂料有着重要意义。本文主要利用不同粒径的SiO2颗粒稳定构筑4种不同表面结构的疏水涂层,并结合SEM、AFM和FTIR等表征其物理化学结构进而分析涂层试样疏水性差异的根本原因;然后对不同疏水性涂层进行润湿条件下的沿面闪络实验和电化学阻抗测试,研究涂层表面结构对绝缘性和阻水性的影响;最后在自制凝露闪络箱中模拟一定温湿度条件下的凝露实验并进行凝露闪络测试,分析归纳出不同表面结构表面的凝露规律及其对闪络的影响。第一,本文以SiO2纳米颗粒为无机填料、有机硅树脂为增强体,通过调控不同粒径SiO2混合比以及优化无机填料/有机树脂用量比可控构建不同静态接触角的稳定涂层。结果表明:（a）纯树脂以及添加2μm、300 nm、20 nm/300 nm和20 nm SiO2的涂层静态接触角分别为94°、110°、125°、136°和152°,通过控制加入填料的粒径可实现不同表面结构涂层的稳定构筑。（b）利用不同粒径SiO2构筑4种表面结构涂层,AFM表征中疏水性最差的纯树脂涂层均方根粗糙度Rq为30.4 nm、表面高度跨度z为229.9 nm,而20 nm的SiO2则由于团聚体彼此连接,形成网状多孔结构Rq增大到81.9 nm,z增大到544.1 nm,静态接触角也增大到152°;且该方法制备的涂层耐酸碱性（p H:1-13）好,耐热性能可达250℃,且在砂纸摩擦之后依然保持良好的疏水性。第二,本文系统研究不同纳微结构涂层的沿面闪络特性,并对涂层的阻水性能进行测试。（a）闪络实验测试发现,20 nm SiO2构筑的涂层的湿润闪络电压为15.7 k V,是普通树脂涂层的两倍,5 mg/L Na Cl溶液湿润闪络电压为15k V,是2μm SiO2涂层的1.5倍,说明超疏水结构可有效降低局部放电的风险。实验对湿润涂层表面进行电场仿真,结果证实涂层表面液滴较高的静态接触角、较大的液滴间距,以及较小的液滴体积,可显著降低周围电场畸变程度,有利于保持较高湿闪和污闪电压。（b）EIS结果表明,添加2μm和300 nm SiO2复合涂层因表面微观孔隙尺寸较大,使得涂层短时间浸泡后快速丧失阻水性能,无法有效阻止水分子的渗透;而20 nm SiO2复合涂层因其层层堆叠的网状结构所产生的小尺寸效应,使得电解质溶液无法渗透到纳米粒子阻挡的细密孔隙,该涂层具有较好的阻水性能。第三,本文对不同纳微结构涂层表面进行凝露模拟实验,并结合理论计算进行分析,同时考察了涂层在凝露条件下的闪络情况。（a）凝露结果表明,θ为94°的纯树脂涂层8 s内会出现凝露,当θ达到152°时,可有效延长液滴成核时间至1 min;这导致了凝露30 min时θ角为152°的涂层表面90%的凝露尺寸小于普通疏水涂层;且152°的超疏水涂层冷凝30 min后结露质量最小,仅为34.2 mg,闪络电压最大为10.3 k V,分别是2μm SiO2涂层的0.63和1.53倍,这表明超疏水结构涂层具有最好的防凝露效果,从而具有良好的绝缘性能。基于以上研究,本文总结了不同表面结构涂层在湿润电场环境中的凝露生长规律以及闪络发生难易规律,为可应用于电力设备表面防凝露涂层的配方设计与应用提供理论基础和技术指导。