[發明專利]一種用于提高氣體絕緣系統中環氧絕緣耐放電性能的方法

在審

• 申請號: 201611198910.0
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN106782941A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 安振連;闕龍凱;馬勇;單芳婷
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H01B17/50
• 分類號: H01B17/50;H01B19/04
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

本發明涉及一種用于提高氣體絕緣系統中環氧絕緣耐放電性能的方法，該方法是在密閉反應室中，于適宜的溫度及壓力條件下，使用氟氣與氮氣的混合氣或氟氣與惰性氣的混合氣對環氧絕緣進行氟化處理，在環氧絕緣表面形成含C?F鍵的氟化層，用以提高環氧絕緣的耐放電性能。與現有技術相比，本發明方法工藝步驟簡單，可控性好，經濟成本低，能批量、均勻地改性具有任意形狀和尺寸的環氧絕緣件，特別適合于商業化應用。

技術領域

本發明屬于高電壓氣體絕緣技術領域，涉及一種用于提高氣體絕緣系統中環氧絕緣耐放電性能的方法。

背景技術

聚合物絕緣子在原材料、配方和制造工藝上已經歷了幾十年的改進和發展，今天已被市場廣泛接受。尤其是環氧絕緣子不僅廣泛地應用于戶外和戶內高電壓絕緣，而且現今的密閉氣體絕緣系統，如氣體絕緣開關設備(GIS)和氣體絕緣輸電管路(GIL)中使用的所有絕緣子均為盆式或柱狀環氧絕緣子。這歸因于聚合物絕緣比傳統的陶瓷和玻璃絕緣具有許多優點，如具有好的絕緣性能和適應性、簡單的制造工藝、重量輕而且容易運輸和安裝、不易破損。由于突出的電絕緣性、滅弧能力以及化學穩定性、無毒性，SF6是這些高電壓氣體絕緣系統及高電壓氣吹斷路器中最常用的氣體絕緣介質。另一方面，與SF6極高的溫室效應相比，N2是典型、廉價的環境友好氣體，并且人們現已發現在SF6中混入適當比例的N2，不會顯著地影響氣體絕緣系統的絕緣性能。然而，與陶瓷和玻璃絕緣相比，聚合物絕緣使用過程中，由于放電等因素易于老化、降解，尤其是沿面閃絡或電弧事故的發生，更容易導致聚合物絕緣表面嚴重降解或碳化，使其絕緣性能喪失，而不得不進行更換。這不僅會帶來直接的經濟損失，而且由于斷電則可能會引起重大的間接經濟損失。因此，耐放電燒蝕能力是聚合物絕緣最重要的性能之一。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種工藝簡單，僅改變環氧絕緣表層的物化特征而不改變其它任何體特征及特性，可在寬的氟化條件下顯著提高氣體絕緣系統中環氧絕緣耐放電性能的方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種用于提高氣體絕緣系統中環氧絕緣耐放電性能的方法，該方法是在密閉反應室中，于適宜的溫度及壓力條件下，使用氟氣與氮氣的混合氣或氟氣與惰性氣的混合氣對環氧絕緣進行氟化處理，在環氧絕緣表面形成含有C-F鍵的表層(氟化層)，用以提高環氧絕緣的耐放電性能。

所述的密閉反應室的溫度為室溫-120℃，壓力為0.1-2bar。

作為優選的技術方案，所述的密閉反應室的溫度為50-80℃，壓力為0.3-1bar。

所述的氟氣占反應性混合氣體的體積百分含量為2-50％。

作為優選的技術方案，所述的氟氣占反應性混合氣的體積百分含量為10-20％。

所述的反應性混合氣體優選為氟氣和氮氣混合氣。

所述的氣體絕緣系統中的絕緣氣體包括SF6或N2中的一種或兩種。

所述的氟化處理的時間為10min-24h。

作為優選的技術方案，所述的氟化處理的時間為30min-2h。

本發明中，使用含有氟氣的反應性混合氣體對環氧絕緣進行氟化處理，在環氧絕緣表面形成含有C-F鍵的表層(氟化層)的厚度為0.3-2μm。