[發明專利]基于U型梯度表面處理的環氧樹脂絕緣表面電荷抑制方法

有效

• 申請號: 201810167215.0
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108470612B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 冉昭玉;杜伯學;李進;王澤華;梁虎成
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H01B19/04
• 分類號: H01B19/04;H01B17/50;H01B17/42
• 代理公司: 12201 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 程小艷

本發明公開一種基于U型梯度表面處理的環氧樹脂絕緣表面電荷抑制方法，其特征在于，該方法主要步驟包括：先制作環氧樹脂絕緣試樣；然后在環氧樹脂絕緣試樣表面進行U型梯度設計：將試樣表面分為五個緊密連接的區域，設計表面電導先減小后增大；將試樣放置在氟化處理設備內，按照單調分布梯度在不同位置處理不同時間，溫度25℃，即可得到抑制表面電荷積聚的環氧樹脂材料。本發明對提高GIL絕緣子的性能和直流輸電系統的安全性有重要的理論價值和工程意義。

技術領域

本發明屬于改性絕緣材料及其制備領域，具體涉及一種基于U型梯度表面處理的環氧樹脂絕緣表面電荷抑制方法。

背景技術

隨著高壓輸電系統的快速發展，GIL(氣體絕緣金屬封閉管道)由于具有可靠性高、經濟性好、耐壓等級高、輸送容量大等優點，在近年來得到逐漸廣泛的應用。盆式絕緣子作為GIL設備中的固體絕緣，其表面是系統絕緣最薄弱的部分，在長期運行過程中環氧絕緣表面積累大量電荷，可能引發沿面閃絡。環氧樹脂具有卓越的電、熱、力學性能，常被用來制造盆式絕緣子。研究表明，環氧絕緣表面閃絡引起的故障在總故障中占有相當大的比例。因此，對絕緣材料進行表面改性，使其可以加快表面電荷的消散，為進一步提高GIL絕緣子可靠性提供了新的思路，成為提高電力系統安全性和可靠性的重要途徑。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于U型梯度表面處理的環氧樹脂絕緣表面電荷抑制方法，通過對環氧樹脂進行梯度氟化處理，梯度氟化處理后的環氧樹脂試樣具有二維梯度表面電導分布，表面電荷積累得到抑制，絕緣材料的耐受電壓增強，提高了GIL的運行穩定性和電力系統的安全性。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：基于U型梯度表面處理的環氧樹脂絕緣表面電荷抑制方法，該方法包括如下步驟：

1)制作環氧樹脂絕緣試樣：

(1)將環氧樹脂基和固化劑按照3:1的質量比進行混合；

(2)機械攪拌60-90min；

(3)脫氣處理40-60min；

(4)倒入涂有脫模劑的模具中加熱至70℃，固化4小時；

(5)加熱至130℃，再固化4小時；

(6)完全固化后，冷卻、脫模即可得到環氧樹脂絕緣試樣；

2)在環氧樹脂絕緣試樣表面進行U型梯度設計：

(1)將試樣表面分為五個緊密連接的區域，設計表面電導先減小后增大；

(2)將試樣放置在氟化處理設備內，按照單調分布梯度在不同位置處理不同時間，溫度25℃，即可得到抑制表面電荷積聚的環氧樹脂材料。

所述步驟2)中分步驟(2)按照單調分布梯度在不同位置處理不同時間，其中氟化處理時間分別為60min、30min、0min、30min、60min。

所述步驟2)中分步驟(2)按照單調分布梯度在不同位置處理不同時間，其中氟化處理時間分別為45min、15min、0min、15min、45min。

所述步驟2)中分步驟(2)按照單調分布梯度在不同位置處理不同時間，其中氟化處理時間分別為20min、5min、0min、15min、20min。

所述步驟1)中分步驟(1)環氧樹脂基為縮水甘油醚類的雙酚A環氧樹脂。

所述步驟1)中分步驟(1)固化劑為低分子量聚酰胺樹脂HY-651。

所述步驟2)中分步驟(2)氟化處理設備使用的氣體是N₂/F₂的體積比為4/1的混合氣體。

有益效果