[發(fā)明專利]一種高壓GIL表面功能梯度絕緣子制備方法

在審

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• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111462961A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設計）人: 杜伯學;冉昭玉;李進;陳允;梁虎成;姚航
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學
• 主分類號: H01B19/04
• 分類號: H01B19/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程小艷

本發(fā)明公開一種高壓GIL表面功能梯度絕緣子制備方法，該制備方法主要為:加熱絕緣子,整體表面溫度達到相對穩(wěn)定的水平，將T1?Tn變化幅度在10％以內(nèi)視作相對穩(wěn)定，記下該段溫度平穩(wěn)時間為從t1到t2；冷卻至室溫，干燥。真空泵排盡空氣后，沖入并排空氮氣使用F₂/N₂氣體混合物進行氟化反應，氟化處理時間為從t1到t2，沿絕緣子表面從上到下氟化處理溫度為T1?Tn。氟化反應后，絕緣子表面形成梯度厚度的氟化層，絕緣子具有連續(xù)梯度分布的表面電導率，排盡氟氣，并進行殘余氣體處理。

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于絕緣子制備技術(shù)領域，具體涉及一種高壓GIL表面功能梯度絕緣子制備方法。

背景技術(shù)

直流氣體管道輸電(GIL)因其傳輸容量大、線路鋪設簡單、電磁干擾小等優(yōu)點，在近年來得到極大發(fā)展，隨著電壓等級的升高，對于絕緣子性能的要求也逐漸提高。在實際運行過程中，直流下絕緣子表面易積聚單極性電荷，其沿面電場分布不均，可能最終引起絕緣故障，從而威脅到整個直流輸電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。本發(fā)明提出一種高壓GIL表面功能梯度絕緣子制備方法，可以實現(xiàn)絕緣子連續(xù)的梯度表面電導分布，從制備工藝入手，通過改善絕緣子表面結(jié)構(gòu)來提升絕緣子性能，同時操作簡易，具備工業(yè)化生產(chǎn)前景，有望在實際系統(tǒng)中起到避免絕緣故障發(fā)生的重要作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明以絕緣子為研究對象，所調(diào)控特性為其表面電導分布，旨在提供具有連續(xù)氟化表層分布的GIL絕緣子制備方法，實現(xiàn)對絕緣子的表面特性調(diào)控，提升絕緣子性能，避免絕緣故障發(fā)生。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種高壓GIL表面功能梯度絕緣子制備方法，包括如下步驟：

1)在密閉反應釜中放置絕緣子，絕緣子上表面固定熱電偶進行加熱，熱電偶連接溫控電路，設定溫度為Tset，加熱絕緣子上表面。

2)通過移動測溫探針測量絕緣子沿面等距5個點的表面溫度，溫度梯度范圍為T1-T5。

3)在絕緣子上表面加熱一定時間后，體傳導與空氣傳導達到相對平衡，即絕緣子整體表面溫度達到相對穩(wěn)定的水平(綜合測量誤差等因素，將T1-T5變化幅度在10％以內(nèi)視作相對穩(wěn)定)，記下該段溫度平穩(wěn)時間為從t1到t2。

4)取出絕緣子并冷卻至室溫，干燥3小時后，重復步驟1，通過真空泵排盡空氣后，沖入并排空氮氣五次，然后使用20vol％F₂的F₂/N₂氣體混合物進行氟化反應，氟化處理時間為從t1到t2，沿絕緣子表面從上到下氟化處理溫度為T1-T5。

5)氟化反應后，絕緣子表面形成梯度厚度的氟化層，絕緣子具有連續(xù)梯度分布的表面電導率。排盡氟氣，并進行殘余氣體處理。

氟化處理時間為絕緣子表面溫度平穩(wěn)階段，該時間范圍在10分鐘-100分鐘。

沿絕緣子表面從上到下氟化處理溫度范圍在60℃-20℃。

氟化處理采用溫控裝置且使用20vol％F₂的F₂/N₂氣體混合物。

有益效果

本發(fā)明可以在絕緣子表面構(gòu)筑連續(xù)梯度分布電導的氟化層。圖1所示為利用梯度溫度來氟化處理絕緣子的制備圖，圖2所示為原始絕緣子、均勻氟化絕緣子、連續(xù)梯度氟化絕緣子的直流閃絡電壓。

附圖說明

圖1為溫度梯度氟化絕緣子的制備示意圖。

圖2為始絕緣子、均勻氟化絕緣子、連續(xù)梯度氟化絕緣子的直流閃絡電壓。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。