CN105610083B - 具有改进的电绝缘和电弧的熄灭的电气设备以及相关的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包含密封的外壳的电气设备，其中安置至少一个电绝缘部件、电气部件，以及提供电绝缘和使可能在该密封的外壳内形成的电弧熄灭的气体介质。根据本发明，所述至少一个电绝缘部件的表面涂布有由氟原子组成的连续层。本发明还涉及改进所述电气设备的电绝缘的方法。

Description

具有改进的电绝缘和电弧的熄灭的电气设备以及相关的方法
技术领域
本发明涉及在电气设备中，特别是在所谓的“中压”电气设备中，电绝缘和电弧熄灭的领域。
更精确地，本发明涉及配置有密封的外壳的电气设备，所述外壳含有气体介质作为用于电绝缘和使可能在其中形成的电弧熄灭的介质。
该电气设备可特别是变压器，例如供电变压器或仪器变压器、用于输送或分配电的气体绝缘管线、母线或甚至连接/切断电气设备(也称为开关装置)，例如电流断路器、ON-OFF开关、ON-OFF开关-保险丝组合、分离开关、接地分离开关或接触器。
本发明还涉及用于改进电气设备的电绝缘的方法。
背景技术
在电气设备中，且特别是在中压电气设备中，电绝缘和使可能形成的电弧熄灭通常通过限制在这些电气设备中的气体介质提供。该气体介质更特别是限制在密封的外壳中，在该密封的外壳中还坐落至少一个电绝缘部件和电气部件。
在前述和以下，短语“中压”以其通常的含义使用，即短语“中压”指的是在交流电源中高于或等于1,000V和在直流电源中达1,500V但是在交流电源中不超过52,000V和在直流电源中不超过75,000V的电压。
目前，最常用于这种类型的电气设备的气体介质为六氟化硫SF6，由于该气体异常的物理性质，由此因分子的电负性以及适当的导热性，具有相对高的介电强度。另一方面，该气体具有良好的化学稳定性，此外，无毒。
然而，SF6主要的缺点是其为非常强的温室效应气体。实际上，SF6的全球变暖潜能值(GWP)为22800：通过比较，1kg的SF6与22.8吨CO2对温室效应具有相同的影响。
因此，虽然在紧凑性、可靠性、寿命安全或甚至使用期限方面SF6电气设备当今总体上满足行业要求，但是出于明显的环境原因，必须限制这样的 气体在电气设备中的施行，在中短期明确规定禁止其施行将是可能的。
为了限制施行SF6并预见准备其可能的禁用，已提议用不同的气体代替SF6，这些气体具有良好的电绝缘和电弧熄灭的性质，对环境具有低或零影响，并且在另一方面无毒。
在SF6的备选中，文献US 2014/0190726(在本说明书下文中称为[1])提议使用包含氟酮和稀释气体的混合物作为气体介质，其中氟酮以预定的摩尔比存在于混合物中。
更特别是，在文献[1]中，施行的氟酮为十氟-2-甲基丁-3-酮，其具有分子式C5F10O，并且通常以缩写“C5K”命名。稀释气体可进而选自空气、氮气、一氧化二氮、二氧化碳、体积比在90/10-97/3范围的二氧化碳和氧气混合物，和这些不同气体的混合物。
施行在文献[1]中描述的混合物，特别是C5K-空气混合物，能够使介电强度值达到与SF6提供的相当，因此构成用于电绝缘和使可能形成的电弧熄灭的气体介质，这是相当令人满意的。
然而，相对于施行SF6所得到的，观察到施行诸如在文献[1]中教导的气体介质，引起在密封的外壳中布置的电绝缘部件的表面介电耐受性降低。该表面介电耐受性的降低导致电弧以比施行SF6时所得到的低的电位差值沿所述电绝缘部件的表面顺着电弧径迹(tracking path)传播。
为了克服电绝缘部件的表面介电耐受性的这种降低，并因此达到相应电气设备的电绝缘值(与SF6提供的那些相当)，一种解决方案是提高这些电气设备的不同的组成零件的尺寸。
然而，这样的尺寸提高将很快导致设计大体积电气设备，其成本将会高昂得令人难以承受的。此外，这样的方案将与近几十年来发展体积日益降低的小型电气设备的努力背道而驰。
因此，本发明的目的是克服现有技术的缺点，并且提供电气设备，特别是中压电气设备，其具有电绝缘和使可能形成的电弧熄灭的性质，与SF6电气设备提供的那些性质相当，而没有施行该SF6时对于环境要求的缺点。
在不存在所述电气设备尺寸的任何显著提高下，或者甚至通过迄今为止可用于制造这些电气设备的零件制造时，本发明的电气设备应更特别地具有电绝缘部件与SF6电气设备的表面介电耐受性相当的表面介电耐受性。
本发明的另一个目的是提供一种电气设备，其不局限于施行能够使得电 绝缘值与SF6能达到的那些相当的气体介质。这样的电气设备应具有改进的电绝缘部件的表面介电耐受性，同时施行迄今为止用作电绝缘和使可能形成的电弧熄灭的介质的其它已知的气体介质。如前所述，这样的电气设备性能的这种改进应在不存在所述电气设备尺寸的任何显著提高下得到，该电气设备有利地通过迄今为止可用于制造这些电气设备的零件制造。
本发明的另一个目的是提供一种电气设备，其不仅局限于以上定义的中压领域，而是还可在该中压领域以外施行，特别是在低压领域施行，短语“低压”指的是在交流电源中低于1,000V和在直流电源中低于1,500V的电压。
发明内容
首先，这些目的以及其它目的通过前述类型的电气设备实现，也就是包含密封的外壳的电气设备，其中安置至少一个电绝缘部件、电气部件，以及提供电绝缘和使可能在该密封的外壳内形成的电弧熄灭的气体介质。
根据本发明，所述至少一个电绝缘部件的表面涂布有由氟原子组成的连续层。
实际上，本发明人出乎意料和惊讶地注意到，相对于其表面没有由氟原子组成的连续层的参比电绝缘部件，当相同的表面涂布有由氟原子组成的连续层时，电绝缘部件的表面介电耐受性得到改进，其中相应的电气设备的所有组成部分具有相同的尺寸。表面介电耐受性的这种改进是显著的，并且相对于对参比电气设备所测得的表面介电耐受性，估计可改进至少10％，有利地改进至少15％，优选，改进至少20％。
除了该电绝缘部件的表面介电耐受性的这种改进(其能够使电弧径迹局限在所述表面)之外，也增加了在实际的电弧切断方面的显著改进。实际上，当在其涂布有由氟原子组成的连续层的表面接触电弧后，电绝缘部件将释放氟原子。这些氟原子随后吸收该电弧的部分能量，因此，有助于所述电弧的熄灭。
如上所示，本发明的电气设备包含至少一个电绝缘部件，其表面涂布有由氟原子组成的连续层。
由于电气设备通常包含若干电绝缘部件，可预期这些电绝缘部件中仅一个的表面涂布有该由氟原子组成的连续层。有利地，此单一电绝缘部件为最可能沿其表面顺着电弧径迹传播电弧的电绝缘部件，特别是由于其接近可能 形成所述电弧的区域。
但是，还可预期电气设备的两个、三个或甚至更多个电绝缘部件或甚至电气设备的所有电绝缘部件的相应的表面涂布有由氟原子组成的连续层。
众多材料可预期用于制备电绝缘部件。该(这些)电绝缘部件可特别地由包含至少一种选自热固性聚合物、热塑性聚合物和弹性体的聚合物的材料制成，该聚合物可为单独的或在作为混杂物的混合物中。
在本发明的第一可选方案中，当电绝缘部件的材料的聚合物为热固性聚合物时，该聚合物可选自聚环氧化物、不饱和聚酯和聚氨酯。
在本发明的第二可选方案中，当电绝缘部件的材料的聚合物为热塑性聚合物时，该聚合物可选自线性聚酯、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)和聚缩醛。
线性聚酯中可特别提及聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。
聚缩醛中可特别提及聚甲醛(POM)。
在热塑性聚合物的选择是聚酰胺的情况下，该聚合物可有利地为所谓的“高性能”聚酰胺，特别是聚邻苯二酰胺(PPA)，这是因为其具有优良的机械性质和耐高温性。
在本发明的第三可选方案中，当电绝缘部件的材料的聚合物为弹性体时，后者可选自有机硅和乙烯-丙烯-二烯烃(EPDM)三元共聚物。
电绝缘部件的材料还可包含增强材料，与在该材料中施行的聚合物的性质无关，无论该聚合物为热塑性、热固性还是弹性体。
这些增强材料可由纤维组成，其可为有机的或无机的。在无机纤维中，可提及玻璃纤维。在有机纤维中，可提及聚合物纤维，例如聚酯或芳族聚酰胺纤维。
在本发明的有利的方案中，纤维为玻璃纤维。
这些增强材料还可由填料组成，这些填料也可为有机的或无机的。在无机填料中，可有利地提及二氧化硅SiO2或硅石填料。
无所禁忌地预期这些增强材料由所述纤维和所述填料的混合物组成。
如前所指出的，通过气体介质提供电绝缘和使在本发明的电气设备的密封的外壳内可能形成的电弧熄灭。
该气体介质可选自已知的并且迄今为止用作电绝缘和使可能形成的电弧熄灭的介质的所有气体介质。
特别是，可选择六氟化硫SF6作为气体介质，结果是，可观察到相应电 气设备的电绝缘性能的改进。
然而，为了明显限制气体介质对环境的影响，该气体介质包含一种或多种含量尽可能有限的温室效应气体。优选，该气体介质不含六氟化硫SF6。
该气体介质可有利地选自二氧化碳CO2，但也可选自空气和氮气N2，这后两种气体对环境没有不利的影响。
该气体介质还可有利地选自不同的气体混合物，这些气体混合物包含至少一种选自氟酮、氢氟烯烃和氟腈的化合物，如果需要，为与稀释气体的混合物的形式。
这样的气体介质还可包含氟酮和稀释气体。
所述氟酮更特别是具有五个碳原子的碳链酮，优选完全被氟取代，其无毒，无腐蚀，不爆炸，由于酮基C＝O的双键对紫外线敏感，在大气中非常快速降解，并且GWP接近1。
在本发明的一种更特别有利的可选方案中，存在于气体介质中的氟酮为十氟-2-甲基丁-3-酮或C5K，其已在文献[1]中描述。实际上，包含氟酮C5K和稀释气体的这样的气体介质的介电强度特性与SF6相当。
因此，更具体地对于涉及包含氟酮C5K的气体介质的条件可参考文献[1]，特别是，其摩尔百分数为摩尔百分数M的至少95％，通过定义的公式(I)测定，特别是参考文献[1]的段落[0026]至[0030]。
同样如在文献[1]中教导的，稀释气体可选自空气、氮气、一氧化二氮、二氧化碳、体积比在90/10-97/3范围的二氧化碳和氧气的混合物和这些不同气体的混合物。该稀释气体有利地为空气。
该气体介质还可包含氢氟烯烃，单独地或以与稀释气体的混合物的形式，如在文献US 2014/0196932中描述的，下文中称为文献[2]。
氢氟烯烃更特别是具有三个碳元素的碳链的氟化烯烃，优选为C3H2F4类型，其无毒，无腐蚀，不爆炸，臭氧消耗潜值(ODP)为0，GWP低于10，并且提供的介电性质能够使其有利地代替SF6作为绝缘和/或熄灭电弧的气体。
氢氟烯烃可特别是反式-1,3,3,3-四氟-1-丙烯(HFO-1234ze)或2,3,3,3-四氟-1-丙烯(HFO-1234yf)，这些化合物中的每一个可单独使用，或为与稀释气体的混合物的形式。
因此，更具体地对于涉及包含这样的氢氟烯烃的气体介质的条件可参考 文献[2]，特别是，其摩尔百分数为摩尔百分数M的至少95％，通过特别描述在文献[2]的段落[0018]中的公式测定。
同样如在文献[2]中教导的，稀释气体可选自空气(有利地干燥空气)、氮气、氧气、二氧化碳和这些不同气体的混合物。
该气体介质还可包含氢氟烯烃和氟酮，单独地或与以稀释气体的混合物形式，如在文献US 2014/0233159中描述的，下文中称为文献[3]。
如前面已提及的，氟酮更特别是具有五个碳原子的碳链酮，优选全部用氟取代，而氢氟烯烃更特别是具有三个碳原子的碳链的氟化烯烃，优选为C3H2F4或C3HF5类型。
有利地，氟酮为十氟-2-甲基丁-3-酮C5K，而氢氟烯烃可选自反式-1,3,3,3-四氟-1-丙烯(HFO-1234ze)、2,3,3,3-四氟-1-丙烯(HFO-1234yf)和1,2,2,5-五氟-1-丙烯(HFO-1225ye)。
更具体地对于涉及包含氟酮、氢氟烯烃和稀释气体的混合物的气体介质的条件可参考文献[3]，特别是，根据文献[3]的段落[0020]中描述的公式测定相对压力值。
同样如在文献[3]中教导的，稀释气体可选自空气、氮气、氧气、二氧化碳或这些气体的混合物。
该气体介质还可包含氟腈，单独地或以与稀释气体的混合物形式，如在文献WO2013/151741和WO 2014/037566中描述的，下文中分别称为参考文献[4]和[5]。
氟腈可具体为2,3,3,3-四氟-2-三氟甲基丙腈，也称为七氟异丁腈，或甚至可为2,3,3,3-四氟-2-(三氟甲氧基)丙腈。
对于施行该氟腈的这种气体介质的优选的实施条件，可有利地参考文献[4]和[5]。
通过以下表面处理方法可得到涂布所述至少一个电绝缘部件的表面的由氟原子组成的连续层，所述方法包括所述至少一个电绝缘部件的至少一个氟化步骤，标注为F。
如果所述氟化表面处理方法迄今为止已知降低施用该方法的材料的流体(例如液体或气体)渗透性，则不暗示这种包含氟化步骤的方法将能够显著改进所述材料的表面介电耐受性。
该氟化F步骤可特别通过使所述至少一个电绝缘部件与加压的氟化气 体接触而进行。
该氟化气体可为单独的氟F2，或甚至通过氟F2与另一种气体例如氮气N2的混合物形成。
可特别使用这样的混合物，其中氟体积比例为5％-30％，氮气体积比例进而为70％-95％。
在一种具体的实施方式中，在氟化F步骤之前，实施的表面处理方法可包括初步处理。
由于在工业成本方面当然具有不可忽略的影响，这样的初步处理更特别在电绝缘部件的材料包含增强材料的情况下实施。
该初步处理包括第一氟化或预氟化步骤，标注为F0，接着是酸处理步骤。
因此，能够得到由氟原子组成的连续层的表面处理方法包括按照此顺序进行的以下连续的步骤：
(a)第一氟化F0步骤，
(b)酸处理步骤，和随后
(c)例如如上所述的氟化F步骤，从而得到由氟原子组成的连续层。
第一氟化F0的步骤(a)能够使氟原子在所述至少一个电绝缘部件的表面沉积，以形成由氟原子组成的第一层，并且对于增强材料，例如纤维和/或填料，通过所述材料的聚合物的表面降解而出现在该(这些)电绝缘部件的材料的表面处。
关于氟化F步骤，第一氟化F0步骤(a)可通过使所述至少一个电绝缘部件与加压的氟化气体接触而进行，所述氟化气体为氟或氟与另一种气体例如氮气的混合物。
如前面对于氟化F步骤所提及的，在第一氟化F0步骤期间，可使用其中氟体积比例为5％-30％，氮气体积比例进而为70％-95％的混合物。
如前所示的，当所述至少一个电绝缘部件的材料包含增强材料时，无论这些增强材料为纤维和/或填料形式，该第一氟化F0倾向于使得所述增强材料出现在表面处。因此观察到在步骤(a)结束时得到的氟原子的第一层不必然是连续的，这对于电绝缘部件的表面介电耐受性性能是有害的。
当包括初步处理时，在第一氟化F0步骤(a)之后，在本发明的范围内实施的表面处理方法包括酸处理步骤(b)。在实施第一氟化F0步骤(a)之后，通 过确保除去在该或这些电绝缘部件的表面突出的增强材料，如纤维和/或填料，该酸处理步骤(b)能够克服由于在电绝缘部件的材料中存在增强材料而产生的缺点。
该酸处理步骤(b)可特别通过使所述至少一个电绝缘部件与水溶液接触而进行。
这样的水溶液可有利地包含氢氟酸HF，特别是当所述纤维为玻璃纤维和/或所述填料为硅石填料时，氢氟酸通常能溶解二氧化硅，特别是玻璃。
在本发明的一种具体的可选方案中，该初步处理还可包括补充的洗涤和干燥步骤，以从酸处理步骤(b)除去任何残余的痕量物质。
在此情况下，在酸处理步骤(b)和氟化F步骤(c)之间，表面处理方法包括按照此顺序进行的以下连续的步骤：
(b1)洗涤步骤，和随后
(b2)干燥步骤。
有利地，洗涤步骤(b1)可通过水洗涤而进行，而干燥步骤(b2)可通过真空干燥而进行。
在本发明电气设备的当前的制造过程中当然可包括第一氟化F0(a)和酸处理(b)步骤，以及如果需要的话，后续的洗涤(b1)和干燥(b2)步骤，但是对所述过程的总体成本不是没有影响。
尽管无论所述至少一个电绝缘部件的材料的组成是什么都可以施行它们，但出于成本节约的原因，优选对以高于或等于材料总质量的20％，有利地，高于或等于30％的质量比包含增强材料(如纤维和/或填料，更特别是玻璃纤维和/或二氧化硅填料)的材料实施这些步骤(a)、(b)和如果需要的话(b1)和(b2)。
如在下文的实施例中看到的，通过使玻璃纤维的质量比达到材料总质量的50％，实现了表面介电耐受性的急剧提高。
根据本发明，刚才描述的电气设备可为中压(但也可为低压)开关装置电气设备。
这样的电气设备可特别是气体绝缘变压器，例如，供电变压器或仪器变压器。该电气设备还可为空气或地下气体绝缘管线，或用于输送或分配电的母线。最后，其还可为连接/切断电气设备(也称为开关装置)，例如，电流断路器、ON-OFF开关、分离开关、ON-OFF开关-保险丝组合、接地分 离开关或接触器。
本发明更具体涉及的电绝缘部件可特别是包绕导体的衬套、包绕保险丝的零件(也称为“熔断器(fuse well)”)、铰刀轴(cutter shaft)(也称为移动轴(mobile shaft))、绝缘体，以及当然地，包含特别确保电绝缘和在所述密封的外壳内使可能形成的电弧熄灭的气体介质的密封的外壳。
其次，本发明涉及用于改进电气设备的电绝缘的方法，该电气设备包含密封的外壳，其中安置至少一个电绝缘部件、电气部件，以及确保电绝缘和使可能在该密封的外壳内形成的电弧熄灭的气体介质。
以上对于电气设备所描述的有利特性可单独或以组合方式取得，并且其涉及形成电绝缘部件的材料(聚合物和/或增强材料)或甚至气体介质的组成，该气体介质确保电绝缘和使所述密封的外壳内可能形成的电弧熄灭。
根据本发明，该方法包括至少一个氟化F所述至少一个电绝缘部件的步骤，从而在所述至少一个电绝缘部件的表面处沉积由氟原子组成的连续层。该氟化F步骤当然是在电气设备的密封的外壳中布置所述至少一个电绝缘部件之前实施的。
本发明的该方法的该氟化F步骤的特性是例如前面关于电气设备所描述的，并且它们可单独或以组合方式取得。
在本发明的方法的一种具体的实施方式中，特别是在所述至少一个电绝缘部件的材料包含增强材料，如纤维和/或填料，特别是基于二氧化硅的增强材料的情况下，在氟化F步骤之前，该方法还可包括初步处理。
如关于电气设备所描述的，该初步处理可有利地包括第一氟化F0或预氟化步骤，接着是酸处理步骤。
在后一种假说中，用于改进电气设备的电绝缘的方法包括按照此顺序进行的以下连续的步骤：
(a)第一氟化F0步骤，
(b)酸处理步骤，和随后
(c)如上所述的氟化F步骤，从而得到由氟原子组成的连续层。
如上所述，在酸处理步骤(b)和氟化F步骤(c)之间，本发明的方法还可包括按照此顺序进行的以下连续的步骤：
(b1)洗涤步骤，和随后
(b2)干燥步骤。
有利地提及上文对电气设备所描述的关于步骤(a)、(b)，如果需要还有(b1)和(b2)的有利特性，并且这样的特性可单独或以组合方式取得。
由以下并且涉及本发明的具体实施方式的描述，本发明的其它优点和特性将变得更加显而易见，第一实施方式仅包括氟化F步骤，而第二实施方式包括初步处理和随后氟化F步骤。
当然，本发明的这些具体实施方式通过说明的目的给出，而绝非要限制本发明。
具体实施方式
实施氟化F步骤，不存在初步处理
已进行雷电冲击试验(lightning impulse test)来评价两个系列的电绝缘部件的表面介电耐受性，第一个系列由聚环氧化物(标注为“EP”)组成，第二个系列由在聚对苯二甲酸丁二醇酯(标注为“PBT”)中包含20％质量(相对于所述材料的总质量)的玻璃纤维(标注为“GF”)的材料制成。
一部分这些电绝缘部件并未经历任何氟化F步骤：它们为所谓的“参比”电绝缘部件。
其它电绝缘部件已经历氟化F步骤。该氟化F步骤如下进行：在0.1Mpa总压力下，使电绝缘部件与气体混合物接触30分钟，该气体混合物由12.5％体积的氟F2和87.5％体积的氮气N2组成。该氟化F步骤已在不同的氟化温度下进行：25℃、55℃和85℃。
使用参比电绝缘部件和在气体介质中经历氟化F步骤的电绝缘部件，进行了雷电冲击试验，所述气体介质由在20℃的C5K和干燥空气的混合物形成，其相应的比例为0.16巴和1.14巴。
在雷电冲击试验结束时得到的表面介电耐受值(以kV计)汇集在下表1。
材料 未氟化F(kV) 氟化F，25℃(kV) 氟化F，55℃(kV) 氟化F，85℃(kV)
EP 42.8 51.6 50.4 49.9
PBT+GF(20％) 42.0 45.1 43.2 43.7
表1
表1的结果显示，相对于参比电绝缘部件，经历氟化F步骤的电绝缘部件的表面介电耐受性获得显著改进。
在氟化温度接近室温时，该改进更加强烈。在聚环氧化物电绝缘部件的 情况下，相对于参比聚环氧化物电绝缘部件，在85℃下该改进为至少15％，当氟化温度为25℃时甚至达到20％。
在电绝缘部件的材料包含质量含量为20％的玻璃纤维的情况下，观察到表面介电耐受性的改进不太强烈。
一方面，使用这些相同的参比电绝缘部件，另一方面，使用经历氟化F步骤的那些部件进行类似的雷电冲击试验，但是在环境空气中(代替C5K和干燥空气的混合物)，支持以上所示的观察。
施行初步处理，接下来是氟化F步骤
已进行雷电冲击试验来评价电绝缘部件的表面介电耐受性，该电绝缘部件由在聚邻苯二酰胺(标注为“PPA”)中包含50％质量(相对于所述材料的总质量)的玻璃纤维(标注为“GF”)的材料制成。
如在前面的测试中一样，一部分这些所谓的“参比”电绝缘部件未经历任何氟化F步骤。
其它电绝缘部件已经历初步处理且随后经历氟化F步骤，该初步处理包括按照此顺序进行的以下连续的步骤：
-第一氟化F0步骤，
-酸处理步骤，
-洗涤步骤，和随后
-干燥步骤。
通过使电绝缘部件与0.02Mpa的氟F2在25℃下接触1小时，进行了第一氟化F0步骤。
通过在25℃温度下，将已经历以上第一氟化F0步骤的电绝缘部件在氢氟酸HF水溶液中放置15分钟，进行了酸处理步骤，其中HF占所述水溶液的40％摩尔。
通过在搅拌下将来自酸处理步骤的电绝缘部件浸泡于水中48小时，进行了洗涤步骤。
通过将用水洗涤的电绝缘部件在真空干燥装置中在50℃放置16小时，进行了干燥步骤。
通过使干燥的电绝缘部件与氟F2在25℃和0.01Mpa压力下接触15分钟，进行了氟化F步骤。
使用参比电绝缘部件和经历初步处理和随后氟化F步骤的电绝缘部件， 在大气压下在空气中进行了雷电冲击试验。
在这些雷电冲击试验结束时将得到的表面介电耐受值(以kV计)汇集在下表2。
材料 无氟化F(kV) 氟化F，无初步处理(kV) 氟化F，有初步处理(kV)
PPA+GF(50％) 53.1 50.1 63.1
表2
表2的结果显示，相对于未经历任何处理的参比电绝缘部件，当已经历初步处理和随后氟化F步骤时，电绝缘部件的表面介电耐受性实现大于18％的改进。
表2的结果还突显，当电绝缘部件的材料包含非可忽略的纤维质量比例(在此情况下，50％的玻璃纤维)，在氟化F步骤之前，初步处理对于改进所述电绝缘部件的表面介电耐受性性能是必要的。
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Claims (27)

1.包含密封的外壳的电气设备，其中安置至少一个电绝缘部件、电气部件，以及提供电绝缘和使可能在该密封的外壳内形成的电弧熄灭的气体介质，其特征在于所述至少一个电绝缘部件的表面涂布有由氟原子组成的连续层。
2.权利要求1的电气设备，其中所述至少一个电绝缘部件由包含至少一种选自热固性聚合物、热塑性聚合物和弹性体的聚合物的材料制成。
3.权利要求2的电气设备，其中所述材料还包含增强材料。
4.权利要求2的电气设备，其中所述热固性聚合物选自聚环氧化物、不饱和聚酯和聚氨酯。
5.权利要求2的电气设备，其中所述热塑性聚合物选自线性聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯和聚缩醛。
6.权利要求2的电气设备，其中所述弹性体选自有机硅和乙烯-丙烯-二烯烃EPDM三元共聚物。
7.权利要求3-6中任一项的电气设备，其中所述增强材料选自无机或有机纤维、无机或有机填料，或其组合。
8.权利要求7的电气设备，其中所述无机纤维为玻璃纤维。
9.权利要求7的电气设备，其中所述无机填料为二氧化硅填料。
10.权利要求1-6中任一项的电气设备，其中所述气体介质选自空气、二氧化碳CO2、氮气N2和包含至少一种选自氟酮、氢氟烯烃和氟腈的化合物的气体混合物。
11.权利要求10的电气设备，其中所述氟酮为十氟-2-甲基丁-3-酮。
12.权利要求1-6中任一项的电气设备，其中所述由氟原子组成的连续层通过表面处理方法得到，所述方法包括至少一个使所述至少一个电绝缘部件氟化F的步骤。
13.权利要求12的电气设备，其中，当材料包含增强材料时，所述表面处理方法包括以下连续的步骤(a)、(b)和(c)：
(a)第一氟化F0步骤，
(b)酸处理步骤，和随后
(c)氟化F步骤，从而得到由氟原子组成的连续层。
14.权利要求13的电气设备，其中所述材料以高于或等于材料总质量的20％的质量比包含所述增强材料。
15.权利要求12的电气设备，其中所述氟化F步骤通过使所述至少一个电绝缘部件与加压的氟化气体接触而进行，所述氟化气体为氟或氟与另一种气体的混合物。
16.权利要求15的电气设备，其中所述另一种气体为氮气。
17.权利要求13的电气设备，其中所述氟化F步骤(c)和第一氟化F0步骤(a)通过使所述至少一个电绝缘部件与加压的氟化气体接触而进行，所述氟化气体为氟或氟与另一种气体的混合物。
18.权利要求17的电气设备，其中所述另一种气体为氮气。
19.权利要求13的电气设备，其中所述酸处理步骤(b)通过使所述至少一个电绝缘部件与包含氢氟酸的水溶液接触而进行。
20.权利要求13的电气设备，其中在酸处理步骤(b)和氟化F步骤(c)之间，所述表面处理方法还包括以下连续的步骤(b1)和(b2)：
(b1)洗涤步骤，和随后
(b2)干燥步骤。
21.权利要求20的电气设备，其中洗涤步骤(b1)通过水洗涤进行。
22.权利要求20的电气设备，其中干燥步骤(b2)通过真空干燥进行。
23.权利要求1-6中任一项的电气设备，该电气设备为中压或低压电气设备。
24.权利要求23的电气设备，其中所述中压或低压电气设备为气体绝缘变压器、用于输送或分配电的气体绝缘管线或连接/切断电气设备。
25.用于改进包含密封的外壳的电气设备的电绝缘的方法，其中安置至少一个电绝缘部件、电气部件，以及提供电绝缘和使可能在该密封的外壳内形成的电弧熄灭的气体介质，所述方法包括至少一个使所述至少一个电绝缘部件氟化F的步骤，从而在所述至少一个电绝缘部件的表面处沉积由氟原子组成的连续层，该氟化F步骤在所述密封的外壳中布置所述至少一个电绝缘部件之前施行。
26.权利要求25的方法，其中，当材料包含增强材料时，该方法包括以下连续的步骤(a)、(b)和(c)：
(a)第一氟化F0步骤，
(b)酸处理步骤，和随后
(c)氟化F步骤，从而得到涂布所述至少一个电绝缘部件的表面的由氟原子形成的连续层。
27.权利要求26的方法，其中材料以高于或等于材料总质量的20％的质量比包含所述增强材料。
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