CN107210088B - 用于产生、分配和/或使用电能的装置和用于这样的装置的组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有绝缘空间(4)的电气装置，该绝缘空间(4)包含包括有机氟化合物的介电绝缘流体(3，31)。直接暴露于绝缘流体(3，31)的所述装置的至少一个固体组件(2)包含由第一材料制成的基体(5)和由不同于第一材料的第二材料制成的保护层(10)，所述保护层(10)直接或间接地施加在基体(5)上并具有至少50µm的厚度。所述有机氟化合物选自氟醚、氟酮、氟烯烃、氟腈以及它们的混合物，并且第一材料包括选自以下的材料或由其组成：聚合材料、陶瓷、复合材料以及它们的混合物或组合。

Description

用于产生、分配和/或使用电能的装置和用于这样的装置的 组件
本发明涉及用于产生、传输、分配和/或使用电能的装置，用于这样的装置的组件，以及制备这样的组件的方法。
液态或气态的介电绝缘介质通常应用于多种装置的导电部件的绝缘，例如开关设备、气体绝缘变电站(GIS)、气体绝缘线路(GIL)、变压器或其它。
在中压或高压金属封装的开关设备中，例如，所述导电部件设置在气密的壳体中，该壳体限定了绝缘空间，所述绝缘空间包括绝缘气体并分隔所述壳体与所述导电部件而不让电流通过所述绝缘空间。为了中断例如高压开关设备中的电流，绝缘气体还用作灭弧气体。
近来，已经提出在介电绝缘气体中使用有机氟化合物。特别地，WO-A-2010/142346公开了介电绝缘介质，包括含有4至12个碳原子的氟酮。此外，WO-A-2012/080246公开了包含刚好5个碳原子的氟酮(下文中称为“C5K”)与不同于所述C5K的介电绝缘气体组分的混合物是特别优选的。
氟酮已显示出具有高绝缘能力，特别是高介电强度以及高灭弧能力。同时，它们具有非常低的全球变暖潜能(GWP)和非常低的毒性。这些特征的组合使得这些氟酮非常适合作为传统的绝缘气体可能的替代物。
尽管上面提到的含氟酮的绝缘气体的优异性质，意外地发现，必须小心避免它们的绝缘和灭弧性能随着延长的操作时间而降低。否则，可能最终会出现维护间隔缩短或装置的操作要过早地被中断以替换至少一部分的绝缘气体的情况。
另外，意外地发现，还应注意避免直接暴露于含氟酮的绝缘气体的装置组件的功能性在延长的操作时间的暴露中可能被不利地影响。同样，这可能最终导致上述情况，即维护间隔缩短或装置的操作要过早地被中断，在这种情况下更换相应组件。例如，已经令人惊讶地发现由市售聚合材料制成的密封组件对于在操作条件下的C5K暴露是敏感的。
上述关于绝缘气体的性能和某些组件的功能性的潜在降低的发现与一般假设相反，一般假设是氟酮在装置的操作条件下是非反应性的。事实上在公布的现有技术中没有关于使用一般的氟酮，特别是C5K时可能出现的潜在的不稳定性和不相容性问题的报告，这反映了所述的一般假设。
相同申请人的还未公开的国际专利申请PCT/EP2014/071274涉及装置，其中该装置的直接暴露于绝缘气体的至少一些组件由在暴露于绝缘气体期间保持不变的材料制成。
WO2014/037566Al公开了具有介电绝缘气体且电导体或电极被可变厚度的固体介电层覆盖的中压或高压装置，该介电绝缘气体包括与稀释气体混合的七氟异丁腈。
装置的特定组件的特定材料的选择是长期且经常繁重的开发过程的结果。对于SF6绝缘装置显示最佳性能的材料不一定必须对于使用非SF6气体进行介电绝缘的装置而言是相容的。但是，将SF6相容性材料替换为另一种材料通常伴随除了与绝缘流体的相容性以外的所需性质或性能的降低。这可导致技术要求不匹配或更难匹配的情况。
考虑到上述情况，因而本发明所要解决的问题是提供用于产生、传输、分配和/或使用电能的装置，所述装置包括含有有机氟化合物的介电绝缘流体，且完全符合对其组件的技术要求，同时即使在组件长期暴露于绝缘流体后仍保持绝缘流体和组件的高完整性。特别地，本发明将允许该装置的组件保持SF6绝缘装置组件的机械和电学性质，同时与包括有机氟化合物的绝缘流体相容。
该问题被权利要求1的主题解决。本发明的优选实施方案在从属权利要求中以及权利要求的组合中限定。
根据权利要求1，本发明涉及用于产生、传输、分配和/或使用电能的装置。如在权利要求1中进一步限定的，所述装置包括包围绝缘空间的壳体和设置在所述绝缘空间中的导电部件，所述绝缘空间包含包括有机氟化合物的介电绝缘流体，装置的至少一个固体组件直接暴露于绝缘流体。
根据本发明，直接暴露于绝缘流体的所述至少一个固体组件包含由第一材料制成的基体和由不同于第一材料的第二材料制成的保护层，所述保护层直接或间接地施加在基体上并具有至少50 µm的厚度。
因此，本发明允许将已确定用于SF6绝缘装置的组件材料也用于使用含有有机氟化合物的绝缘流体的装置，而无论组件材料与有机氟化合物的潜在的不相容性。因此，本发明避免了匹配所有其它技术要求的完全有机氟相容性材料的繁重的开发。
这是通过保护层实现的，保护层防止固体组件的基体直接接触绝缘流体，特别是绝缘流体中包含的有机氟化合物。
换句话说，本发明允许屏蔽基体以防与绝缘流体特别是有机氟化合物的反应，该反应可能对于绝缘流体以及固体组件的完整性有影响。
最终，组件的功能性被保持，因此不需要定期更换组件，最终使装置具有长使用寿命和低的维护。
此外，与有机氟化合物的分解反应例如氟酮的羰基或氟腈的腈基的亲核取代被有效地防止，绝缘气体的完整性以及相应的它的绝缘和灭弧性能也被保持，这进一步有助于装置的长使用寿命和低的维护。
此外，根据本发明的这个方面，可能由分解产物造成的安全或健康风险被减少或甚至消除。这在一种潜在的分解产物是氟化氢(HF)的情况下特别相关，氟化氢是高度腐蚀性的，且极具毒性。
事实上，一些分解产物可能开启对于该分解产物所基于的有机氟化合物关闭的反应途径，这一事实进一步强调了减少或消除分解产物的相关性。例如对于铜而言正是如此，铜有可能与C5K的分解产物反应，但不与C5K本身反应。这样的次级反应被本发明有效地减少或甚至消除。
术语“固体组件”应被广义地理解，应包括任何具有表面的固体部件，该表面至少部分地或至少在一定时间段内暴露于所述绝缘流体。特别地，术语“固体组件”包括接触绝缘流体的外壳壁的任何部件或部分。另外，密封组件特别是密封环等被术语“固体组件”所涵盖。
术语“固体组件”特别涉及包含聚酰胺或聚酰胺复合材料或由其组成的固体组件，涉及包含碱金属或碱土金属阳离子的组件，例如涉及纤维增强复合材料和/或涉及弹性体，例如包含MgO或CaO作为填料，因为对于这些材料，不相容性的问题是特别相关的，因而根据本发明得到的效果尤其显著。
术语“至少一个组件”用在本发明的上下文中可以涉及直接暴露于即直接接触所述绝缘流体的仅一个组件，两个或更多个组件，和/或所有组件。
根据本发明，第一材料，即所述至少一个固体组件的基体的材料，包括选自以下的材料或由其组成：聚合材料、陶瓷、复合材料以及它们的混合物或组合。特别地，所述材料是聚合材料，尤其是热塑性材料，或包括聚合材料的复合材料。也与该实施方案相关的是，仅一个组件，两个或更多个组件，和/或所有组件的基体可以包括上面提到的材料或由其组成。
特别地，基体的第一材料为非导电材料或介电材料或电绝缘材料。进一步特别地，保护盖或它的第一材料分别形成非自支撑结构。换句话说，只有固体组件或其基体连同保护盖一起形成装置中的自支撑结构。
例如，装置的含基体的固体组件或基体本身是固体绝缘体或柱绝缘体或室绝缘体或GIS绝缘体，特别地设置或用于设置在中压GIS或高压GIS中，或GIL绝缘体或变压器绝缘体，用于气体绝缘体变压器，或气体绝缘电缆中的固体绝缘。特别是在这种情况下，所述保护层由介电材料或半导体材料或稍微导电的材料制成，或形成包含这些材料的组合的多层。根据本发明，该绝缘体或其基体分别具有在其朝向含有有机氟化合物的介电流体的表面上的保护盖，所述保护盖防止发生在固体组件或其基体和有机氟化合物及其存在于介电绝缘流体中的降解产物之间的化学反应。这延长了介电绝缘流体和固体组件或其基体的完整性或寿命。
作为另一实例，装置的含基体的固体组件或基体本身是装置的密封组件。特别是在此情况下，所述保护层由半导体材料或稍微导电的材料或金属材料制成，或形成包含这些材料的组合的多层。
如上所述，第一材料特别可以为已被证明特别适用于传统装置更特别地SF6绝缘装置的材料，而无论其与含有机氟化合物的绝缘流体的潜在的不相容性。
在实施方案中，第二材料是介电材料。根据特定的实施方案，第二材料包括选自以下的聚合材料或由其组成：环氧树脂；聚烯烃，特别是氢化聚烯烃或氟化聚烯烃，更特别是聚四氟乙烯；聚氨酯；以及它们的混合物。已经发现，这些材料表现出与有机氟化合物，特别是与氟酮或氟腈的高相容性，并进一步防止有机氟化合物的气体渗透。
在所提到的聚合材料中，环氧树脂已显示是特别优选的。这不仅是由于其高的相容性，而且是由于环氧树脂可以实现高交联密度，确保通过保护层的低气体渗透这一事实。因此，有机氟化合物，尤其是氟酮或氟腈，被阻止通过所述保护层，因此被阻止接触基体，即使在保护层相对较薄的情况下。作为进一步的优点，环氧树脂允许实现相对高的玻璃化转变温度，这使得这些材料也适用于其中产生相对高的温度的装置特别是开关装置。特别地，高玻璃化转变温度有助于在高温下也有通过保护层的低气体渗透。
根据具体实施方案，所述固体组件在所述装置的使用中具有暴露于或朝向绝缘流体的第一侧面和远离所述第一侧面并且不暴露于或避开绝缘流体的第二侧面。在本实施方案中，所述保护层优选施加在所述基体的面对固体组件第一侧面的侧面上，更优选仅施加在这一侧面上；因此，特别地，基体和绝缘流体之间的直接接触被阻止。在本文中，术语“远离所述第一侧面”特别解释为指相对于第一侧面的远侧。因此，聚合材料的使用可以限制于它被实际需要的区域。因此，固体组件的材料的特征受保护层的影响只限于必要的最小程度，并且只限于保护基体以免与绝缘流体反应的程度。
进一步优选的是，在远离基体的一侧，所述保护层的表面直接暴露于绝缘流体。在本文中，术语“远离基体”是指保护层相对于所述基体的远侧。
由于根据进一步优选的实施方案，在所述装置的操作条件下，第二材料对有机氟化合物的反应性低于所述第一材料的反应性，有机氟化合物以及固体组件的降解可以被减少或甚至被消除。
根据特别优选的实施方案，所述第二材料在所述装置的操作条件下对于有机氟化合物或其任何降解产物是惰性的，这意味着它在所述装置的操作条件下对于这些组分完全没有反应性。
进一步优选的是，第二材料的构成使得其在所述装置的操作条件下在暴露于绝缘流体超过1年，特别是超过3年或5年或10年或20年期间保持不变。最优选地，所述固体组件和有机氟化合物都没有经历降解达至少一年，特别是至少3年或5年或10年或20年。
根据本发明，所述有机氟化合物选自：氟醚，特别是氢氟醚，例如氢氟单醚，或全氟醚；氟酮，特别是全氟酮；氟烯烃，特别是氢氟烯烃；和氟腈，特别是全氟腈；以及它们的混合物。
因此，特别优选的是，所述绝缘流体包含含有4-12个碳原子，优选含有恰好5个碳原子，或恰好6个碳原子的氟酮或它们的混合物。当绝缘流体包含如上定义的氟酮时，本发明所实现的优势是特别明显的，因为任何原本可能由于酮基经历亲核取代造成的问题可被避免。
在本申请中所使用的术语“氟酮”应被广义地解释，应包含全氟酮和氢氟酮两者，应进一步包含饱和化合物和不饱和化合物两者，即在碳原子之间包括双键和/或三键的化合物。氟酮的至少部分氟化的烷基链可以是直链的或支链的，或可形成环，所述环任选地被一个或多个烷基取代。在示例性实施方案中，氟酮是全氟酮。在进一步示例性实施方案中，氟酮具有支化的烷基链，特别是至少部分氟化的烷基链。在更进一步示例性实施方案中，所述氟酮是完全饱和的化合物。
如上所述，特别优选的是，所述绝缘流体包含含有恰好5个碳原子，或恰好6个碳原子的氟酮或它们的混合物。相比具有多于6个碳原子的更大链长度的氟酮，含有5或6个碳原子的氟酮具有沸点相对较低的优点。因此，可能伴随着液化的问题可以被避免，即使当所述装置在低温下使用时。
根据实施方案，所述氟酮是选自以下结构式限定的化合物的至少一种化合物，其中至少一个氢原子被氟原子取代：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
Figure DEST_PATH_IMAGE004
含有5个或更多碳原子的氟酮是进一步有利的，因为它们通常是无毒的，具有显著的人体安全余量。这与具有少于4个碳原子的氟酮相反，具有少于4个碳原子的氟酮例如六氟丙酮(或六氟丙酮)有毒且很具反应性。特别地，含有恰好5个碳原子的氟酮，这里简称C5K，和含有恰好6个碳原子的氟酮，在最高达500℃是热稳定的。
在本发明的实施方案中，具有支链烷基链的氟酮特别是C5K是优选的，因为它们的沸点低于具有直链烷基链的相应化合物(即具有相同分子式的化合物)的沸点。
根据实施方案，C5K是全氟酮，特别是具有分子式C5F10O，即完全饱和，碳原子之间没有双键或三键。氟酮C5K可以更优选选自1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)丁-2-酮(也称为十氟-2-甲基丁-3-酮)；1,1,1,3,3,4,4,5,5,5-十氟戊-2-酮；1,1,1,2,2,4,4,5,5,5-十氟戊-3-酮；和八氟环戊酮，最优选是1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)丁-2-酮。
1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)丁-2-酮可由下面的结构式(Ⅰ)表示：
Figure DEST_PATH_IMAGE006
已发现具有分子式CF3C(O)CF(CF3)2或C5F10O的1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)丁-2-酮对于高压和中压绝缘应用是特别优选的，因为其具有高介电绝缘性能的优点，特别是与介电载气混合时，具有很低GWP，并具有低沸点。其ODP为0，基本无毒。
根据实施方案，通过组合不同氟酮组分的混合物可以获得甚至更高的绝缘能力。在实施方案中，如上所述并且这里简称为C5K的含有恰好5个碳原子的氟酮和这里简称为氟酮C6K或C7K的含有恰好6个碳原子或恰好7个碳原子的氟酮可有利地同时作为介电绝缘的部分。因此，可以获得具有多于一种氟酮的绝缘流体，每种自身有助于绝缘流体的介电强度。
在实施方案中，其它的氟酮C6K或C7K是选自以下结构式限定的化合物的至少一种化合物，其中至少一个氢原子被氟原子取代：
Figure DEST_PATH_IMAGE008
Figure DEST_PATH_IMAGE010
以及任何含有恰好6个碳原子的氟酮，其中所述氟酮的至少部分氟化的烷基链形成环，该环被一个或多个烷基取代(IIh);
和/或是选自以下结构式限定的化合物的至少一种化合物，其中至少一个氢原子被氟原子取代：
Figure DEST_PATH_IMAGE012
(IIIa),
Figure DEST_PATH_IMAGE014
(IIIb),
Figure DEST_PATH_IMAGE016
(IIIc),
Figure DEST_PATH_IMAGE018
(IIId),
Figure DEST_PATH_IMAGE020
(IIIe),
Figure DEST_PATH_IMAGE022
(IIIf),
Figure DEST_PATH_IMAGE024
(IIIg),
Figure DEST_PATH_IMAGE026
(IIIh),
Figure DEST_PATH_IMAGE028
(IIIi),
Figure DEST_PATH_IMAGE030
(IIIj),
Figure DEST_PATH_IMAGE032
(IIIk),
Figure DEST_PATH_IMAGE034
(IIIl),
Figure DEST_PATH_IMAGE036
(IIIm), 和
Figure DEST_PATH_IMAGE038
(IIIn)，例如十二氟-环庚酮，
以及任何含有恰好7个碳原子的氟酮，其中所述氟酮的至少部分氟化的烷基链形成环，该环被一个或多个烷基取代(IIIo)。
本发明包括选自结构式(Ia)至(Ii)，(IIa)至(IIh)，(IIIa)至(IIIo)的化合物以及它们的混合物的每种化合物或化合物的每种组合。
取决于本发明装置的具体应用，含有恰好6个碳原子的氟酮(属于上面提到的命名“C6K”)可以是优选的；这种氟酮无毒，具有显著的人体安全余量。
在实施方案中，氟酮C6K像C5K一样，是全氟酮，和/或具有支链烷基链，特别是至少部分氟化的烷基链，和/或氟酮C6K包含完全饱和的化合物。特别地，所述氟酮C6K具有分子式C6F12O，即完全饱和，碳原子之间没有双键或三键。更优选的是，所述氟酮C6K可选自1,1,1,2,4,4,5,5,5-九氟-2-(三氟甲基)戊-3-酮(也称为十二氟-2-甲基戊-3-酮)，1,1,1,3,3,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)戊-2-酮(也称为十二氟-4-甲基戊-2-酮)，1,1,1,3,4,4,5,5,5-九氟-3-(三氟甲基)戊-2-酮(也称为十二氟-3-甲基戊-2-酮)，1,1,1,4,4,4-六氟-3,3-双-(三氟甲基)丁-2-酮(也称为十二氟-3,3-(二甲基)丁-2-酮)，十二氟己-2-酮，十二氟己-3-酮，特别是提及的1,1,1,2,4,4,5,5,5-九氟-2-(三氟甲基)戊-3-酮；或者可以是分子式为C6F10O的十氟环己酮。
1,1,1,2,4,4,5,5,5-九氟-2-(三氟甲基)戊-3-酮(也称为十二氟-2-甲基戊-3-酮)可由以下结构式表示(II)：
Figure DEST_PATH_IMAGE040
已发现1,1,1,2,4,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)戊-3-酮(这里简称为“C6-酮”，分子式为C2F5C(O)CF(CF3)2)特别优选用于高压绝缘应用，因为其具有高的绝缘性质和其极低的GWP。特别地，其减压击穿场强为大约240 kV/(cm*巴)，远高于具有远远更低的介电强度的空气的减压击穿场强(Ecr = 25 kV/(cm*巴)。其具有的臭氧消耗潜力为0，并且无毒(LC50为约100000 ppm)。因此，对环境影响很低，同时实现显著的人体安全余量。
附加地或可选择地，所述绝缘流体优选包括含有至少三个碳原子的氢氟单醚。
如上所述，有机氟化合物还可以是氟烯烃，特别是氢氟烯烃。更特别地，氟烯烃或者氢氟烯烃分别包含恰好三个碳原子。
根据具体实施方案，所述氢氟烯烃因此选自1,1,1,2-四氟丙烯(HFO-1234yf)、1,2,3,3-四氟-2-丙烯(HFO-1234yc)、1,1,3,3-四氟-2-丙烯(HFO-1234zc)、1,1,1,3-四氟-2-丙烯(HFO-1234ze)、1,1,2,3-四氟-2-丙烯(HFO-1234ye)、1,1,1,2,3-五氟丙烯(HFO-1225ye)、1,1,2,3,3-五氟丙烯(HFO-1225yc)、1,1,1,3,3-五氟丙烯(HFO-1225zc)、(Z)1,1,1,3-四氟丙烯(HFO-1234zeZ)、(Z)1,1,2,3-四氟-2-丙烯(HFO-1234yeZ)、(E)1,1,1,3-四氟丙烯(HFO-1234zeE)、(E)1,1,2,3-四氟-2-丙烯(HFO-1234yeE)、(Z)1,1,1,2,3-五氟丙烯(HFO-1225yeZ)、(E)1,1,1,2,3-五氟-丙烯(HFO-1225yeE)及其组合。
如上面所提到的，有机氟化合物也可以是氟腈，特别是全氟腈。特别地，所述有机氟化合物可以是含2个碳原子，3个碳原子或4个碳原子的氟腈，特别是全氟腈。
更特别地，氟腈可以是全氟烷基腈，特别是全氟乙腈、全氟丙腈(C2F5CN)和/或全氟丁腈(C3F7CN)。
最特别地，氟腈可以是全氟异丁腈(根据式(CF3)2CFCN)和/或全氟-2-甲氧基丙腈(根据式CF3CF(OCF3)CN)。其中，全氟异丁腈是特别优选的，这是由于其低毒性。
根据另一优选实施方案，绝缘流体包含二氧化碳(CO2)。另外或替代地，所述绝缘流体包括空气或至少一种空气组分，所述空气组分特别是选自氧气(O2)、氮气(N2)、二氧化碳(CO2)和它们的混合物。
根据具体实施方案，绝缘流体包含与氧气混合的二氧化碳。因此优选二氧化碳的量与氧气的量的比例为50:50至100:1。
特别是考虑到中断高压开关设备中的电流，进一步优选的是，二氧化碳的量与氧气的量的比例为80:20至95:5，更优选85:15至92:8，甚至更优选87:13至低于90:10，特别是约89:11。在这方面，已经发现，一方面，氧气以至少5%的摩尔分数存在允许防止烟灰形成，甚至在具有高电流电弧的重复电流中断事件后。另一方面，氧气以至多20%(即20%或更低)，更特别至多15%(即15%或更低)的摩尔分数存在，降低电气装置的材料通过氧化降解的风险。
术语“装置”或“电气装置”用在本发明的上下文中，特别涉及气体绝缘装置。特别是，它是以下装置的部件或是以下装置：高压装置、中压装置、低压装置、直流装置、开关设备、空气绝缘开关设备、空气绝缘开关设备的部件或组件、气体绝缘金属封装开关设备(GIS)、气体绝缘金属封装开关设备的部件或组件、气体绝缘传输线路(GIL)、母线、衬套、气体绝缘电缆、电缆接头、电流互感器、电压互感器、传感器、湿度传感器、电涌放电器、电容、电感、电阻、限流器、高压开关、接地开关、隔离开关、组合的隔离开关和接地开关、负载断开开关、断路器、气体断路器、气体绝缘真空断路器、发电机断路器、中压开关、环网柜、自动开关、分段隔离开关、低压开关、任何类型的气体绝缘开关、变压器、配电变压器、电源变压器、抽头变换器、变压器衬套、旋转电机、发电机、发动机、驱动器、半导体设备、功率半导体设备、电力变换器、变换器站、变换器建筑；和这些设备的组件和/或组合。
除了上述装置，本发明还涉及用于这种装置的固体组件，该组件的至少部分表面直接暴露于包括有机氟化合物的绝缘流体。类似于上面所描述的，该固体组件含有由第一材料制成的基体和由第二材料制成并被直接地或间接地施加在基体上的保护层，所述第二材料不同于所述第一材料，所述保护层具有至少50 µm的厚度。
因此，可提供对于有机氟化合物具有降低的反应性或完全无反应性的固体组件，同时符合装置内固体组件的技术要求。由于对于基体，可选择充分确定用于SF6绝缘装置的材料，因而可以避免匹配所有其它技术要求的完全有机氟相容性材料的繁重的开发。
上述对于本发明的装置的优选特征同样公开用于固体组件，反之亦然。特别地，至少一些固体组件的基体包括以下或由以下组成：聚合材料；陶瓷；复合材料，特别是绝缘复合材料；以及它们的混合物或组合。
进一步类似于上面对于本发明的装置所描述的，所述第二材料优选包括聚合材料或由聚合材料组成，所述聚合材料选自：环氧树脂；聚烯烃，特别是氢化聚烯烃或氟化聚烯烃，更特别是聚四氟乙烯；聚氨酯；以及它们的混合物。
根据固体组件以及相应的装置的具体实施方案，所述保护层的厚度至少为100µm，优选地至少200µm，更优选至少300µm，最优选至少500µm。因此，能够确保穿过保护层的低气体渗透。从而，进一步优选保护层的厚度为50µm-100mm，优选200µm-50 mm，更优选300µm-10mm，最优选500µm-5mm，提供低气体渗透，但同时保持保护层的量为最小。
在实施方案中，考虑到要达到高温抗性，保护层的聚合材料，特别是环氧树脂，具有的玻璃化转变温度高于100℃。如所提到的，这特别有助于在高温下也具有穿过保护层的低气体渗透。
特别地，考虑到穿过保护层非常低的气体渗透，保护层的聚合材料，特别是环氧树脂，具有的交联密度范围为50%-100%。在本文中，所述的交联密度是指反应形成交联的官能团的比例。当聚合材料是环氧树脂时，50%-100%的环氧基团因而反应形成交联。
可替换地或附加地，根据进一步优选的实施方案，通过间接施加在基体上的保护层并在所述基体和所述保护层之间设置增强层，可以减少气体渗透。在这方面，特别优选的是，所述增强层包括聚酯或由聚酯组成。
除了上文所描述的装置和固体组件，本发明还涉及防止用于产生，传输，分配和/或使用电能的电气装置的至少一个固体组件的反应的方法，所述装置包括包围绝缘空间的壳体和设置在所述绝缘空间中的导电部件，所述绝缘空间包含包括有机氟化合物的介电绝缘流体，装置的至少一个固体组件直接暴露于绝缘流体。
所述方法包括以下步骤：
a)提供所述至少一个固体组件的基体，所述基体由第一材料制成，和
b)将由第二材料制成的保护层施加到基体的表面上，
其中，在所述装置的操作条件下，第二材料对于有机氟化合物的反应性低于第一材料对于有机氟化合物的反应性。
特别地，在所述装置的操作条件下，保护层的材料是对于绝缘流体至少大约惰性的。
上述对于本发明的装置和固体组件的优选特征同样在此公开用于所述方法，反之亦然。
此外，本发明还涉及聚合材料的用途，特别是在本文所公开的装置中的用途，所述聚合材料选自环氧树脂；聚烯烃，特别是氢化聚烯烃或氟化聚烯烃，更特别是聚四氟乙烯；聚氨酯；以及它们的混合物，用于保护层以防止有机氟化合物和对于有机氟化合物具有反应性的固体组件之间的反应。
在该整个公开中，所用术语“保护层”在本发明的上下文中包括任何涂层，例如介电涂层或半导体涂层或稍微导电的涂层或金属涂层或多层涂层，例如包含这种涂层的组合，适用于所述基体上，特别是以涂漆和/或涂料，例如介电涂漆和/或介电涂料的形式。因此，保护层10由介电材料或半导体材料或稍微导电的材料或金属材料制成，或形成包含此类材料的组合的多层。
根据本发明的第二方面，所述保护层保护所述装置以防介电击穿。根据这个方面，本发明还涉及提高用于产生、传输、分配和/或使用电能的电气装置的介电性能的方法，所述装置包括包围绝缘空间的壳体和设置在所述绝缘空间中的导电部件，所述绝缘空间包含包括有机氟化合物的介电绝缘流体，装置的至少一个固体组件直接暴露于绝缘流体，所述方法包括以下步骤：
A)提供所述至少一个固体组件的基体，
B)和在基体的表面上施加涂层，
其中，步骤B)中施加的涂层的表面比步骤A)的基体的表面更平滑。
已经发现，该涂层提高了电气装置，特别是开关装置，更特别是继电器的介电性能(介电击穿极限)。如果将涂层施加到设置在开关装置中的固体组件的基体，所述基体表面变得更平滑。因此，降低了对颗粒的敏感性。
局部放电事件由颗粒的存在触发这一事实能够解释该效果。发生局部放电的要求是由于颗粒尺寸的局部电场增强超过绝缘气体的起始电压。这对于具有微观突起的粗糙表面同样正确：在这些突起的局部场增强能够引发局部放电事件。这通过根据本发明的方法使基体的表面平滑而有效地避免。因此，导电部件可经受超过未涂覆的绝缘系统的击穿电场的电场而不会介电失效。换句话说，提高了涂覆的触点的击穿极限。
特别是关于该第二方面，保护层优选涂漆。在这方面，可使用粉末涂漆，特别是环氧树脂基料上的粉末涂漆，例如“RELEST® Powder EP Protect grey/grau S/M”，或水基涂漆，特别是环氧树脂基料上的水基涂漆，例如“SEEVENAX-Schutzlack 312-55”。
如果相对较厚的涂层，特别是厚度范围为1mm-10mm的相对较厚的涂层要施加在基体上，所述涂层的材料优选地选自聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚砜、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚对二甲苯基NTM、NuflonTM、硅酮、环氧树脂以及它们的组合。
如果相对较薄的涂层，特别是厚度范围为60μm(微米)-100μm(微米)的相对较薄的涂层要施加在基体上，所述涂层的材料优选地选自聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚对二甲苯基NTM(即芳烃聚合物)、NuflonTM(即氟化聚合物)、聚酰胺、乙烯-单氯三氟乙烯共聚物，更特别是HALARTM和HALARTM C以及它们的组合。
本发明进一步通过附图说明，其中
图1涉及根据本发明的固体组件表面附近区域横截面的示意图；
图2涉及在100℃在潮湿或干燥条件使绝缘流体经历各种固体组件1个月后，包含有机氟化合物的绝缘流体中分解产物七氟丙烷的体积浓度；和
图3涉及在100℃在潮湿或干燥条件使绝缘流体经历各种固体组件1个月后，包含有机氟化合物的绝缘流体中分解产物六氟丙烯的体积浓度。
在根据本发明所述的装置或电气装置中，图1中示出的固体组件2设置的方式使其直接暴露于装置的绝缘空间4中包含的绝缘流体3。在所示实施方案中，绝缘流体3是例如绝缘气体31。它也可以是液体。
固体组件2包含由第一材料制成的基体5。特别地，该材料可以是充分确定例如用于SF6绝缘装置的任何材料，例如聚酰胺。在图1中所示的特定情况下，第一材料是绝缘体。
在所示的实施方案中，固体组件2具有暴露于所述绝缘流体的第一侧面6和远离所述第一侧面并且不暴露于所述绝缘流体31的第二侧面(未示出)。
在朝向固体组件2的第一侧面6的基体5的侧面8上，施加保护层10，其由不同于第一材料的第二材料制成。因此，在远离基体5的侧面上，保护层10的表面直接暴露于绝缘流体。
在所示的实施方案中，保护层10被直接施加在基体5上，这意味着在所述基体5和保护层10之间没有中间层形成。然而，还可想到在基体5和保护层10之间提供中间层，例如粘合促进剂和/或底漆。在这种情况下，所述保护层间接施加在基体5上。
所述第二材料包括聚合材料或由聚合材料组成，所述聚合材料选自：环氧树脂；聚烯烃，特别是氢化聚烯烃或氟化聚烯烃，更特别是聚四氟乙烯；聚氨酯；以及它们的混合物。
在实施方案中，保护层10是由介电材料制成的。在进一步的实施方案中，保护层10是施加在基体5上的涂层、涂漆、涂料或它们的组合。
通过防止基体5与绝缘流体直接接触，所述保护层10屏蔽第一材料以防与有机氟化合物或绝缘流体的任何其它组分例如有机氟化合物的降解产物反应。因此可以确保绝缘流体以及固体组件两者的完整性。
在上面提到的不同的聚合材料中，环氧树脂是高度优选的，如图2和3所示。根据图2和3，不同的环氧树脂等级暴露于含有有机氟化合物的绝缘流体在大多数情况下导致几乎不产生各种分解产物七氟丙烷和六氟丙烯。在具体情况下，C5K与工艺空气的混合物(80%N2和20% CO2)组合用作载气，其中C5K与载气的比例随应用温度而变化，选择该比例以具有最大的C5K分压，但避免在装置中冷凝。
七氟丙烷和六氟丙烯是使用的有机氟化合物主要的分解产物，并因此可被用作固体组件的材料与绝缘流体的相容性的指示物。对于环氧树脂等级4A-PG-04 N和4A-PG-04 D已经测定了这些分解产物的最高浓度。然而，对于该等级测定的浓度仍远低于对开发用于SF6绝缘装置的常规密封和热塑性材料(两者都包含基本的填料和添加剂，如MgO、CaO、NaO、胺和酚)所测得的：尽管在暴露于含有机氟化合物的绝缘流体后这些密封和热塑性材料产生的七氟丙烷浓度大于4%，环氧树脂等级4A-PG-04产生的浓度只有约1.8%。
如上所述，根据本发明的保护层具有的厚度至少为50µm。已经发现，通过这种厚度的保护层，气体渗透，特别是有机氟化合物的气体渗透是可以忽略的。因此，该保护层防止有机氟化合物渗透到对有机氟化合物具有潜在反应性的第一材料。这不仅对于介电绝缘流体具有重要的意义，介电绝缘流体由于有机氟化合物不经受降解反应而在延长的时间保持其功能。并且，由介电绝缘材料制成的固体组件或者其基体在延长的时间保持其绝缘功能，因为它不被介电绝缘流体化学侵蚀。
例如，可以避免通常观察到的聚酰胺组件当暴露于氟酮时变得极脆的问题，氟酮本身通过这种暴露发生降解。相比于未受保护的聚酰胺组件，覆盖有保护层的根据本发明的固体聚酰胺组件不易在机械应力下损坏，绝缘流体的介电性质保持延长的时间。
这也同样适用于包括聚酰胺或聚酰胺复合材料或由其组成的固体组件或其基体，适用于含有碱金属或碱土金属阳离子的固体组件或其基体，例如适用于纤维增强复合材料和/或弹性体，例如含MgO或CaO作填料，因为在没有本发明的保护层的情况下，这些材料往往都发生例如氟酮的酮部分或氟腈的腈部分的亲核取代。
同样如上所述，在所述装置的操作条件下，第二材料对有机氟化合物的反应性低于第一材料对有机氟化合物的反应性。特别地，术语“反应性”用在本发明的上下文中是指在操作条件下材料侵蚀有机氟化合物或任何降解产物，特别是它的官能团的能力或倾向，所述官能团更具体为当有机氟化合物是氟酮或包含氟酮时的酮部分或者当有机氟化合物是氟腈或包含氟腈时的腈部分。相应地，术语“惰性的”或“惰性”是指在操作条件下材料化学侵蚀有机氟化合物或其任何降解产物的倾向不存在或可忽略。
在保护层的材料在装置的操作条件下对绝缘流体至少大约为惰性的特定情况下，所述保护层具有双重功能，首先是使反应基团退出固体组件或其基体的直接暴露于绝缘流体的表面，第二是防止有机氟化合物与第一材料反应，该反应在有机氟化合物渗透通过该层的情况下可能发生。
例如，合适的保护层被环氧系统固化，该环氧系统包含多官能环氧树脂、硬化剂和促进剂。在甚至更具体的方面，可使用包括Araldite® CY179 (作为多官能环氧树脂)、Aradur® 917 (作为硬化剂)和促进剂DY 070的固化的环氧系统(都可得自Huntsman)。
同样如上所述，第一材料，即固体组件或所述至少一个固体组件的基体的材料，包括选自以下的材料或由选自以下的材料组成：聚合材料；陶瓷；复合材料，特别是绝缘复合材料；以及它们的混合物或组合。换句话说，第一材料是介电绝缘材料。因此，本发明清楚地区别于WO2014/037566的教导，根据WO2014/037566的教导，固体介电层施加在电导体或电极上。因此，WO2014/037566的教导试图解决的技术问题也完全不同，即提供混合介电绝缘。
如上面进一步所提到的，保护层的聚合材料，特别是环氧树脂，具有高于100℃的玻璃化转变温度(Tg)。然而，当固体组件是密封时，可以优选具有较低Tg的材料，因为对于密封而言，相对较低Tg的柔性材料通常是优选的。
根据本发明的实施方案，第二材料的密度高于120 kg/m3，优选高于150 kg/m3，更优选高于170 kg/m3，最优选高于220 kg/m3。根据该实施方案，密度因此高于例如要用于电缆中的绝缘泡沫的密度，特别是WO2004/094526中公开的低损耗泡沫的密度。事实上，为了防止介电绝缘流体中包含的有机氟化合物的反应，因而也为了提供向基体的第一材料的低气体渗透，根据本发明的保护层与WO2004/094526的泡沫的明显区别不仅在于其密度，而且在于其功能，WO2004/094526的泡沫也不暴露于含有机氟化合物的绝缘流体。
此外，本发明的保护层清楚地区别于任何不施加于基体上的自支撑组件，例如根据WO2014/037395的盖，其保护气体开放测量室的腔以防颗粒污染。
在本申请全文中，对于装置所公开的所有的实施方案以及相应的权利要求也适用于装置的固体组件，反之亦然。此外，所有方法或用途的实施方案也适用于所述装置和固体组件，反之亦然。
附图标记列表
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Claims (107)

1.用于产生、传输、分配和/或使用电能的装置，所述装置包括包围绝缘空间(4)的壳体和设置在所述绝缘空间(4)中的导电部件，所述绝缘空间(4)包含包括有机氟化合物的介电绝缘流体(3，31)，装置的至少一个固体组件(2)直接暴露于绝缘流体(3，31)，所述固体组件(2)包括壳体壁的接触绝缘流体的任何部件或部分，其中直接暴露于绝缘流体(3，31)的所述至少一个固体组件(2)包含由第一材料制成的基体(5)和由不同于第一材料的第二材料制成的保护层(10)，所述保护层(10)直接或间接地施加在基体(5)上并具有至少50 µm的厚度，其中所述有机氟化合物选自氟醚、氟酮、氟烯烃、氟腈以及它们的混合物，和
其中所述第一材料为绝缘材料且由选自以下的材料组成：聚合材料、陶瓷、复合材料以及它们的混合物或组合，
且其中所述第二材料包括选自以下的聚合材料：环氧树脂、聚氨酯以及它们的混合物。
2.用于产生、传输、分配和/或使用电能的装置，所述装置包括包围绝缘空间(4)的壳体和设置在所述绝缘空间(4)中的导电部件，所述绝缘空间(4)包含包括有机氟化合物的介电绝缘流体(3，31)，装置的至少一个固体组件(2)直接暴露于绝缘流体(3，31)，所述固体组件(2)包括壳体壁的接触绝缘流体的任何部件或部分，其中直接暴露于绝缘流体(3，31)的所述至少一个固体组件(2)包含由第一材料制成的基体(5)和由不同于第一材料的第二材料制成的保护层(10)，所述保护层(10)直接或间接地施加在基体(5)上，其中所述有机氟化合物选自氟醚、氟酮、氟烯烃、氟腈以及它们的混合物，和
其中所述第一材料为绝缘材料且由选自以下的材料组成：聚合材料、陶瓷、复合材料以及它们的混合物或组合，
且其中所述第二材料包括选自以下的聚合材料：聚酰亚胺、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚砜、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、芳烃聚合物、氟化聚合物、硅酮以及它们的组合，且所述保护层(10)具有1mm-10mm的厚度。
3.用于产生、传输、分配和/或使用电能的装置，所述装置包括包围绝缘空间(4)的壳体和设置在所述绝缘空间(4)中的导电部件，所述绝缘空间(4)包含包括有机氟化合物的介电绝缘流体(3，31)，装置的至少一个固体组件(2)直接暴露于绝缘流体(3，31)，所述固体组件(2)包括壳体壁的接触绝缘流体的任何部件或部分，其中直接暴露于绝缘流体(3，31)的所述至少一个固体组件(2)包含由第一材料制成的基体(5)和由不同于第一材料的第二材料制成的保护层(10)，所述保护层(10)直接或间接地施加在基体(5)上，其中所述有机氟化合物选自氟醚、氟酮、氟烯烃、氟腈以及它们的混合物，和
其中所述第一材料为绝缘材料且由选自以下的材料组成：聚合材料、陶瓷、复合材料以及它们的混合物或组合，
且其中所述第二材料包括选自以下的聚合材料：聚酰亚胺、聚丙烯、聚苯乙烯、芳烃聚合物、氟化聚合物、聚酰胺、乙烯-单氯三氟乙烯共聚物以及它们的组合，且所述保护层(10)具有60µm-100µm的厚度。
4.根据权利要求1的装置，其中所述保护层(10)具有至少100µm的厚度。
5.根据权利要求1的装置，其中所述保护层(10)具有至少200µm的厚度。
6.根据权利要求1的装置，其中所述保护层(10)具有至少300µm的厚度。
7.根据权利要求1的装置，其中所述保护层(10)具有至少500µm的厚度。
8.根据权利要求1的装置，其中所述保护层(10)具有50µm-100mm的厚度。
9.根据权利要求1的装置，其中所述保护层(10)具有200µm-50 mm的厚度。
10.根据权利要求1的装置，其中所述保护层(10)具有300µm-10mm的厚度。
11.根据权利要求1的装置，其中所述保护层(10)具有500µm-5mm的厚度。
12.根据权利要求1的装置，其中所述保护层(10)的聚合材料具有高于100℃的玻璃化转变温度，和/或其中保护层(10)的聚合材料具有50%-100%的交联密度。
13.根据权利要求12的装置，其中所述保护层(10)的聚合材料是环氧树脂。
14.根据权利要求1的装置，其中所述保护层(10)是涂漆的形式。
15.根据权利要求14的装置，其中所述保护层(10)是粉末涂漆或者水基涂漆的形式。
16.根据权利要求14的装置，其中所述保护层(10)是环氧树脂基料上的粉末涂漆的形式或者是环氧树脂基料上的水基涂漆的形式。
17.根据权利要求1的装置，其中所述固体组件(2)具有朝向绝缘流体(3，31)的第一侧面(6)和远离第一侧面(6)且不朝向绝缘流体(3，31)的第二侧面，所述保护层(10)施加于面向固体组件(2)的第一侧面(6)的基体(5)的侧面(8)上。
18.根据权利要求1的装置，其中在远离基体(5)的侧面(12)上，保护层(10)的表面直接暴露于绝缘流体(3，31)。
19.根据权利要求1的装置，其中在所述装置的操作条件下，第二材料对于有机氟化合物的反应性低于第一材料对于有机氟化合物的反应性。
20.根据权利要求1的装置，其中所述第二材料在所述装置的操作条件下对于有机氟化合物或其任何降解产物没有反应性；和/或所述保护层用于保护基体(5)以防与绝缘流体反应。
21.根据权利要求1的装置，其中所述第二材料的构成使得其在所述装置的操作条件下在暴露于绝缘流体(3，31)超过1年期间保持不变。
22.根据权利要求1的装置，其中所述保护层(10)形成非自支撑结构。
23.根据权利要求1的装置，其中所述有机氟化合物选自：氢氟醚、全氟醚、全氟酮、氢氟烯烃、全氟腈，以及它们的混合物。
24.根据权利要求1的装置，其中所述有机氟化合物是氢氟单醚。
25.根据权利要求1的装置，其中所述绝缘流体(3，31)包含含有4-12个碳原子的氟酮或它们的混合物。
26.根据权利要求25的装置，其中所述绝缘流体(3，31)包含含有5个碳原子或6个碳原子的氟酮。
27.根据权利要求1的装置，其中所述绝缘流体(3，31)包含含有至少3个碳原子的氢氟单醚。
28.根据权利要求1的装置，其中所述绝缘流体(3，31)包括空气。
29.根据权利要求1的装置，其中所述绝缘流体(3，31)包括至少一种空气组分，所述空气组分选自氧气(O2)、氮气(N2)、二氧化碳(CO2)和它们的混合物。
30.根据权利要求1的装置，其中所述绝缘流体(3，31)包括二氧化碳(CO2)。
31.根据权利要求1的装置，其中所述绝缘流体(3，31)包括与氧气混合的二氧化碳(CO2)。
32.根据权利要求30的装置，其中所述绝缘流体(3，31)包含二氧化碳和氧气，且二氧化碳的量与氧气的量的比例为50:50至100:1。
33.根据权利要求30的装置，其中所述绝缘流体(3，31)包含二氧化碳和氧气，且二氧化碳的量与氧气的量的比例为80:20至95:5。
34.根据权利要求30的装置，其中所述绝缘流体(3，31)包含二氧化碳和氧气，且二氧化碳的量与氧气的量的比例为85:15至92:8。
35.根据权利要求30的装置，其中所述绝缘流体(3，31)包含二氧化碳和氧气，且二氧化碳的量与氧气的量的比例为87:13至低于90:10。
36.根据权利要求30的装置，其中所述绝缘流体(3，31)包含二氧化碳和氧气，且二氧化碳的量与氧气的量的比例为89:11。
37.根据权利要求1的装置，其中该装置是高压装置。
38.根据权利要求1的装置，其中该装置是中压装置。
39.根据权利要求1的装置，其中该装置是低压装置。
40.根据权利要求1的装置，其中该装置是直流装置。
41.根据权利要求1的装置，其中该装置是开关设备。
42.根据权利要求1的装置，其中该装置是母线。
43.根据权利要求1的装置，其中该装置是衬套。
44.根据权利要求1的装置，其中该装置是气体绝缘电缆。
45.根据权利要求1的装置，其中该装置是电缆接头。
46.根据权利要求1的装置，其中该装置是电流互感器。
47.根据权利要求1的装置，其中该装置是电压互感器。
48.根据权利要求1的装置，其中该装置是传感器。
49.根据权利要求1的装置，其中该装置是电涌放电器。
50.根据权利要求1的装置，其中该装置是电容。
51.根据权利要求1的装置，其中该装置是电感。
52.根据权利要求1的装置，其中该装置是电阻。
53.根据权利要求1的装置，其中该装置是限流器。
54.根据权利要求1的装置，其中该装置是断路器。
55.根据权利要求1的装置，其中该装置是环网柜。
56.根据权利要求1的装置，其中该装置是抽头变换器。
57.根据权利要求1的装置，其中该装置是变压器衬套。
58.根据权利要求1的装置，其中该装置是旋转电机。
59.根据权利要求1的装置，其中该装置是电力变换器。
60.根据权利要求1的装置，其中该装置是变压器。
61.根据权利要求1的装置，其中该装置是自动开关。
62.根据权利要求1的装置，其中该装置是分段隔离开关。
63.根据权利要求1的装置，其中该装置是气体绝缘装置。
64.根据权利要求1的装置，其中该装置是气体绝缘金属封装开关设备(GIS)。
65.根据权利要求1的装置，其中该装置是湿度传感器。
66.根据权利要求1的装置，其中该装置是高压开关。
67.根据权利要求1的装置，其中该装置是接地开关。
68.根据权利要求1的装置，其中该装置是隔离开关。
69.根据权利要求1的装置，其中该装置是负载断开开关。
70.根据权利要求1的装置，其中该装置是发电机断路器。
71.根据权利要求1的装置，其中该装置是中压开关。
72.根据权利要求1的装置，其中该装置是低压开关。
73.根据权利要求1的装置，其中该装置是任何类型的气体绝缘开关。
74.根据权利要求1的装置，其中该装置是电源变压器。
75.根据权利要求1的装置，其中该装置是驱动器。
76.根据权利要求1的装置，其中该装置是组合的隔离开关和接地开关。
77.根据权利要求1的装置，其中该装置是空气绝缘开关设备。
78.根据权利要求1的装置，其中该装置是发电机或发动机。
79.根据权利要求1的装置，其中该装置是气体断路器。
80.根据权利要求1的装置，其中该装置是气体绝缘真空断路器。
81.用于根据权利要求1的装置的固体组件(2)，其中所述固体组件(2)的至少部分表面要直接暴露于包括有机氟化合物的绝缘流体(3，31)，所述固体组件(2)包括壳体壁的接触绝缘流体的任何部件或部分，该固体组件(2)含有由第一材料制成的基体(5)和由第二材料制成并被直接地或间接地施加在基体(5)上的保护层(10)，所述第二材料不同于所述第一材料，且所述保护层(10)具有至少50 µm的厚度，其中所述有机氟化合物选自氟醚、氟酮、氟烯烃、氟腈以及它们的混合物，和
其中第一材料为绝缘材料且由选自以下的材料组成：聚合材料、陶瓷、复合材料以及它们的混合物或组合，
且其中所述第二材料包括选自以下的聚合材料：环氧树脂、聚氨酯以及它们的混合物。
82.用于根据权利要求2的装置的固体组件(2)，其中所述固体组件(2)的至少部分表面要直接暴露于包括有机氟化合物的绝缘流体(3，31)，所述固体组件(2)包括壳体壁的接触绝缘流体的任何部件或部分，该固体组件(2)含有由第一材料制成的基体(5)和由第二材料制成并被直接地或间接地施加在基体(5)上的保护层(10)，所述第二材料不同于所述第一材料，其中所述有机氟化合物选自氟醚、氟酮、氟烯烃、氟腈以及它们的混合物，和
其中第一材料为绝缘材料且由选自以下的材料组成：聚合材料、陶瓷、复合材料以及它们的混合物或组合，
且其中所述第二材料包括选自以下的聚合材料：聚酰亚胺、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚砜、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、芳烃聚合物、氟化聚合物、硅酮以及它们的组合，且所述保护层(10)具有1mm-10mm的厚度。
83.用于根据权利要求3的装置的固体组件(2)，其中所述固体组件(2)的至少部分表面要直接暴露于包括有机氟化合物的绝缘流体(3，31)，所述固体组件(2)包括壳体壁的接触绝缘流体的任何部件或部分，该固体组件(2)含有由第一材料制成的基体(5)和由第二材料制成并被直接地或间接地施加在基体(5)上的保护层(10)，所述第二材料不同于所述第一材料，其中所述有机氟化合物选自氟醚、氟酮、氟烯烃、氟腈以及它们的混合物，和
其中第一材料为绝缘材料且由选自以下的材料组成：聚合材料、陶瓷、复合材料以及它们的混合物或组合，
且其中所述第二材料包括选自以下的聚合材料：聚酰亚胺、聚丙烯、聚苯乙烯、芳烃聚合物、氟化聚合物、聚酰胺、乙烯-单氯三氟乙烯共聚物以及它们的组合，且所述保护层(10)具有60µm-100µm的厚度。
84.根据权利要求81的固体组件(2)，其中所述保护层(10)具有至少100µm的厚度。
85.根据权利要求81的固体组件(2)，其中所述保护层(10)具有至少200µm的厚度。
86.根据权利要求81的固体组件(2)，其中所述保护层(10)具有至少300µm的厚度。
87.根据权利要求81的固体组件(2)，其中所述保护层(10)具有至少500µm的厚度。
88.根据权利要求81的固体组件(2)，其中所述保护层(10)具有50µm-100mm的厚度。
89.根据权利要求81的固体组件(2)，其中所述保护层(10)具有200µm-50mm的厚度。
90.根据权利要求81的固体组件(2)，其中所述保护层(10)具有300µm-10mm的厚度。
91.根据权利要求81的固体组件(2)，其中所述保护层(10)具有500µm-5mm的厚度。
92.根据权利要求81的固体组件(2)，其中所述保护层(10)的聚合材料具有高于100℃的玻璃化转变温度。
93.根据权利要求92的固体组件(2)，其中所述保护层(10)的聚合材料是环氧树脂。
94.根据权利要求81的固体组件(2)，其中所述保护层(10)的聚合材料具有50%-100%的交联密度。
95.根据权利要求94的固体组件(2)，其中所述保护层(10)的聚合材料是环氧树脂。
96.根据权利要求81的固体组件(2)，其中所述保护层(10)间接施加在基体(5)上，且在基体(5)和保护层(10)之间设置增强层。
97.根据权利要求96的固体组件(2)，其中所述增强层包括聚酯。
98.根据权利要求81的固体组件(2)，其中所述保护层(10)由介电材料制成。
99.根据权利要求81的固体组件(2)，其中所述保护层(10)是施加在基体(5)上的涂层。
100.根据权利要求81的固体组件(2)，其中所述保护层(10)形成非自支撑结构。
101.根据权利要求81的固体组件(2)，其中所述固体组件(2)或其基体(5)是固体绝缘体或柱绝缘体或室绝缘体或GIS绝缘体。
102.根据权利要求81的固体组件(2)，其中所述固体组件(2)或其基体(5)设置在中压GIS或高压GIS中。
103.根据权利要求81的固体组件(2)，其中所述固体组件(2)或其基体(5)是密封组件。
104.用于防止根据前述权利要求1至80中任一项的用于产生、传输、分配和/或使用电能的装置的至少一个固体组件(2)的反应或防止根据权利要求81至103中任一项的用于这样的装置的固体组件的反应的方法，所述装置包括包围绝缘空间(4)的壳体和设置在所述绝缘空间(4)中的导电部件，所述绝缘空间(4)包含包括有机氟化合物的介电绝缘流体(3，31)，装置的至少一个固体组件(2)直接暴露于绝缘流体(3，31)，所述固体组件(2)包括壳体壁的接触绝缘流体的任何部件或部分，所述方法包括步骤：
a)提供所述至少一个固体组件(2)的基体(5)，所述基体(5)由第一材料制成，和
b)将由第二材料制成的保护层(10)施加到基体(5)的表面上，
其中，在所述装置的操作条件下，第二材料对于有机氟化合物的反应性低于第一材料对于有机氟化合物的反应性。
105.根据权利要求104的方法，其中在所述装置的操作条件下所述保护层(10)的材料对于绝缘流体(3，31)没有反应性。
106.聚合材料在根据权利要求1的用于产生、传输、分配和/或使用电能的装置中或者在根据权利要求81的用于这样的装置的固体组件中的用途，所述聚合材料选自：环氧树脂、聚氨酯以及它们的混合物，用于保护层(10)，以防止有机氟化合物和对于有机氟化合物具有反应性的固体组件(2)之间的反应。
107.用于增强根据前述权利要求1至80中任一项的用于产生、传输、分配和/或使用电能的电气装置的介电性能或者在根据权利要求81至103中任一项的用于这样的装置的固体组件中增强介电性能的方法，所述装置包括包围绝缘空间(4)的壳体和设置在所述绝缘空间(4)中的导电部件，所述绝缘空间(4)包含包括有机氟化合物的介电绝缘流体(3，31)，装置的至少一个固体组件(2)直接暴露于绝缘流体(3，31)，所述固体组件(2)包括壳体壁的接触绝缘流体的任何部件或部分，所述方法包括步骤：
A)提供所述至少一个固体组件(2)的基体(5)，和
B)在基体(5)的表面上施加保护层(10)，
其中，步骤B)中施加的保护层(10)的表面比步骤A)的基体(5)的表面更平滑。
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