CN113567813A - 一种sf6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SF6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法，所述方法包括：采用酒精对密封材料、夹具以及密封罐进行擦拭，除去表面所含杂质，并将密封材料、夹具以及密封罐置于室温下干燥12h；将干燥后的密封材料放入夹具之间夹紧，放入密封罐中，并锁紧密封罐；对锁紧后的密封罐进行三次抽真空处理；将SF6环保替代气体充入密封罐中，当密封罐内气压达到0.2MPa后，将密封罐放入恒温箱中进行热加速老化实验；在达到预设的加速老化时间后，将密封罐取出并室温静置16h以上，再把密封材料从密封罐中取出，进行表面形貌表征以及力学性能测试；把SF6环保替代气体从密封罐中抽出进行气体组分分析。本发明实施例能够全面、合理地评估气体与橡胶之间的相容性。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统气体绝缘检测技术领域，尤其涉及一种SF6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法。
背景技术
SF6(六氟化硫)作为新一代超高压绝缘介质材料，具有良好的绝缘性能，被广泛用作高压电气设备的绝缘介质。然而，SF6作为一种高GWP值(23900)的温室气体，严重威胁大气环境安全，是《京都议定书》中被禁止排放的6种温室气体之一。因此，国内外的专家学者们致力于寻找一种电气性能与SF6相当、液化温度较低的环境友好型绝缘替代气体，来代替SF6在气体绝缘设备中的使用。
C4F7N混合气体凭借良好的电气性能以及较低的温室效应潜在值，近年来备受关注。然而，在C4F7N混合气体投入实际使用之前，其与气体绝缘设备内部的密封材料的相容性仍需检验。目前电力系统内所用的密封材料主要为橡胶，因此，提出一种合理检测C4F7N混合气体与橡胶间相容性的方法对高压气体绝缘设备中密封材料的选择能够起到较好的参考作用。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种SF6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法，能够全面、合理地评估气体与橡胶之间的相容性。
为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种SF6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法，包括：
S1，采用酒精对密封材料、夹具以及密封罐进行擦拭，除去表面所含杂质，并将密封材料、夹具以及密封罐置于室温下干燥12h；
S2，将干燥后的密封材料放入夹具之间夹紧，并将夹紧后的密封材料放入密封罐中，锁紧密封罐；
S3，对锁紧后的密封罐进行抽真空处理，当密封罐内气压达到-0.1MPa后，向密封罐内充入背景气体，当密封罐内气压达到0.1MPa后，再进行抽真空处理，如此循环三次以保证密封罐内不含有除背景气体以外的杂质气体分子；
S4，将SF6环保替代气体充入密封罐中，当密封罐内气压达到0.2MPa后，将密封罐放入恒温箱中，设定实验所需温度进行热加速老化实验；
S5，在达到预设的加速老化时间后，将密封罐取出并室温静置16h以上，再把密封材料从密封罐中取出，进行表面形貌表征以及力学性能测试；把SF6环保替代气体从密封罐中抽出进行气体组分分析。
作为上述方案的改进，所述将干燥后的密封材料放入夹具之间夹紧时，控制压缩量为密封材料高度的25％。
作为上述方案的改进，在将密封罐放入恒温箱之前，先令恒温箱预热2h，使恒温箱温度达到实验所需温度并稳定后，再将密封罐放入预热后的恒温箱进行热加速老化实验。
作为上述方案的改进，所述密封罐包括上法兰盘、阀门、罐体和支架；所述阀门安装于所述上法兰盘顶部，所述上法兰盘与所述罐体螺纹连接，所述支架放置于所述罐体内部。
作为上述方案的改进，所述夹具包括上夹板、下夹板以及限高块。
作为上述方案的改进，所述背景气体为CO2。
作为上述方案的改进，所述密封材料的形状为正方形或圆柱形。
作为上述方案的改进，所述限高块的高度为9.375mm。
作为上述方案的改进，正方形密封材料的边长为4mm，厚度为0.8mm；圆柱形密封材料的直径为29mm，高度为12.5mm。
作为上述方案的改进，所述预设的加速老化时间为28天。
相对于现有技术，本发明实施例提供的一种SF6替代气体的气固绝缘相容性检测方法的有益效果在于：通过采用酒精对密封材料、夹具以及密封罐进行擦拭，除去表面所含杂质，并将密封材料、夹具以及密封罐置于室温下干燥12h；将干燥后的密封材料放入夹具之间夹紧，并将夹紧后的密封材料放入密封罐中，锁紧密封罐；对锁紧后的密封罐进行抽真空处理，当密封罐内气压达到-0.1MPa后，向密封罐内充入背景气体，当密封罐内气压达到0.1MPa后，再进行抽真空处理，如此循环三次以保证密封罐内不含有除背景气体以外的杂质气体分子；将SF6环保替代气体充入密封罐中，当密封罐内气压达到0.2MPa后，将密封罐放入恒温箱中，设定实验所需温度进行热加速老化实验；在达到预设的加速老化时间后，将密封罐取出并室温静置16h以上，再把密封材料从密封罐中取出，进行表面形貌表征以及力学性能测试；把SF6环保替代气体从密封罐中抽出进行气体组分分析。本发明实施例能够全面、合理地评估气体与橡胶之间的相容性，通过对密封材料表面形貌、力学性能的变化以及SF6环保替代气体组分的变化进行分析，从而得出密封材料的性能以及SF6环保替代气体与橡胶之间的相容性，进而对高压气体绝缘设备中密封材料的选择起到较好的参考作用。
附图说明
图1是本发明提供的一种SF6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法的一个优选实施例的流程示意图；
图2是本发明提供的一种SF6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法的一个优选实施例中密封罐的结构示意图；
图3是本发明提供的一种SF6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法的一个优选实施例中夹具的结构示意图；
图4是本发明提供的一种SF6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法的一个优选实施例中密封材料的结构示意图；
图5是本发明提供的一种SF6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法的一个优选实施例中三元乙丙橡胶原始表面形貌图；
图6是本发明提供的一种SF6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法的一个优选实施例中三元乙丙橡胶检测后表面形貌图；
其中，1、上法兰盘；2、阀门；3、罐体；4、支架；5、上夹板；6、下夹板；7、限高块；8、正方形密封材料；9、圆柱形密封材料。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1是本发明提供的一种SF6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法的一个优选实施例的流程示意图。所述SF6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法，包括：
S1，采用酒精对密封材料、夹具以及密封罐进行擦拭，除去表面所含杂质，并将密封材料、夹具以及密封罐置于室温下干燥12h；
S2，将干燥后的密封材料放入夹具之间夹紧，并将夹紧后的密封材料放入密封罐中，锁紧密封罐；
S3，对锁紧后的密封罐进行抽真空处理，当密封罐内气压达到-0.1MPa后，向密封罐内充入背景气体，当密封罐内气压达到0.1MPa后，再进行抽真空处理，如此循环三次以保证密封罐内不含有除背景气体以外的杂质气体分子；
S4，将SF6环保替代气体充入密封罐中，当密封罐内气压达到0.2MPa后，将密封罐放入恒温箱中，设定实验所需温度进行热加速老化实验；
S5，在达到预设的加速老化时间后，将密封罐取出并室温静置16h以上，再把密封材料从密封罐中取出，进行表面形貌表征以及力学性能测试；把SF6环保替代气体从密封罐中抽出进行气体组分分析。
具体的，首先，采用酒精对密封材料、夹具以及密封罐进行擦拭，除去表面所含杂质，并将密封材料、夹具以及密封罐置于室温下干燥12h；然后，将干燥后的密封材料放入夹具之间夹紧，并将夹紧后的密封材料放入密封罐中，锁紧密封罐；对锁紧后的密封罐进行抽真空处理，当密封罐内气压达到-0.1MPa后，向密封罐内充入背景气体，当密封罐内气压达到0.1MPa后，再进行抽真空处理，如此循环三次以保证密封罐内不含有除背景气体以外的杂质气体分子；再将SF6环保替代气体充入密封罐中，当密封罐内气压达到0.2MPa后，将密封罐放入恒温箱中，设定实验所需温度进行热加速老化实验；最后，在达到预设的加速老化时间后，将密封罐取出并室温静置16h以上，再把密封材料从密封罐中取出，进行表面形貌表征以及力学性能测试；把SF6环保替代气体从密封罐中抽出进行气体组分分析。通过对密封材料表面形貌、力学性能的变化以及SF6环保替代气体组分的变化进行分析，从而得出密封材料的性能以及SF6环保替代气体与橡胶之间的相容性，进而对高压气体绝缘设备中密封材料的选择起到较好的参考作用。
作为优选方案，所述背景气体为CO2。
具体的，充入密封罐的背景气体优选为CO2。对锁紧后的密封罐进行抽真空处理，当密封罐内气压达到-0.1MPa后，向密封罐内充入背景气体CO2，当密封罐内气压达到0.1MPa后，再进行抽真空处理，如此循环三次以保证密封罐内不含有除背景气体CO2以外的杂质气体分子；
作为优选方案，所述预设的加速老化时间为28天，依据GB/T 7759.1-2015硫化橡胶或热塑性橡胶压缩永久变形的测定选取。
需要说明的是，本实施例中的SF6环保替代气体为C4F7N混合气体，本实施例主要应用于对C4F7N混合气体与密封材料之间的气固绝缘相容性检测。
在另一个优选实施例中，所述将干燥后的密封材料放入夹具之间夹紧时，控制压缩量为密封材料高度的25％。
具体的，将干燥后的密封材料放入夹具之间夹紧时，控制压缩量为密封材料高度的25％。
在又一个优选实施例中，在将密封罐放入恒温箱之前，先令恒温箱预热2h，使恒温箱温度达到实验所需温度并稳定后，再将密封罐放入预热后的恒温箱进行热加速老化实验。
具体的，在将密封罐放入恒温箱之前，将实验所需温度设置为85℃或100℃，先令恒温箱预热2h，使温度达到所需实验温度并稳定，再将密封罐放入预热后的恒温箱。
在又一个优选实施例中，所述密封罐包括上法兰盘1、阀门2、罐体3和支架4；所述阀门2安装于所述上法兰盘1顶部，所述上法兰盘1与所述罐体3螺纹连接，所述支架4放置于所述罐体3内部。
具体的，请参阅图2，图2是本发明提供的一种SF6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法的一个优选实施例中密封罐的结构示意图。密封罐包括上法兰盘1、阀门2、罐体3和支架4；阀门2安装于所述上法兰盘1顶部，上法兰盘1与所述罐体3螺纹连接，支架4放置于罐体3内部。
在又一个优选实施例中，所述夹具包括上夹板5、下夹板6以及限高块7。
具体的，请参阅图3，图3是本发明提供的一种SF6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法的一个优选实施例中夹具的结构示意图。夹具包括上夹板5、下夹板6以及限高块7。限高块的高度优选为9.375mm。
作为优选方案，所述密封材料的形状为正方形或圆柱形。
具体的，请参阅图4，图4是本发明提供的一种SF6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法的一个优选实施例中密封材料的结构示意图。密封材料的形状为正方形或圆柱形。其中，正方形密封材料的边长为4mm，厚度为0.8mm；圆柱形密封材料的直径为29mm，高度为12.5mm。
本发明实施例提供的一种SF6替代气体的气固绝缘相容性检测方法，以密封材料——三元乙丙橡胶为例，检测前的氟橡胶的微观形貌如图5所示，图5是本发明提供的一种SF6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法的一个优选实施例中三元乙丙橡胶原始表面形貌图，从图5中可以看出氟橡胶表面仅存在一些制造工艺所造成的缺陷。而在检测后，部分组别的样本表面出现了均匀分布的析出物，如图6所示，图6是本发明提供的一种SF6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法的一个优选实施例中三元乙丙橡胶检测后表面形貌图。由此可以判断在样本表面发生了一定程度的化学反应，使得密封材料内部的晶体析出至表面。并且，通过测试力学性能也可以看出橡胶的性能发生了一定的变化。检测前橡胶的压缩弹性模量可达10.156MPa，而在检测后对样本进行测量，该参数的值降低到了9.631MPa，由此表明C4F7N混合气体与该橡胶之间存在一定的不相容现象。
本发明实施例提供了一种SF6替代气体的气固绝缘相容性检测方法，通过采用酒精对密封材料、夹具以及密封罐进行擦拭，除去表面所含杂质，并将密封材料、夹具以及密封罐置于室温下干燥12h；将干燥后的密封材料放入夹具之间夹紧，并将夹紧后的密封材料放入密封罐中，锁紧密封罐；对锁紧后的密封罐进行抽真空处理，当密封罐内气压达到-0.1MPa后，向密封罐内充入背景气体，当密封罐内气压达到0.1MPa后，再进行抽真空处理，如此循环三次以保证密封罐内不含有除背景气体以外的杂质气体分子；将SF6环保替代气体充入密封罐中，当密封罐内气压达到0.2MPa后，将密封罐放入恒温箱中，设定实验所需温度进行热加速老化实验；在达到预设的加速老化时间后，将密封罐取出并室温静置16h以上，再把密封材料从密封罐中取出，进行表面形貌表征以及力学性能测试；把SF6环保替代气体从密封罐中抽出进行气体组分分析。本发明实施例能够全面、合理地评估气体与橡胶之间的相容性，通过对密封材料表面形貌、力学性能的变化以及SF6环保替代气体组分的变化进行分析，从而得出密封材料的性能以及SF6环保替代气体与橡胶之间的相容性，进而对高压气体绝缘设备中密封材料的选择起到较好的参考作用。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种SF6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法，其特征在于，包括：
S1，采用酒精对密封材料、夹具以及密封罐进行擦拭，除去表面所含杂质，并将密封材料、夹具以及密封罐置于室温下干燥12h；
S2，将干燥后的密封材料放入夹具之间夹紧，并将夹紧后的密封材料放入密封罐中，锁紧密封罐；
S3，对锁紧后的密封罐进行抽真空处理，当密封罐内气压达到-0.1MPa后，向密封罐内充入背景气体，当密封罐内气压达到0.1MPa后，再进行抽真空处理，如此循环三次以保证密封罐内不含有除背景气体以外的杂质气体分子；
S4，将SF6环保替代气体充入密封罐中，当密封罐内气压达到0.2MPa后，将密封罐放入恒温箱中，设定实验所需温度进行热加速老化实验；
S5，在达到预设的加速老化时间后，将密封罐取出并室温静置16h以上，再把密封材料从密封罐中取出，进行表面形貌表征以及力学性能测试；把SF6环保替代气体从密封罐中抽出进行气体组分分析。
2.如权利要求1所述的SF6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法，其特征在于，所述将干燥后的密封材料放入夹具之间夹紧时，控制压缩量为密封材料高度的25％。
3.如权利要求1所述的SF6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法，其特征在于，在将密封罐放入恒温箱之前，先令恒温箱预热2h，使恒温箱温度达到实验所需温度并稳定后，再将密封罐放入预热后的恒温箱进行热加速老化实验。
4.如权利要求1所述的SF6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法，其特征在于，所述密封罐包括上法兰盘、阀门、罐体和支架；所述阀门安装于所述上法兰盘顶部，所述上法兰盘与所述罐体螺纹连接，所述支架放置于所述罐体内部。
5.如权利要求1所述的SF6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法，其特征在于，所述夹具包括上夹板、下夹板以及限高块。
6.如权利要求1所述的SF6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法，其特征在于，所述背景气体为CO2。
7.如权利要求1所述的SF6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法，其特征在于，所述密封材料的形状为正方形或圆柱形。
8.如权利要求5所述的SF6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法，其特征在于，所述限高块的高度为9.375mm。
9.如权利要求7所述的SF6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法，其特征在于，正方形密封材料的边长为4mm，厚度为0.8mm；圆柱形密封材料的直径为29mm，高度为12.5mm。
10.如权利要求1所述的SF6环保替代气体的气固绝缘相容性检测方法，其特征在于，所述预设的加速老化时间为28天。
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| CN (1) | CN113567813A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116500079A (zh) * | 2023-06-21 | 2023-07-28 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种环保混合气体与固体材料相容性的实验装置及方法 |
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2021
- 2021-06-17 CN CN202110672607.4A patent/CN113567813A/zh active Pending
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