PL109701B1 - Method of testing suitability of electroinsulating solid materials for high-voltage apparatus endangered with the action of hostile atmosphere - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób badania przydatnosci materialów elektroizolacyjnych stalych do urzadzen wysokonapieciowych, w których glów¬ nym materialem elektroizolacyjnym jest gaz ele- ktroujemny o duzej wytrzymalosci dielektrycznej, najczesciej szesciofluorek siarki.Zastosowanie szesciofluorku siarki jako gazowe¬ go materialu elektroizolacyjnego^ i gasiwa w no¬ woczesnych wylacznikach wysokonapieciowych wy¬ maga starannego doboru materialów elektroizola¬ cyjnych, ze wzgledu na powstajace podczas pale¬ nia sie luku w atmosferze szesciofluorku siarki agresywne produkty rozkladu, takie jak: SOF2, S02F2, SOF4, HF oraz nizsze fluorki siarki. Pola¬ czenia tlenofluorkowe tworza sie w reakcji szescio¬ fluorku siarki z tlenem, obecnym jako zanieczysz¬ czenie zastosowanego SF6, lub pozostajacym jako domieszka w materiale elektrod.Wlasciwy ddbór materialów elektroizolacyjnych sta¬ lych do pracy w warunkach zanieczyszczenia gazu elektroizolacyjnego produktami rozkladu, wymaga oceny spadku rezystywnosci powierzchniowej ba¬ danych tworzyw w przewidywanym srodowisku atmosfery agresywnej, powstajacej podczas dzia¬ lania wylaczników wysokonapieciowych w srodo¬ wisku gazu elektroujemnego.Znane sa sposoby badania rezystywnosci mate¬ rialów elektroizolacyjnych stalych w warunkach agresywnych, polegajace na umieszczaniu próbek tych materialów w specjalnych modelowych urza- 10 2 dzeniach lukowych, w których zastosowano at¬ mosfere probiercza szesciofluorku siarki, wysoko zawilgocona (od 200 do 1000 ppm wagowych H20), poddawana wyladowaniom zupelnym o sumarycz¬ nej energii, wspólmiernej do energii wyladowan zupelnych w warunkach eksploatacyjnych wylacz¬ ników wysokonapieciowych z szesciofluorkiem siar¬ ki. Wspomniane modelowe urzadzenia probiercze, aczkolwiek najbardziej zblizajace narazenia pro¬ biercze do narazen eksplotacyjnych, sa skompli¬ kowane, drogie i wymagaja zwiazania z unikalna aparatura analityczna do kontroli warunków wy¬ konywanych prób.Znana jest równiez metoda japonska oceny ma- 15 terialów elektroizolacyjnych uwzgledniajaca 3-let- ni okres badan w atmosferze szesciofluorku siarki przy cisnieniu 1 atm. w temperaturze 25°C, przy zawartosci 1% mol H20 i przy energii luku okolo 5 kWs/g SF6. Narazenia prowadzone w tych wa- 20 runkach wedlug autorów japonskich odpowiadaja 30 letniemu okresowi eksploatacji urzadzen.Celem wynalazku jest opracowanie szybkiego i taniego sposobu badania przydatnosci materialów elektroizolacyjnych stalych w warunkach labora- 25 toryjnych.- W toku prowadzonych badan materialowych stwierdzono, ze przebieg charakterystyki rezystyw¬ nosci powierzchniowej materialów elektroizolacyj¬ nych stalych w funkcji czasu ekspozycji w pro- 0. bierczej atmosferze powietrza z domieszka par 109 701 /109 701 3 stezonego fluorowodoru, jest porównywalny z prze¬ biegiem charakterystyki, uzyskanej w badaniach tego samego materialu w modelowym urzadzeniu, zapewniajacym powstawanie wyladowan zupelnych w atmosferze szesciofluorku siarki.Stad tez zgodnie z wynalazkiem pomiary cha¬ rakterystyki zmian rezystywnosci powierzchniowej badanych materialów i pomiary zmian mechanicz¬ nych próbek, mozna prowadzic w warunkach na¬ razania badanych materialów elektroizolacyjnych na dzialanie atmosfery probierczej zawilgoconego powietrza z dodatkiem stezonego fluorowodoru w ilosci od 50 — 5 • 104 ppm wagowych.Badania przydatnosci materialów elektroizolacyj¬ nych stalych sposobem wedlug wynalazku umozli¬ wiaja szybka selekcje opracowanych nowych ma¬ terialów we wstepnej fazie ich przygotowania.Wyeliminowanie materialów nieodpowiednich na poczatku procesu technologicznego przyspiesza u- zyskanie wlasciwego tworzywa, redukujac w ten sposób zbedne i kosztowne prace przygotowawcze i badawcze. Korzystny skutek uzytkowy wynalaz¬ ku polega równiez na tym, ze Atmosfere probier¬ cza powietrza z wilgotnym fluorowodorem wyt¬ warza sie w zwyklym zamknietym zbiorniku, w którym umieszcza sie badana próbke materialu elektroizolacyjnego stalego.Badanie przydatnosci materialów elektroizolacyj¬ nych sposobem wedlug wynalazku przedstawione jest ponizej w przykladzie wykonania.W zbiorniku polipropylenowym umieszcza sie znormalizowane próbki badanego materialu elek¬ troizolacyjnego stalego z napylrmymi prózniowo do pomiaru opornosci powierzchniowej standardowymi elektrodami. Atmosfere probiercza wytwarza sie przez wprowadzenie 1,2 mg stezonego kwasu fluo¬ rowodorowego przypadajacego na kazdy litr po¬ wietrza zawartego w zbiorniku pomiarowymi Po¬ ziom zanieczyszczen osiaga w tych warunkach o- kolo 1 • 104 ppm wilgotnego fluorowodoru, w tym 'Okolo 6,5 • 103 ppm H20.Wyprowadzenia elektrod pomiarowych dolacza sie do ukladu pomiarowego przeznaczonego do pomia¬ rów duzych opornosci. Badania zmian rezystywnos- 10 20 25 ci powierzchniowej materialów wykonuje sie pro¬ wadzac pomiary w zaprogramowanych odstepach czasu, nie otwierajac przez caly czas pojemnika z próbka badanego materialu. Dodatkowym kryter¬ ium oceny materialu jest ocena zmian wlasnosci mechanicznych jego w atmosferze par stezonego fluorowodoru, powstalej przez umieszczenie na dnie pojemnika 100 ml roztworu stezonego fluorowodo¬ ru przypadajacego na kozdy litr objetosci powiet¬ rza zawartego w pojemniku.Prowadzac pomiary wyznacza sie statystyczne zmia¬ ny masy, udarnosci i wytrzymalosci na zginanie badanych próbek po czasie ekspozycji od 1 do 16 dni. Oznaczenia masy dokonuje sie na wadze anali¬ tycznej, natomiast oznaczenia udarnosci i wytrzy- jnalosci na zginanie — dynstatem.Materialy nadajace sie do zastosowania w atmo¬ sferze produktów rozkladu szesciofluorku siarki obnizaja w tej ostrej próbie swoje wlasnosci me¬ chaniczne, nie wiecej niz 15—20% wartosci po¬ czatkowej, a zmiana masy próbek jest znikoma.Materialy nieodpowiednie obnizaja znacznie wlas¬ nosci mechaniczne nawet o 70% wartosci poczatko¬ wej. Notuje sie tez znaczne ubytki masy, siega¬ jace do 40% masy poczatkowej.Zastrzezenie patentowe 30 Sposób badania przydatnosci materialów elek¬ troizolacyjnych stalych do urzadzen wysokonapie¬ ciowych pracujacych w atmosferze zanieczyszczo¬ nej produktami rozkladu elektroujemnych gazów 35 izolacyjnych w luku elektrycznym, szczególnie pro¬ duktów rozkladu szesciofluorku siarki, polegajacy na zdejmowaniu dynamicznej charakterystyki zmian rezystywnosci powierzchniowej badanych materia¬ lów i pomiarów zmian wlasnosci mechanicznych 40 ich próbek, znamienny tym, ze pomiary prowadzi sie w warunkach narazania badanych materialów elektroizolacyjnych na dzialanie atmosfery probier¬ czej zawilgoconego powietrza z dodatkiem stezone¬ go fluorowodoru w ilosci od 50 — 5 • 104 ppm wago- 45 wych.WZGraf. Z-d 2, zam. 20/82 n. 105 Cena 45 ii PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe 30 Sposób badania przydatnosci materialów elek¬ troizolacyjnych stalych do urzadzen wysokonapie¬ ciowych pracujacych w atmosferze zanieczyszczo¬ nej produktami rozkladu elektroujemnych gazów 35 izolacyjnych w luku elektrycznym, szczególnie pro¬ duktów rozkladu szesciofluorku siarki, polegajacy na zdejmowaniu dynamicznej charakterystyki zmian rezystywnosci powierzchniowej badanych materia¬ lów i pomiarów zmian wlasnosci mechanicznych 40 ich próbek, znamienny tym, ze pomiary prowadzi sie w warunkach narazania badanych materialów elektroizolacyjnych na dzialanie atmosfery probier¬ czej zawilgoconego powietrza z dodatkiem stezone¬ go fluorowodoru w ilosci od 50 — 5 • 104 ppm wago- 45 wych. WZGraf. Z-d 2, zam. 20/82 n. 105 Cena 45 ii PL