一種用輝光放電氟化處理盆式絕緣子表面的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用輝光放電氟化處理盆式絕緣子表面的裝置和方法，所述方法將盆式絕緣子清潔、烘干后，放置在一個(gè)密封腔體內(nèi)，上下分別接兩電極。利用真空泵對(duì)密封腔體抽真空，并向腔體內(nèi)充入低氣壓的SF6氣體。調(diào)節(jié)施加于電極上的工頻電壓幅值使得電極間產(chǎn)生SF6氣體的輝光放電，利用電流表記錄回路電流值，并在一定的電流幅值下，利用該輝光放電產(chǎn)生的等離子體對(duì)盆式絕緣子表面進(jìn)行一段時(shí)間的氟化處理。本發(fā)明采用SF6輝光放電等離子體氟化處理絕緣子表面，放電電流小，電壓幅值低，盆式絕緣子不會(huì)受到損傷，并可在短時(shí)內(nèi)大幅提高盆式絕緣子的沿面閃絡(luò)電壓，具有操作簡(jiǎn)便、安全高效、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種用輝光放電氟化處理盆式絕緣子表面的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于SF6金屬封閉開關(guān)設(shè)備(GIS)絕緣防護(hù)領(lǐng)域，特別涉及一種用輝光放電氟化處理盆式絕緣子表面的裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]SF6金屬封閉開關(guān)設(shè)備(GIS)內(nèi)部以SF6氣體作為絕緣介質(zhì)，具有良好的絕緣性能，被越來(lái)越廣泛地用于電力系統(tǒng)中。在GIS的連接母線中，盆式絕緣子起著隔離氣室、支撐導(dǎo)體和絕緣等重要作用，但由于其沿面擊穿場(chǎng)強(qiáng)低于相同條件下的間隙擊穿場(chǎng)強(qiáng)，也低于相同尺寸的絕緣子體擊穿場(chǎng)強(qiáng)，所以盆式絕緣子沿面是GIS設(shè)備絕緣的薄弱部分。事實(shí)上，盆式絕緣子的沿面閃絡(luò)現(xiàn)象導(dǎo)致了許多GIS設(shè)備故障，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
[0003]工程中，提高盆式絕緣子沿面閃絡(luò)電壓的方法主要有優(yōu)化絕緣子形狀、表面涂層及增加屏蔽電極等。這些方法雖然可以提高絕緣子沿面閃絡(luò)電壓，但是通常只能提高20%?40%左右;不僅如此，絕緣子在成形后可能需要進(jìn)行二次加工，且加工工序比較復(fù)雜，會(huì)大大增加絕緣子制造成本以及周期。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，本發(fā)明公開了一種使用輝光放電氟化處理盆式絕緣子表面的裝置，所述裝置包括:密封腔體、真空栗、電極、SF6氣瓶；
[0005]所述密封腔體、真空栗和SF6氣瓶通過(guò)三通轉(zhuǎn)接口相連；
[0006]所述真空栗用于對(duì)密封腔體進(jìn)行抽真空處理；
[0007]所述SF6氣瓶用于對(duì)密封腔體充入SF6氣體；
[0008]所述電極位于密封腔體內(nèi)。
[0009]本發(fā)明還公開了一種利用輝光放電氟化處理盆式絕緣子表面的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:
[0010]S1、對(duì)盆式絕緣子進(jìn)行處理后，將盆式絕緣子安裝在密封腔體的高低壓電極之間；
[0011]S2、利用真空栗對(duì)密封腔體抽真空，然后向密封腔體內(nèi)充入SF6氣體，關(guān)閉SF6氣瓶的閥門，向電極施加電壓；
[0012]S3、調(diào)節(jié)所述施加電壓的幅值至電極間產(chǎn)生SF6輝光放電等離子體，并使得放電電流達(dá)到Ι-lOOmA，利用該等離子體對(duì)盆式絕緣子表面進(jìn)行1-1Oh的氟化處理。
[0013]本發(fā)明所提供的裝置和方法，可以在低氣壓下產(chǎn)生SF6輝光放電等離子體，對(duì)絕緣子表面進(jìn)行氟化處理;在對(duì)處理后的盆式絕緣子進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，其閃絡(luò)電壓得到顯著提升，絕緣性能得到改善，因此該方法具有高效經(jīng)濟(jì)、操作簡(jiǎn)便、易于推廣等特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中對(duì)環(huán)氧樹脂盆式絕緣子進(jìn)行SF6輝光放電氟化處理的裝置回路示意圖；圖中:1.SF6氣瓶;2.SF6氣體回收裝置;3.三通轉(zhuǎn)接口； 4.閥門5.真空栗；6.觀察窗;7.真空計(jì);8.環(huán)氧樹脂盆式絕緣子;9.金屬電極;10.密封腔體;11.交流電源；12.電流表。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0016]在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明公開了一種使用輝光放電氟化處理盆式絕緣子表面的裝置，其特征在于，所述裝置包括:密封腔體、真空栗、電極和SF6氣瓶；
[0017]所述密封腔體、真空栗和SF6氣瓶通過(guò)三通轉(zhuǎn)接口相連；
[0018]所述真空栗用于對(duì)密封腔體進(jìn)行抽真空處理；
[0019]所述SF6氣瓶用于對(duì)密封腔體充入SF6氣體；
[0020]所述電極位于密封腔體內(nèi)。
[0021 ] 本實(shí)施例通過(guò)在低氣壓SF6密封腔體內(nèi)產(chǎn)生輝光放電，利用輝光放電等離子對(duì)盆式絕緣子表面進(jìn)行氟化處理，放電電流小，電壓幅值低，盆式絕緣子不會(huì)受到損傷，并可在短時(shí)內(nèi)大幅提高盆式絕緣子的沿面閃絡(luò)電壓，具有操作簡(jiǎn)便、安全高效、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)
[0022]本實(shí)施例可以在低氣壓下產(chǎn)生SF6輝光放電等離子體，對(duì)絕緣子表面進(jìn)行氟化處理;在對(duì)處理后的盆式絕緣子進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，其閃絡(luò)電壓得到顯著提升，絕緣性能得到改善，因此該裝置具有高效經(jīng)濟(jì)、操作簡(jiǎn)便、易于推廣等特點(diǎn)。
[0023]在一個(gè)實(shí)施例中，所述電極包括高壓電極和低壓電極;所述盆式絕緣子位于高壓電極與低壓電極之間。
[0024]在本實(shí)施例中，將盆式絕緣子置于兩電極之間的電場(chǎng)中，以產(chǎn)生輝光放電，進(jìn)行氟化處理。
[0025]在一個(gè)實(shí)施例中，所述裝置還包括有真空計(jì)，所述真空計(jì)用于測(cè)量密封腔體內(nèi)的氣壓。
[0026]在本實(shí)施例中，所述真空計(jì)的作用是精確測(cè)量密封腔體內(nèi)的氣體壓強(qiáng)。
[0027]在一個(gè)實(shí)施例中，所述密封腔體采用金屬材料制成，所述密封腔體包括上下法蘭，所述上下法蘭通過(guò)緊固部件緊固；所述密封腔體側(cè)面開有觀察窗，所述觀察窗用于觀察氣體輝光放電時(shí)密封腔體內(nèi)部情況。
[0028]在本實(shí)施例中，制成所述密封腔體的材料包括不銹鋼、鐵等其他合適的金屬。所述緊固部件包括螺釘、螺栓等其他能對(duì)上下法蘭進(jìn)行緊固的部件。所述腔體的上下法蘭相當(dāng)于密封腔體的上下蓋子，起密封、轉(zhuǎn)接其他試驗(yàn)腔等作用，在此氟化處理實(shí)驗(yàn)中，起密封腔體的作用。
[0029]在一個(gè)實(shí)施例中，所述裝置還包括有回收單元，所述回收單元、密封腔體和SF6氣瓶通過(guò)三通轉(zhuǎn)接口相連;所述回收裝置用于回收密封腔體內(nèi)的SF6廢氣。
[0030]在本實(shí)施例中，采用三通轉(zhuǎn)接口，方便對(duì)裝置進(jìn)行抽真空、充SF6氣體、回收SF6氣體等多個(gè)操作而不必更換氣管或轉(zhuǎn)接頭，只需要控制各氣閥的開關(guān)即可，節(jié)省了時(shí)間，方便了操作。
[0031]在一個(gè)實(shí)施例中，所述SF6氣瓶、真空栗和回收單元與三通連接口之間均設(shè)置有閥門。
[0032]在本實(shí)施例中，所述閥門用于控制SF6氣瓶、真空栗和回收單元的開關(guān)，在需要回收SF6氣體時(shí)，關(guān)閉SF6氣瓶、真空栗的閥門，打開回收單元的閥門，即可回收SF6氣體，需要其他操作時(shí)，打開或關(guān)閉相應(yīng)閥門即可。
[0033]在一個(gè)實(shí)施例中，所述裝置還包括有交流電源和電流表，所述交流電源串聯(lián)電流表后與高低壓電極相連接。
[0034]在本實(shí)施例中，所述交流電源對(duì)盆式絕緣子進(jìn)行輝光放電處理，它在正負(fù)電極之間提供交流電場(chǎng)，使得盆式絕緣子在低氣壓下發(fā)生輝光放電。所述電流表的作用是測(cè)量回路電流即SF6輝光放電等離子體電流大小。
[0035]在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括以下步驟:
[0036]S1、對(duì)盆式絕緣子進(jìn)行處理后，將盆式絕緣子安裝在密封腔體的高低壓電極之間；
[0037]S2、利用真空栗對(duì)密封腔體抽真空，然后向密封腔體內(nèi)充入SF6氣體，關(guān)閉SF6氣瓶的閥門，向電極施加電壓；
[0038]S3、調(diào)節(jié)所述施加電壓的幅值至電極間產(chǎn)生SF6輝光放電等離子體，并使得放電電流達(dá)到Ι-lOOmA，利用該等離子體對(duì)盆式絕緣子表面進(jìn)行1-1Oh的氟化處理。
[0039]在本實(shí)施例中，所述步驟S2中相密封腔體被充入SF6氣體達(dá)到l_200pa時(shí)，關(guān)閉氣瓶的閥門；兩電極之間施加工頻直流電壓，電流表測(cè)得的回路電流保持在1-1OOmA左右，從而利用電極之間SF6輝光放電等離子體對(duì)絕緣子表面進(jìn)行1-1Oh左右的氟化處理。處理后，切斷電壓，使用回收裝置回收密封腔體內(nèi)的SF6廢氣，取出表面已進(jìn)行氟化處理的盆式絕緣子即可。
[0040]本實(shí)施例所述的方法可以在低氣壓下產(chǎn)生SF6輝光放電等離子體，對(duì)絕緣子表面進(jìn)行氟化處理;在對(duì)處理后的盆式絕緣子進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，其閃絡(luò)電壓得到顯著提升，絕緣性能得到改善，因此該方法具有高效經(jīng)濟(jì)、操作簡(jiǎn)便、易于推廣等特點(diǎn)。
[0041]在一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟SI中對(duì)盆式絕緣子進(jìn)行處理包括:將絕緣子表面用酒精擦拭干凈，在真空中以40-80°C恒溫烘烤30min至3h。
[0042]在本實(shí)施例中，對(duì)試品進(jìn)行氟化處理前需擦拭、烘干，除去盆式絕緣子表面的污穢，防止這些污穢對(duì)輝光放電本身以及氟化層的成分產(chǎn)生不利的影響。
[0043]在一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟S2中利用真空栗對(duì)密封腔體抽真空至密封腔體內(nèi)氣壓降至10—2Pa以下。
[0044]在本實(shí)施例中，因?yàn)榉幚硇枰诘蜌鈮旱腟F6氣體中進(jìn)行，在充入SF6氣體前，需要把密封腔體抽真空，防止雜質(zhì)氣體殘留；至于將氣壓將至10—2Pa以下是通過(guò)多次試驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的。
[0045]在一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種對(duì)環(huán)氧樹脂盆式絕緣子進(jìn)行表面氟化處理的方法，其中密閉腔體中充入l_200Pa的SF6氣體，兩電極之間施加工頻直流電壓，電流表測(cè)得的回路電流保持在1-1OOmA左右，從而利用電極之間SF6輝光放電等離子體對(duì)絕緣子表面進(jìn)行1-1Oh左右的氟化處理。
[0046]該實(shí)施例的具體步驟如下:
[0047]S1.將環(huán)氧樹脂盆式絕緣子表面用酒精、綢布擦拭干凈，在真空中以40_80°C恒溫供烤30min至3h。
[0048]S2.將盆式絕緣子取出，置于密封腔體，小心固定在高低壓金屬電極之間，并調(diào)節(jié)電極間距，使得兩電極和盆式絕緣子緊密接觸，無(wú)間隙存在。
[0049]S3.將腔體密封，打開真空栗閥門，利用真空栗對(duì)密封腔體抽真空，至腔體內(nèi)氣壓降至10—2Pa以下，關(guān)閉真空栗閥門；打開SF6氣瓶閥門，緩慢向腔體內(nèi)充入純凈的SF6至氣壓為工作氣壓，關(guān)閉SF6氣瓶閥門。
[0050]S4.向電極施加交流電壓，調(diào)節(jié)電壓幅值使得電極間產(chǎn)生輝光放電，并利用電流計(jì)測(cè)量回路電流值，在一定電流大小下，利用該輝光放電等離子體處理絕緣材料一段時(shí)間。
[0051]在一個(gè)實(shí)施例中，如圖1所示:電極(9)和環(huán)氧樹脂盆式絕緣子(8)安裝固定在密封腔體(10)中；交流電源(11)串聯(lián)電流表(12)接在電極兩端;密封腔體帶有觀察窗(6)，便于觀察低氣壓下氣體輝光放電時(shí)腔體內(nèi)部情況；(7)是真空計(jì)，用來(lái)檢測(cè)密封腔體內(nèi)的氣壓；SF6氣瓶(I)/回收裝置⑵和真空栗(5)分別通過(guò)一個(gè)閥門(4)與密封腔體內(nèi)部相連；(3)是三通轉(zhuǎn)接口。
[0052]上述實(shí)施例僅示例性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，優(yōu)選實(shí)施例并沒(méi)有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的【具體實(shí)施方式】。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，任何基于本發(fā)明技術(shù)方案基礎(chǔ)上的等效變換、簡(jiǎn)單替換等顯而易見(jiàn)的改變，均屬于本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種使用輝光放電氟化處理盆式絕緣子表面的裝置，其特征在于，所述裝置包括:密封腔體、真空栗、電極和SF6氣瓶； 所述密封腔體、真空栗和SF6氣瓶通過(guò)三通轉(zhuǎn)接口相連； 所述真空栗用于對(duì)密封腔體進(jìn)行抽真空處理； 所述SF6氣瓶用于對(duì)密封腔體充入SF6氣體； 所述電極位于密封腔體內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:優(yōu)選的，所述電極包括高壓電極和低壓電極;所述盆式絕緣子位于高壓電極與低壓電極之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述裝置還包括有真空計(jì)，所述真空計(jì)用于測(cè)量密封腔體內(nèi)的氣壓。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述密封腔體采用金屬材料制成，所述密封腔體包括上下法蘭，所述上下法蘭通過(guò)緊固部件緊固；所述密封腔體側(cè)面開有觀察窗，所述觀察窗用于觀察氣體輝光放電時(shí)密封腔體內(nèi)部的情況。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述裝置還包括有回收單元，所述回收單元、密封腔體和SF6氣瓶通過(guò)三通轉(zhuǎn)接口相連;所述回收裝置用于回收密封腔體內(nèi)的SF6廢Ho6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于:所述SF6氣瓶、真空栗和回收單元與三通連接口之間均設(shè)置有閥門。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于:所述裝置還包括有交流電源和電流表，所述交流電源串聯(lián)電流表后與高壓電極、低壓電極相連接。8.—種利用輝光放電氟化處理盆式絕緣子表面的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 51、對(duì)盆式絕緣子進(jìn)行處理后，將盆式絕緣子安裝在密封腔體的高壓電極、低壓電極之間； 52、利用真空栗對(duì)密封腔體抽真空，然后向密封腔體內(nèi)充入SF6氣體，關(guān)閉SF6氣瓶的閥門，向高壓電極、低壓電極施加電壓； 53、調(diào)節(jié)所述施加電壓的幅值至高壓電極與低壓電極間產(chǎn)生SF6輝光放電等離子體，并使得放電電流達(dá)到Ι-lOOmA，利用該等離子體對(duì)盆式絕緣子表面進(jìn)行1-1Oh的氟化處理。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟SI中對(duì)盆式絕緣子進(jìn)行處理包括:將絕緣子表面用酒精擦拭干凈，在真空中以40-80°C恒溫烘烤30min至3h。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于:所述步驟S2中利用真空栗對(duì)密封腔體抽真空至密封腔體內(nèi)氣壓降至10—2Pa以下。
【文檔編號(hào)】H01B19/04GK105913984SQ201610325824
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年5月17日
【發(fā)明人】趙軍平, 杜乾棟, 馬徑坦, 文韜, 張喬根, 劉軒東, 龐磊, 李曉昂, 吳治誠(chéng), 崔博源, 何潔, 陳允, 張鵬飛
【申請(qǐng)人】西安交通大學(xué), 國(guó)家電網(wǎng)公司, 中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)網(wǎng)山東省電力公司檢修公司