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，放置在一個密封腔體內，上下分別接兩電極。利用真空泵對密封腔體抽真空，并向腔體內充入低氣壓的SF6氣體。調節施加于電極上的工頻電壓幅值使得電極間產生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，利用該輝光放電產生的等離子體對盆式絕緣子表面進行一段時間的氟化處理。本發明采用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，盆式絕緣子不會受到損傷，并可在短時內大幅提高盆式絕緣子的沿面閃絡電壓，具有操作簡便、安全高效、成本低廉等優點。
【專利說明】
一種用輝光放電氟化處理盆式絕緣子表面的裝置和方法
技術領域
[0001]本發明屬于SF6金屬封閉開關設備(GIS)絕緣防護領域，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】
[0002]SF6金屬封閉開關設備(GIS)內部以SF6氣體作為絕緣介質，具有良好的絕緣性能，被越來越廣泛地用于電力系統中。在GIS的連接母線中，盆式絕緣子起著隔離氣室、支撐導體和絕緣等重要作用，但由于其沿面擊穿場強低于相同條件下的間隙擊穿場強，也低于相同尺寸的絕緣子體擊穿場強，所以盆式絕緣子沿面是GIS設備絕緣的薄弱部分。事實上，盆式絕緣子的沿面閃絡現象導致了許多GIS設備故障，造成了巨大的經濟損失。
[0003]工程中，提高盆式絕緣子沿面閃絡電壓的方法主要有優化絕緣子形狀、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行二次加工，且加工工序比較復雜，會大大增加絕緣子制造成本以及周期。

【發明內容】

[0004]基于此，本發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氣瓶通過三通轉接口相連；
[0006]所述真空栗用于對密封腔體進行抽真空處理；
[0007]所述SF6氣瓶用于對密封腔體充入SF6氣體；
[0008]所述電極位于密封腔體內。
[0009]本發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、對盆式絕緣子進行處理后，將盆式絕緣子安裝在密封腔體的高低壓電極之間；
[0011]S2、利用真空栗對密封腔體抽真空，然后向密封腔體內充入SF6氣體，關閉SF6氣瓶的閥門，向電極施加電壓；
[0012]S3、調節所述施加電壓的幅值至電極間產生SF6輝光放電等離子體，并使得放電電流達到Ι-lOOmA，利用該等離子體對盆式絕緣子表面進行1-1Oh的氟化處理。
[0013]本發明所提供的裝置和方法，可以在低氣壓下產生SF6輝光放電等離子體，對絕緣子表面進行氟化處理;在對處理后的盆式絕緣子進行后續實驗時發現，其閃絡電壓得到顯著提升，絕緣性能得到改善，因此該方法具有高效經濟、操作簡便、易于推廣等特點。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明一個實施例中對環氧樹脂盆式絕緣子進行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;3.三通轉接口； 4.閥門5.真空栗；6.觀察窗;7.真空計;8.環氧樹脂盆式絕緣子;9.金屬電極;10.密封腔體;11.交流電源；12.電流表。
【具體實施方式】
[0015]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0016]在一個實施例中，本發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氣瓶通過三通轉接口相連；
[0018]所述真空栗用于對密封腔體進行抽真空處理；
[0019]所述SF6氣瓶用于對密封腔體充入SF6氣體；
[0020]所述電極位于密封腔體內。
[0021 ] 本實施例通過在低氣壓SF6密封腔體內產生輝光放電，利用輝光放電等離子對盆式絕緣子表面進行氟化處理，放電電流小，電壓幅值低，盆式絕緣子不會受到損傷，并可在短時內大幅提高盆式絕緣子的沿面閃絡電壓，具有操作簡便、安全高效、成本低廉等優點
[0022]本實施例可以在低氣壓下產生SF6輝光放電等離子體，對絕緣子表面進行氟化處理;在對處理后的盆式絕緣子進行后續實驗時發現，其閃絡電壓得到顯著提升，絕緣性能得到改善，因此該裝置具有高效經濟、操作簡便、易于推廣等特點。
[0023]在一個實施例中，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]在本實施例中，將盆式絕緣子置于兩電極之間的電場中，以產生輝光放電，進行氟化處理。
[0025]在一個實施例中，所述裝置還包括有真空計，所述真空計用于測量密封腔體內的氣壓。
[0026]在本實施例中，所述真空計的作用是精確測量密封腔體內的氣體壓強。
[0027]在一個實施例中，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，所述上下法蘭通過緊固部件緊固；所述密封腔體側面開有觀察窗，所述觀察窗用于觀察氣體輝光放電時密封腔體內部情況。
[0028]在本實施例中，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、螺栓等其他能對上下法蘭進行緊固的部件。所述腔體的上下法蘭相當于密封腔體的上下蓋子，起密封、轉接其他試驗腔等作用，在此氟化處理實驗中，起密封腔體的作用。
[0029]在一個實施例中，所述裝置還包括有回收單元，所述回收單元、密封腔體和SF6氣瓶通過三通轉接口相連;所述回收裝置用于回收密封腔體內的SF6廢氣。
[0030]在本實施例中，采用三通轉接口，方便對裝置進行抽真空、充SF6氣體、回收SF6氣體等多個操作而不必更換氣管或轉接頭，只需要控制各氣閥的開關即可，節省了時間，方便了操作。
[0031]在一個實施例中，所述SF6氣瓶、真空栗和回收單元與三通連接口之間均設置有閥門。
[0032]在本實施例中，所述閥門用于控制SF6氣瓶、真空栗和回收單元的開關，在需要回收SF6氣體時，關閉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，打開或關閉相應閥門即可。
[0033]在一個實施例中，所述裝置還包括有交流電源和電流表，所述交流電源串聯電流表后與高低壓電極相連接。
[0034]在本實施例中，所述交流電源對盆式絕緣子進行輝光放電處理，它在正負電極之間提供交流電場，使得盆式絕緣子在低氣壓下發生輝光放電。所述電流表的作用是測量回路電流即SF6輝光放電等離子體電流大小。
[0035]在一個實施例中，所述方法包括以下步驟:
[0036]S1、對盆式絕緣子進行處理后，將盆式絕緣子安裝在密封腔體的高低壓電極之間；
[0037]S2、利用真空栗對密封腔體抽真空，然后向密封腔體內充入SF6氣體，關閉SF6氣瓶的閥門，向電極施加電壓；
[0038]S3、調節所述施加電壓的幅值至電極間產生SF6輝光放電等離子體，并使得放電電流達到Ι-lOOmA，利用該等離子體對盆式絕緣子表面進行1-1Oh的氟化處理。
[0039]在本實施例中，所述步驟S2中相密封腔體被充入SF6氣體達到l_200pa時，關閉氣瓶的閥門；兩電極之間施加工頻直流電壓，電流表測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絕緣子表面進行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的SF6廢氣，取出表面已進行氟化處理的盆式絕緣子即可。
[0040]本實施例所述的方法可以在低氣壓下產生SF6輝光放電等離子體，對絕緣子表面進行氟化處理;在對處理后的盆式絕緣子進行后續實驗時發現，其閃絡電壓得到顯著提升，絕緣性能得到改善，因此該方法具有高效經濟、操作簡便、易于推廣等特點。
[0041]在一個實施例中，所述步驟SI中對盆式絕緣子進行處理包括: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]在本實施例中，對試品進行氟化處理前需擦拭、烘干，除去盆式絕緣子表面的污穢，防止這些污穢對輝光放電本身以及氟化層的成分產生不利的影響。
[0043]在一個實施例中，所述步驟S2中利用真空栗對密封腔體抽真空至密封腔體內氣壓降至10—2Pa以下。
[0044]在本實施例中，因為氟化處理需要在低氣壓的SF6氣體中進行，在充入SF6氣體前，需要把密封腔體抽真空，防止雜質氣體殘留；至于將氣壓將至10—2Pa以下是通過多次試驗總結出來的。
[0045]在一個實施例中，公開了一種對環氧樹脂盆式絕緣子進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絕緣子表面進行1-1Oh左右的氟化處理。
[0046]該實施例的具體步驟如下:
[0047]S1.將環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，并調節電極間距，使得兩電極和盆式絕緣子緊密接觸，無間隙存在。
[0049]S3.將腔體密封，打開真空栗閥門，利用真空栗對密封腔體抽真空，至腔體內氣壓降至10—2Pa以下，關閉真空栗閥門；打開SF6氣瓶閥門，緩慢向腔體內充入純凈的SF6至氣壓為工作氣壓，關閉SF6氣瓶閥門。
[0050]S4.向電極施加交流電壓，調節電壓幅值使得電極間產生輝光放電，并利用電流計測量回路電流值，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間。
[0051]在一個實施例中，如圖1所示:電極(9)和環氧樹脂盆式絕緣子(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腔體內部情況；(7)是真空計，用來檢測密封腔體內的氣壓；SF6氣瓶(I)/回收裝置⑵和真空栗(5)分別通過一個閥門(4)與密封腔體內部相連；(3)是三通轉接口。
[0052]上述實施例僅示例性說明本發明的原理及其功效，優選實施例并沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該發明僅為所述的【具體實施方式】。對于本領域的技術人員來說，在不違背本發明的精神及范疇下，任何基于本發明技術方案基礎上的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均屬于本發明保護范圍之內。
【主權項】
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氣瓶通過三通轉接口相連； 所述真空栗用于對密封腔體進行抽真空處理； 所述SF6氣瓶用于對密封腔體充入SF6氣體； 所述電極位于密封腔體內。2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于:優選的，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.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于:所述裝置還包括有真空計，所述真空計用于測量密封腔體內的氣壓。4.根據權利要求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，所述上下法蘭通過緊固部件緊固；所述密封腔體側面開有觀察窗，所述觀察窗用于觀察氣體輝光放電時密封腔體內部的情況。5.根據權利要求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氣瓶通過三通轉接口相連;所述回收裝置用于回收密封腔體內的SF6廢Ho6.根據權利要求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置有閥門。7.根據權利要求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、對盆式絕緣子進行處理后，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、利用真空栗對密封腔體抽真空，然后向密封腔體內充入SF6氣體，關閉SF6氣瓶的閥門，向高壓電極、低壓電極施加電壓； 53、調節所述施加電壓的幅值至高壓電極與低壓電極間產生SF6輝光放電等離子體，并使得放電電流達到Ι-lOOmA，利用該等離子體對盆式絕緣子表面進行1-1Oh的氟化處理。9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟SI中對盆式絕緣子進行處理包括: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.根據權利要求8所述的方法，其特征在于:所述步驟S2中利用真空栗對密封腔體抽真空至密封腔體內氣壓降至10—2Pa以下。
【文檔編號】H01B19/04GK105913984SQ201610325824
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月17日
【發明人】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, 崔博源, 何潔, 陳允, 張鵬飛
【申請人】西安交通大學, 國家電網公司, 中國電力科學研究院, 國網山東省電力公司檢修公司