一种绝缘子表层结构改性的方法及用途与流程

1.本发明涉及电气工程高压输电领域，具体涉及一种绝缘子表层结构改性的方法及用途。


背景技术：

2.高压直流gil/gis运行时管道中金属微粒的运动极易引发气隙击穿、局部放电、沿面闪络等绝缘故障。其中，高压直流gil/gis中盆式绝缘子或支柱绝缘子附近运动的金属微粒对高压直流gil/gis的绝缘性能影响最大，环氧树脂绝缘子在长期运行工况下表面电荷积聚极不均匀，对附近的金属微粒产生向绝缘子表面运动的电场轴向梯度力，故绝缘子附近的金属微粒容易启举并向绝缘子表面运动，最终引发绝缘子沿面闪络等重大绝缘故障。金属微粒的运动严重降低了高压直流gil/gis的绝缘性能，制约高压直流gil/gis推广应用。
3.目前抑制高压直流gil/gis内金属微粒运动的方法有：微粒老炼、安装微粒捕获陷阱以及电极表面覆膜。其中，微粒老炼只能减少gil/gis生产过程中产生的金属微粒。捕获陷阱对gil/gis内运动的金属微粒有一定的捕获作用，但微粒陷阱引入会造成高压直流gil/gis内局部电场畸变。电极表面覆膜对金属微粒的启举现象具有一定的抑制作用，但覆膜容易脱落。现有的高压直流gil/gis金属微粒运动抑制措施均具有一定的局限性，因此需要引进一种新的抑制高压直流gil/gis中金属微粒运动的方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种绝缘子表层结构改性的方法及用途，在高压直流gil/gis中金属微粒运动治理方面提供一种新的治理思路。
5.为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:一种绝缘子表层结构改性的用途，抑制gil/gis金属微粒启举。
6.本发明的第二个技术方案是一种用于抑制gil/gis金属微粒启举的绝缘子表层结构改性的方法，将高压直流gil/gis环氧树脂绝缘子放置于反应釜内，充入氟气与惰性气体的混合气体进行高电导表层改性处理，抑制gil/gis内不同尺寸、不同位置金属微粒启举行为；
7.高压直流gil/gis所涉及电压等级包括
±
160kv、
±
200kv、
±
320kv、
±
550kv、
±
800kv，绝缘子包括盆式绝缘子、支柱绝缘子；
8.安装前将环氧树脂绝缘子放置于反应釜内，反应釜内充入氟气与惰性气体的混合气体，反应气体温度10～50℃，反应釜气体压力在0.01～0.1mpa，对环氧树脂盆式绝缘子进行10～60min的表层结构改性处理，即可得到表面电导率为5.8
×
10
‑
15
‑
6.5
×
10
‑
13
s均匀分布的环氧树脂绝缘子。
9.进一步地，惰性气体为氦气、氩气或氮气。
10.进一步地，氟气与惰性气体的混合气体体积比为1：10～1:1。
11.进一步地，对装有表层结构改性环氧树脂绝缘子的高压直流gil/gis系统进行1～10小时的直流额定电压预压，接着评估高电导表层改性环氧树脂绝缘子对高压直流gil/gis金属微粒启举的抑制效果。
12.与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
13.本发明抑制金属微粒运动效果显著，工艺流程简单可靠，且不需要改变gil/gis原有的几何结构，对于促进高压gil/gis推广运用具有重大意义。
14.本发明对环氧树脂绝缘子进行表层结构改性处理，在盆式绝缘子表面形成电导率为5.8
×
10
‑
15
‑
6.5
×
10
‑
13
s的高电导层，降低长期运行条件下盆式绝缘子表面电荷的分布，表层结构改性的绝缘子能减小金属微粒向高压直流gil/gis绝缘薄弱处运动所受的电场轴向梯度力，抑制高压直流gil/gis内金属微粒的运动。
15.因此，设计和制造具有抑制高压直流gil/gis中金属微粒运动功能的表层结构改性绝缘子对于促进高压直流gil/gis的推广运用具有重大意义。
附图说明
16.为了清楚地说明本发明技术方案的实施过程，下面对实施过程描述中所需要的附图进行简单的介绍。下列附图仅是示意性的，并不是限制性的。
17.图1是
±
160kv表面结构改性的盆式绝缘子设计示意图；
18.图2是对比
±
160kv直流gil/gis内安装普通盆式绝缘子和表层结构改性的盆式绝缘子对其凸面距离绝缘子不同位置金属微粒启举电压结果图。
具体实施方式
19.结合下列附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。应当理解，此处的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
20.本发明涉及一种用于抑制gil/gis金属微粒启举的绝缘子表层结构改性的方法，利用表层结构改性技术对绝缘子表面进行结构改性，相对于普通盆式绝缘子，高电导表面结构改性的盆式绝缘子在长期运行条件下表面电荷分布更加均匀，从根源上减小了金属微粒向盆式绝缘子运动所需的电场轴向梯度力，实现对高压直流gil/gis金属微粒运动的抑制。
21.实施例1
22.具体盆式绝缘子表面均匀氟化处理流程如下：
23.(1)在高压直流gil/gis盆式绝缘子安装前，将环氧树脂盆式绝缘子放置在真空氟化反应釜内，反应釜充入体积比为1：6氟气与氮气的混合气体，反应条件为：气体温度10℃、气体压力0.04mpa，对环氧树脂盆式绝缘子进行15min的表层结构改性处理。
24.(2)利用直流gil/gis系统，分析高电导表层改性盆式绝缘子在不同运行工况下对其凸面、距离绝缘子不同位置的金属微粒启举的抑制效果。
25.(3)根据实验结果，对比普通gil盆式绝缘子，表层结构改性的盆式绝缘子的gil/gis盆式绝缘子对不同位置处的金属微粒运动具有显著的抑制效果，见图2。
26.实施例2
27.(1)在高压直流gil/gis盆式绝缘子安装前，将环氧树脂盆式绝缘子放置在真空氟
化反应釜内，反应釜充入体积比为1：10氟气与氮气的混合气体，反应条件为：气体温度50℃、气体压力0.1mpa，对环氧树脂盆式绝缘子进行30min的表层结构改性处理。
28.(2)利用直流gil/gis系统，分析高电导表层改性盆式绝缘子在不同运行工况下对其凸面、距离绝缘子不同位置的金属微粒启举的抑制效果。
29.(3)根据实验结果，对比普通gil盆式绝缘子，表层结构改性的盆式绝缘子的gil/gis盆式绝缘子对不同位置处的金属微粒运动具有显著的抑制效果，见图2。
30.实施例3
31.(1)在高压直流gil/gis盆式绝缘子安装前，将环氧树脂盆式绝缘子放置在真空氟化反应釜内，反应釜充入体积比为1：1氟气与氩气的混合气体，反应条件为：气体温度50℃、气体压力0.01mpa，对环氧树脂盆式绝缘子进行60min的表层结构改性处理。
32.(2)利用直流gil/gis系统，分析高电导表层改性盆式绝缘子在不同运行工况下对其凸面、距离绝缘子不同位置的金属微粒启举的抑制效果。
33.(3)根据实验结果，对比普通gil盆式绝缘子，表层结构改性的盆式绝缘子的gil/gis盆式绝缘子对不同位置处的金属微粒运动具有显著的抑制效果，见图2。
34.实施例4
35.(1)在高压直流gil/gis盆式绝缘子安装前，将环氧树脂盆式绝缘子放置在真空氟化反应釜内，反应釜充入体积比为1：6氟气与氦气的混合气体，反应条件为：气体温度10℃、气体压力0.04mpa，对环氧树脂盆式绝缘子进行10min的表层结构改性处理。
36.(2)利用直流gil/gis系统，分析高电导表层改性盆式绝缘子在不同运行工况下对其凸面、距离绝缘子不同位置的金属微粒启举的抑制效果。
37.(3)根据实验结果，对比普通gil盆式绝缘子，表层结构改性的盆式绝缘子的gil/gis盆式绝缘子对不同位置处的金属微粒运动具有显著的抑制效果，见图2。
38.本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。