一种用辉光放电氟化处理盆式绝缘子表面的装置和方法
【专利摘要】本发明公开了一种用辉光放电氟化处理盆式绝缘子表面的装置和方法，所述方法将盆式绝缘子清洁、烘干后，放置在一个密封腔体内，上下分别接两电极。利用真空泵对密封腔体抽真空，并向腔体内充入低气压的SF6气体。调节施加于电极上的工频电压幅值使得电极间产生SF6气体的辉光放电，利用电流表记录回路电流值，并在一定的电流幅值下，利用该辉光放电产生的等离子体对盆式绝缘子表面进行一段时间的氟化处理。本发明采用SF6辉光放电等离子体氟化处理绝缘子表面，放电电流小，电压幅值低，盆式绝缘子不会受到损伤，并可在短时内大幅提高盆式绝缘子的沿面闪络电压，具有操作简便、安全高效、成本低廉等优点。
【专利说明】
一种用辉光放电氟化处理盆式绝缘子表面的装置和方法
技术领域
[0001]本发明属于SF6金属封闭开关设备(GIS)绝缘防护领域，特别涉及一种用辉光放电氟化处理盆式绝缘子表面的装置与方法。
【背景技术】
[0002]SF6金属封闭开关设备(GIS)内部以SF6气体作为绝缘介质，具有良好的绝缘性能，被越来越广泛地用于电力系统中。在GIS的连接母线中，盆式绝缘子起着隔离气室、支撑导体和绝缘等重要作用，但由于其沿面击穿场强低于相同条件下的间隙击穿场强，也低于相同尺寸的绝缘子体击穿场强，所以盆式绝缘子沿面是GIS设备绝缘的薄弱部分。事实上，盆式绝缘子的沿面闪络现象导致了许多GIS设备故障，造成了巨大的经济损失。
[0003]工程中，提高盆式绝缘子沿面闪络电压的方法主要有优化绝缘子形状、表面涂层及增加屏蔽电极等。这些方法虽然可以提高绝缘子沿面闪络电压，但是通常只能提高20%?40%左右;不仅如此，绝缘子在成形后可能需要进行二次加工，且加工工序比较复杂，会大大增加绝缘子制造成本以及周期。
【发明内容】
[0004]基于此，本发明公开了一种使用辉光放电氟化处理盆式绝缘子表面的装置，所述装置包括:密封腔体、真空栗、电极、SF6气瓶；
[0005]所述密封腔体、真空栗和SF6气瓶通过三通转接口相连；
[0006]所述真空栗用于对密封腔体进行抽真空处理；
[0007]所述SF6气瓶用于对密封腔体充入SF6气体；
[0008]所述电极位于密封腔体内。
[0009]本发明还公开了一种利用辉光放电氟化处理盆式绝缘子表面的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:
[0010]S1、对盆式绝缘子进行处理后，将盆式绝缘子安装在密封腔体的高低压电极之间；
[0011]S2、利用真空栗对密封腔体抽真空，然后向密封腔体内充入SF6气体，关闭SF6气瓶的阀门，向电极施加电压；
[0012]S3、调节所述施加电压的幅值至电极间产生SF6辉光放电等离子体，并使得放电电流达到Ι-lOOmA，利用该等离子体对盆式绝缘子表面进行1-1Oh的氟化处理。
[0013]本发明所提供的装置和方法，可以在低气压下产生SF6辉光放电等离子体，对绝缘子表面进行氟化处理;在对处理后的盆式绝缘子进行后续实验时发现，其闪络电压得到显著提升，绝缘性能得到改善，因此该方法具有高效经济、操作简便、易于推广等特点。
【附图说明】
[0014]图1是本发明一个实施例中对环氧树脂盆式绝缘子进行SF6辉光放电氟化处理的装置回路示意图；图中:1.SF6气瓶;2.SF6气体回收装置;3.三通转接口； 4.阀门5.真空栗；6.观察窗;7.真空计;8.环氧树脂盆式绝缘子;9.金属电极;10.密封腔体;11.交流电源；12.电流表。
【具体实施方式】
[0015]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0016]在一个实施例中，本发明公开了一种使用辉光放电氟化处理盆式绝缘子表面的装置，其特征在于，所述装置包括:密封腔体、真空栗、电极和SF6气瓶；
[0017]所述密封腔体、真空栗和SF6气瓶通过三通转接口相连；
[0018]所述真空栗用于对密封腔体进行抽真空处理；
[0019]所述SF6气瓶用于对密封腔体充入SF6气体；
[0020]所述电极位于密封腔体内。
[0021 ] 本实施例通过在低气压SF6密封腔体内产生辉光放电，利用辉光放电等离子对盆式绝缘子表面进行氟化处理，放电电流小，电压幅值低，盆式绝缘子不会受到损伤，并可在短时内大幅提高盆式绝缘子的沿面闪络电压，具有操作简便、安全高效、成本低廉等优点
[0022]本实施例可以在低气压下产生SF6辉光放电等离子体，对绝缘子表面进行氟化处理;在对处理后的盆式绝缘子进行后续实验时发现，其闪络电压得到显著提升，绝缘性能得到改善，因此该装置具有高效经济、操作简便、易于推广等特点。
[0023]在一个实施例中，所述电极包括高压电极和低压电极;所述盆式绝缘子位于高压电极与低压电极之间。
[0024]在本实施例中，将盆式绝缘子置于两电极之间的电场中，以产生辉光放电，进行氟化处理。
[0025]在一个实施例中，所述装置还包括有真空计，所述真空计用于测量密封腔体内的气压。
[0026]在本实施例中，所述真空计的作用是精确测量密封腔体内的气体压强。
[0027]在一个实施例中，所述密封腔体采用金属材料制成，所述密封腔体包括上下法兰，所述上下法兰通过紧固部件紧固；所述密封腔体侧面开有观察窗，所述观察窗用于观察气体辉光放电时密封腔体内部情况。
[0028]在本实施例中，制成所述密封腔体的材料包括不锈钢、铁等其他合适的金属。所述紧固部件包括螺钉、螺栓等其他能对上下法兰进行紧固的部件。所述腔体的上下法兰相当于密封腔体的上下盖子，起密封、转接其他试验腔等作用，在此氟化处理实验中，起密封腔体的作用。
[0029]在一个实施例中，所述装置还包括有回收单元，所述回收单元、密封腔体和SF6气瓶通过三通转接口相连;所述回收装置用于回收密封腔体内的SF6废气。
[0030]在本实施例中，采用三通转接口，方便对装置进行抽真空、充SF6气体、回收SF6气体等多个操作而不必更换气管或转接头，只需要控制各气阀的开关即可，节省了时间，方便了操作。
[0031]在一个实施例中，所述SF6气瓶、真空栗和回收单元与三通连接口之间均设置有阀门。
[0032]在本实施例中，所述阀门用于控制SF6气瓶、真空栗和回收单元的开关，在需要回收SF6气体时，关闭SF6气瓶、真空栗的阀门，打开回收单元的阀门，即可回收SF6气体，需要其他操作时，打开或关闭相应阀门即可。
[0033]在一个实施例中，所述装置还包括有交流电源和电流表，所述交流电源串联电流表后与高低压电极相连接。
[0034]在本实施例中，所述交流电源对盆式绝缘子进行辉光放电处理，它在正负电极之间提供交流电场，使得盆式绝缘子在低气压下发生辉光放电。所述电流表的作用是测量回路电流即SF6辉光放电等离子体电流大小。
[0035]在一个实施例中，所述方法包括以下步骤:
[0036]S1、对盆式绝缘子进行处理后，将盆式绝缘子安装在密封腔体的高低压电极之间；
[0037]S2、利用真空栗对密封腔体抽真空，然后向密封腔体内充入SF6气体，关闭SF6气瓶的阀门，向电极施加电压；
[0038]S3、调节所述施加电压的幅值至电极间产生SF6辉光放电等离子体，并使得放电电流达到Ι-lOOmA，利用该等离子体对盆式绝缘子表面进行1-1Oh的氟化处理。
[0039]在本实施例中，所述步骤S2中相密封腔体被充入SF6气体达到l_200pa时，关闭气瓶的阀门；两电极之间施加工频直流电压，电流表测得的回路电流保持在1-1OOmA左右，从而利用电极之间SF6辉光放电等离子体对绝缘子表面进行1-1Oh左右的氟化处理。处理后，切断电压，使用回收装置回收密封腔体内的SF6废气，取出表面已进行氟化处理的盆式绝缘子即可。
[0040]本实施例所述的方法可以在低气压下产生SF6辉光放电等离子体，对绝缘子表面进行氟化处理;在对处理后的盆式绝缘子进行后续实验时发现，其闪络电压得到显著提升，绝缘性能得到改善，因此该方法具有高效经济、操作简便、易于推广等特点。
[0041]在一个实施例中，所述步骤SI中对盆式绝缘子进行处理包括:将绝缘子表面用酒精擦拭干净，在真空中以40-80°C恒温烘烤30min至3h。
[0042]在本实施例中，对试品进行氟化处理前需擦拭、烘干，除去盆式绝缘子表面的污秽，防止这些污秽对辉光放电本身以及氟化层的成分产生不利的影响。
[0043]在一个实施例中，所述步骤S2中利用真空栗对密封腔体抽真空至密封腔体内气压降至10—2Pa以下。
[0044]在本实施例中，因为氟化处理需要在低气压的SF6气体中进行，在充入SF6气体前，需要把密封腔体抽真空，防止杂质气体残留；至于将气压将至10—2Pa以下是通过多次试验总结出来的。
[0045]在一个实施例中，公开了一种对环氧树脂盆式绝缘子进行表面氟化处理的方法，其中密闭腔体中充入l_200Pa的SF6气体，两电极之间施加工频直流电压，电流表测得的回路电流保持在1-1OOmA左右，从而利用电极之间SF6辉光放电等离子体对绝缘子表面进行1-1Oh左右的氟化处理。
[0046]该实施例的具体步骤如下:
[0047]S1.将环氧树脂盆式绝缘子表面用酒精、绸布擦拭干净，在真空中以40_80°C恒温供烤30min至3h。
[0048]S2.将盆式绝缘子取出，置于密封腔体，小心固定在高低压金属电极之间，并调节电极间距，使得两电极和盆式绝缘子紧密接触，无间隙存在。
[0049]S3.将腔体密封，打开真空栗阀门，利用真空栗对密封腔体抽真空，至腔体内气压降至10—2Pa以下，关闭真空栗阀门；打开SF6气瓶阀门，缓慢向腔体内充入纯净的SF6至气压为工作气压，关闭SF6气瓶阀门。
[0050]S4.向电极施加交流电压，调节电压幅值使得电极间产生辉光放电，并利用电流计测量回路电流值，在一定电流大小下，利用该辉光放电等离子体处理绝缘材料一段时间。
[0051]在一个实施例中，如图1所示:电极(9)和环氧树脂盆式绝缘子(8)安装固定在密封腔体(10)中；交流电源(11)串联电流表(12)接在电极两端;密封腔体带有观察窗(6)，便于观察低气压下气体辉光放电时腔体内部情况；(7)是真空计，用来检测密封腔体内的气压；SF6气瓶(I)/回收装置⑵和真空栗(5)分别通过一个阀门(4)与密封腔体内部相连；(3)是三通转接口。
[0052]上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的【具体实施方式】。对于本领域的技术人员来说，在不违背本发明的精神及范畴下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。
【主权项】
1.一种使用辉光放电氟化处理盆式绝缘子表面的装置，其特征在于，所述装置包括:密封腔体、真空栗、电极和SF6气瓶； 所述密封腔体、真空栗和SF6气瓶通过三通转接口相连； 所述真空栗用于对密封腔体进行抽真空处理； 所述SF6气瓶用于对密封腔体充入SF6气体； 所述电极位于密封腔体内。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于:优选的，所述电极包括高压电极和低压电极;所述盆式绝缘子位于高压电极与低压电极之间。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于:所述装置还包括有真空计，所述真空计用于测量密封腔体内的气压。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于:所述密封腔体采用金属材料制成，所述密封腔体包括上下法兰，所述上下法兰通过紧固部件紧固；所述密封腔体侧面开有观察窗，所述观察窗用于观察气体辉光放电时密封腔体内部的情况。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于:所述装置还包括有回收单元，所述回收单元、密封腔体和SF6气瓶通过三通转接口相连;所述回收装置用于回收密封腔体内的SF6废Ho6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于:所述SF6气瓶、真空栗和回收单元与三通连接口之间均设置有阀门。7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于:所述装置还包括有交流电源和电流表，所述交流电源串联电流表后与高压电极、低压电极相连接。8.—种利用辉光放电氟化处理盆式绝缘子表面的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 51、对盆式绝缘子进行处理后，将盆式绝缘子安装在密封腔体的高压电极、低压电极之间； 52、利用真空栗对密封腔体抽真空，然后向密封腔体内充入SF6气体，关闭SF6气瓶的阀门，向高压电极、低压电极施加电压； 53、调节所述施加电压的幅值至高压电极与低压电极间产生SF6辉光放电等离子体，并使得放电电流达到Ι-lOOmA，利用该等离子体对盆式绝缘子表面进行1-1Oh的氟化处理。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤SI中对盆式绝缘子进行处理包括:将绝缘子表面用酒精擦拭干净，在真空中以40-80°C恒温烘烤30min至3h。10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于:所述步骤S2中利用真空栗对密封腔体抽真空至密封腔体内气压降至10—2Pa以下。
【文档编号】H01B19/04GK105913984SQ201610325824
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】赵军平, 杜乾栋, 马径坦, 文韬, 张乔根, 刘轩东, 庞磊, 李晓昂, 吴治诚, 崔博源, 何洁, 陈允, 张鹏飞
【申请人】西安交通大学, 国家电网公司, 中国电力科学研究院, 国网山东省电力公司检修公司