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真空灭弧室绝缘介质的应用研究

2014-11-10王雅君李景云

科技创新导报 2014年22期
关键词:腐蚀性稳定性

王雅君++李景云

摘 要:该文通过对绝缘介质的耐压性能、酸碱性、燃烧性、挥发性及对灭弧室所用材料的相容性能、无腐蚀性试验,确定了性能较好的绝缘介质。

关键词:耐压性 腐蚀性 稳定性

中图分类号:TN104.1 文献标识码;A 文章编号:1674-098X(2014)08(a)-0025-02

1 问题的提出

介质901S在灭弧室高压老炼长期使用过程中经常会出现以下问题:

(1)在进行超高压老炼时介质易产生碳化物,使介质本身的绝缘性能降低,且污染灭弧室绝缘外壳,对产品的外绝缘性能也会造成影响。

(2)介质挥发较慢,漏入波纹管内不宜去除。

(3)介质重复使用,长期暴露在大气中,吸收大气的水分后,产生水解,溶液性质发生改变,有酸化的现象,对金属产生腐蚀。特别是漏入波纹管内挥发较慢,对波纹管产生腐蚀,导致灭弧室漏气(见图1)。

鉴于上述问题会产生对灭弧室的质量隐患,因此必须替代该介质,才能保护灭弧室老炼过程的产品质量。

2 试验方案的确定

(1)绝缘介质性能指标的确定。

(2)介质的理化性能试验(燃烧性、酸碱性、挥发性)分析。

(3)耐压性能试验并对比分析。

(4)介质对灭弧室所用材料的相容性能试验(腐蚀试验)。

3 试验方案的实施

3.1 绝缘介质性能指标的确定

根据灭弧室工频超高压老炼的特点及要求,我们首先确定了外绝缘保护介质的性能、指标。具体如下:

(1)无闪点和燃点,或在明火条件下不能燃烧。

(2)具有较高的耐电压能力或介电常数。

(3)介质为中性,性能稳定,可在裸露在空气中重复使用,不易吸收空气中的水分或不产生水解。

(4)具有一定的清洗能力,对灭弧室所用金属材料(不锈钢、可伐、铜及其合金),陶瓷、玻璃、导向套材料无腐蚀。

(5)介质在工件上挥发性好(室温),无残留。

(6)介质环保性好,ODP(臭氧层消潜能值)为零。

3.2 介质的理化性能试验(燃烧、挥发、酸碱性)

通过对不同介质的性能分析、对比,并且考虑其经济适用性,我们选取F型介质进行试验验证。

介质技术参数对比(见表1):(与CFC、901S对比)。

(1)燃烧性:将一张白纸用F型介质浸湿,用明火点纸,不燃烧。

(2)酸碱性测试:用pH广范试纸测试pH为7。

(3)挥发性试验:将一只灭弧室浸入介质后马上取出,在室温下3 min自然挥发,无残留。

(4)与901S挥发性对比:用量杯量取F型、901S介质各1 ml,分别放入50 ml烧杯中,在室温下(170C)自然挥发。F型17 h挥发完全,901S 19.5 h挥发完全,说明F型的挥发性较901S快。这样对灭弧室具有一定的保护作用,

3.3 耐压性能试验;由于灭弧室的老炼电压等级较高,因此对介质的绝缘性有特殊的要求

(1)F型耐压性能试验。

试验设备:高压老炼台。

试验过程:将试验介质约6 kg倒入容器中分别按不同的时间进行了四轮耐压试验。

试验记录见表2。(四轮试验均按照表一进行)

结论:通过以上试验,证明F型绝缘性能较好,耐压性能稳定,介质的酸度、颜色均未发生变化,且可重复使用,初步选定F型作为工频超高压老练外绝缘保护介质用。

(2)与901S的耐压性对比试验。

取3只灭弧室,分别在F型与901S中按相同的工艺进行老练结果见表3。

结论:此项试验说明F型的耐压性能优于901S。

3.4 介质对灭弧室所用材料的相容性能试验(腐蚀试验)

初步选定F型介质后,我们着手试验介质对灭弧室所用材料的相容性能试验。试验介质用两种:即刚打开的新介质及重复使用约1个月的介质。

(1)灭弧室所用金属材料的试验。

①灭弧室所用金属材料通常有无氧铜、铜铬合金、不锈钢镀镍、电铁镀镍、可伐镀镍、不锈钢。我们将报废的触头托、波纹管等零部件放入F型新介质及重复使用的介质中,零部件的一半暴露在空气中,一半浸入介质中。放置10天后,取出观察,不锈钢、不锈钢镀镍、电铁镀镍、可伐镀镍的零件表面均未发生变化;触头托、触头轻微变色,但未发现有腐蚀现象。

我们还将F型介质灌入波纹管内,在室温下分别存放,定期观察,20天后表面未发生变化,并进行检漏,未出现漏气。同样用新打开的901S及重复使用的介质灌入波纹管内,20天后的波纹管出现有轻微的锈蚀的斑点,检漏不漏气。

灭弧室老炼用铜板在F型介质中使用约5个月未发现腐蚀变色。

说明F型介质对灭弧室用金属材料无腐蚀,相容性好。

(2)灭弧室所用导向套材料的试验。

灭弧室导向套所用材料有:聚四氟乙烯塑料、聚酰胺66、聚酰胺1010树脂(含5%石墨)、尼龙66含玻璃纤维35%。

选用各种不同材料的导向套,将其浸入 F型介质中,未发现材料溶涨、变形。说明F型介质对灭弧室用导向套材料无腐蚀,相容性好。

(3)灭弧室表面涂敷材料及包胶材料的试验。

①在4块不锈钢试板上按刷漆工艺刷上底漆面漆,分别放置2天、7天、10天、20天后,浸泡在Ⅰ型介质中,放置2天、7、10天的试板漆层出现起层,放置20天的试板漆层未出现起层。

②用刷上底漆及面漆的的灭弧室试验。放置20天后的灭弧室漆层未出现起层。放置7~10天的灭弧室漆层出现起层。

F型介质对漆层是有一定影响的,漆层固化时间越长,越干燥,F型介质的影响越小。

但灭弧室在刷漆时如果底层处理不好,附着力下降,即使漆层已经完全干燥、固化,在介质中使用也会造成漆层脱落。

③用红色硅橡胶套及软包用白色硅橡胶在F型介质中浸泡,5分钟后材料出现明显的溶涨。在CFC及901S介质中浸泡,同样也出现了明显的溶涨。说明红色硅橡胶套材料及软包用白色硅橡胶材料与F型、CFC及901S均不相容,不能在这些介质中使用。

4 结语

试验证明F介质在防腐性能、耐压性能、挥发性能、溶液的稳定性、价格都优于901S,完全可替代其他介质作为灭弧室工频超高压老炼用绝缘介质。

摘 要:该文通过对绝缘介质的耐压性能、酸碱性、燃烧性、挥发性及对灭弧室所用材料的相容性能、无腐蚀性试验,确定了性能较好的绝缘介质。

关键词:耐压性 腐蚀性 稳定性

中图分类号:TN104.1 文献标识码;A 文章编号:1674-098X(2014)08(a)-0025-02

1 问题的提出

介质901S在灭弧室高压老炼长期使用过程中经常会出现以下问题:

(1)在进行超高压老炼时介质易产生碳化物,使介质本身的绝缘性能降低,且污染灭弧室绝缘外壳,对产品的外绝缘性能也会造成影响。

(2)介质挥发较慢,漏入波纹管内不宜去除。

(3)介质重复使用,长期暴露在大气中,吸收大气的水分后,产生水解,溶液性质发生改变,有酸化的现象,对金属产生腐蚀。特别是漏入波纹管内挥发较慢,对波纹管产生腐蚀,导致灭弧室漏气(见图1)。

鉴于上述问题会产生对灭弧室的质量隐患,因此必须替代该介质,才能保护灭弧室老炼过程的产品质量。

2 试验方案的确定

(1)绝缘介质性能指标的确定。

(2)介质的理化性能试验(燃烧性、酸碱性、挥发性)分析。

(3)耐压性能试验并对比分析。

(4)介质对灭弧室所用材料的相容性能试验(腐蚀试验)。

3 试验方案的实施

3.1 绝缘介质性能指标的确定

根据灭弧室工频超高压老炼的特点及要求,我们首先确定了外绝缘保护介质的性能、指标。具体如下:

(1)无闪点和燃点,或在明火条件下不能燃烧。

(2)具有较高的耐电压能力或介电常数。

(3)介质为中性,性能稳定,可在裸露在空气中重复使用,不易吸收空气中的水分或不产生水解。

(4)具有一定的清洗能力,对灭弧室所用金属材料(不锈钢、可伐、铜及其合金),陶瓷、玻璃、导向套材料无腐蚀。

(5)介质在工件上挥发性好(室温),无残留。

(6)介质环保性好,ODP(臭氧层消潜能值)为零。

3.2 介质的理化性能试验(燃烧、挥发、酸碱性)

通过对不同介质的性能分析、对比,并且考虑其经济适用性,我们选取F型介质进行试验验证。

介质技术参数对比(见表1):(与CFC、901S对比)。

(1)燃烧性:将一张白纸用F型介质浸湿,用明火点纸,不燃烧。

(2)酸碱性测试:用pH广范试纸测试pH为7。

(3)挥发性试验:将一只灭弧室浸入介质后马上取出,在室温下3 min自然挥发,无残留。

(4)与901S挥发性对比:用量杯量取F型、901S介质各1 ml,分别放入50 ml烧杯中,在室温下(170C)自然挥发。F型17 h挥发完全,901S 19.5 h挥发完全,说明F型的挥发性较901S快。这样对灭弧室具有一定的保护作用,

3.3 耐压性能试验;由于灭弧室的老炼电压等级较高,因此对介质的绝缘性有特殊的要求

(1)F型耐压性能试验。

试验设备:高压老炼台。

试验过程:将试验介质约6 kg倒入容器中分别按不同的时间进行了四轮耐压试验。

试验记录见表2。(四轮试验均按照表一进行)

结论:通过以上试验,证明F型绝缘性能较好,耐压性能稳定,介质的酸度、颜色均未发生变化,且可重复使用,初步选定F型作为工频超高压老练外绝缘保护介质用。

(2)与901S的耐压性对比试验。

取3只灭弧室,分别在F型与901S中按相同的工艺进行老练结果见表3。

结论:此项试验说明F型的耐压性能优于901S。

3.4 介质对灭弧室所用材料的相容性能试验(腐蚀试验)

初步选定F型介质后,我们着手试验介质对灭弧室所用材料的相容性能试验。试验介质用两种:即刚打开的新介质及重复使用约1个月的介质。

(1)灭弧室所用金属材料的试验。

①灭弧室所用金属材料通常有无氧铜、铜铬合金、不锈钢镀镍、电铁镀镍、可伐镀镍、不锈钢。我们将报废的触头托、波纹管等零部件放入F型新介质及重复使用的介质中,零部件的一半暴露在空气中,一半浸入介质中。放置10天后,取出观察,不锈钢、不锈钢镀镍、电铁镀镍、可伐镀镍的零件表面均未发生变化;触头托、触头轻微变色,但未发现有腐蚀现象。

我们还将F型介质灌入波纹管内,在室温下分别存放,定期观察,20天后表面未发生变化,并进行检漏,未出现漏气。同样用新打开的901S及重复使用的介质灌入波纹管内,20天后的波纹管出现有轻微的锈蚀的斑点,检漏不漏气。

灭弧室老炼用铜板在F型介质中使用约5个月未发现腐蚀变色。

说明F型介质对灭弧室用金属材料无腐蚀,相容性好。

(2)灭弧室所用导向套材料的试验。

灭弧室导向套所用材料有:聚四氟乙烯塑料、聚酰胺66、聚酰胺1010树脂(含5%石墨)、尼龙66含玻璃纤维35%。

选用各种不同材料的导向套,将其浸入 F型介质中,未发现材料溶涨、变形。说明F型介质对灭弧室用导向套材料无腐蚀,相容性好。

(3)灭弧室表面涂敷材料及包胶材料的试验。

①在4块不锈钢试板上按刷漆工艺刷上底漆面漆,分别放置2天、7天、10天、20天后,浸泡在Ⅰ型介质中,放置2天、7、10天的试板漆层出现起层,放置20天的试板漆层未出现起层。

②用刷上底漆及面漆的的灭弧室试验。放置20天后的灭弧室漆层未出现起层。放置7~10天的灭弧室漆层出现起层。

F型介质对漆层是有一定影响的,漆层固化时间越长,越干燥,F型介质的影响越小。

但灭弧室在刷漆时如果底层处理不好,附着力下降,即使漆层已经完全干燥、固化,在介质中使用也会造成漆层脱落。

③用红色硅橡胶套及软包用白色硅橡胶在F型介质中浸泡,5分钟后材料出现明显的溶涨。在CFC及901S介质中浸泡,同样也出现了明显的溶涨。说明红色硅橡胶套材料及软包用白色硅橡胶材料与F型、CFC及901S均不相容,不能在这些介质中使用。

4 结语

试验证明F介质在防腐性能、耐压性能、挥发性能、溶液的稳定性、价格都优于901S,完全可替代其他介质作为灭弧室工频超高压老炼用绝缘介质。

摘 要:该文通过对绝缘介质的耐压性能、酸碱性、燃烧性、挥发性及对灭弧室所用材料的相容性能、无腐蚀性试验,确定了性能较好的绝缘介质。

关键词:耐压性 腐蚀性 稳定性

中图分类号:TN104.1 文献标识码;A 文章编号:1674-098X(2014)08(a)-0025-02

1 问题的提出

介质901S在灭弧室高压老炼长期使用过程中经常会出现以下问题:

(1)在进行超高压老炼时介质易产生碳化物,使介质本身的绝缘性能降低,且污染灭弧室绝缘外壳,对产品的外绝缘性能也会造成影响。

(2)介质挥发较慢,漏入波纹管内不宜去除。

(3)介质重复使用,长期暴露在大气中,吸收大气的水分后,产生水解,溶液性质发生改变,有酸化的现象,对金属产生腐蚀。特别是漏入波纹管内挥发较慢,对波纹管产生腐蚀,导致灭弧室漏气(见图1)。

鉴于上述问题会产生对灭弧室的质量隐患,因此必须替代该介质,才能保护灭弧室老炼过程的产品质量。

2 试验方案的确定

(1)绝缘介质性能指标的确定。

(2)介质的理化性能试验(燃烧性、酸碱性、挥发性)分析。

(3)耐压性能试验并对比分析。

(4)介质对灭弧室所用材料的相容性能试验(腐蚀试验)。

3 试验方案的实施

3.1 绝缘介质性能指标的确定

根据灭弧室工频超高压老炼的特点及要求,我们首先确定了外绝缘保护介质的性能、指标。具体如下:

(1)无闪点和燃点,或在明火条件下不能燃烧。

(2)具有较高的耐电压能力或介电常数。

(3)介质为中性,性能稳定,可在裸露在空气中重复使用,不易吸收空气中的水分或不产生水解。

(4)具有一定的清洗能力,对灭弧室所用金属材料(不锈钢、可伐、铜及其合金),陶瓷、玻璃、导向套材料无腐蚀。

(5)介质在工件上挥发性好(室温),无残留。

(6)介质环保性好,ODP(臭氧层消潜能值)为零。

3.2 介质的理化性能试验(燃烧、挥发、酸碱性)

通过对不同介质的性能分析、对比,并且考虑其经济适用性,我们选取F型介质进行试验验证。

介质技术参数对比(见表1):(与CFC、901S对比)。

(1)燃烧性:将一张白纸用F型介质浸湿,用明火点纸,不燃烧。

(2)酸碱性测试:用pH广范试纸测试pH为7。

(3)挥发性试验:将一只灭弧室浸入介质后马上取出,在室温下3 min自然挥发,无残留。

(4)与901S挥发性对比:用量杯量取F型、901S介质各1 ml,分别放入50 ml烧杯中,在室温下(170C)自然挥发。F型17 h挥发完全,901S 19.5 h挥发完全,说明F型的挥发性较901S快。这样对灭弧室具有一定的保护作用,

3.3 耐压性能试验;由于灭弧室的老炼电压等级较高,因此对介质的绝缘性有特殊的要求

(1)F型耐压性能试验。

试验设备:高压老炼台。

试验过程:将试验介质约6 kg倒入容器中分别按不同的时间进行了四轮耐压试验。

试验记录见表2。(四轮试验均按照表一进行)

结论:通过以上试验,证明F型绝缘性能较好,耐压性能稳定,介质的酸度、颜色均未发生变化,且可重复使用,初步选定F型作为工频超高压老练外绝缘保护介质用。

(2)与901S的耐压性对比试验。

取3只灭弧室,分别在F型与901S中按相同的工艺进行老练结果见表3。

结论:此项试验说明F型的耐压性能优于901S。

3.4 介质对灭弧室所用材料的相容性能试验(腐蚀试验)

初步选定F型介质后,我们着手试验介质对灭弧室所用材料的相容性能试验。试验介质用两种:即刚打开的新介质及重复使用约1个月的介质。

(1)灭弧室所用金属材料的试验。

①灭弧室所用金属材料通常有无氧铜、铜铬合金、不锈钢镀镍、电铁镀镍、可伐镀镍、不锈钢。我们将报废的触头托、波纹管等零部件放入F型新介质及重复使用的介质中,零部件的一半暴露在空气中,一半浸入介质中。放置10天后,取出观察,不锈钢、不锈钢镀镍、电铁镀镍、可伐镀镍的零件表面均未发生变化;触头托、触头轻微变色,但未发现有腐蚀现象。

我们还将F型介质灌入波纹管内,在室温下分别存放,定期观察,20天后表面未发生变化,并进行检漏,未出现漏气。同样用新打开的901S及重复使用的介质灌入波纹管内,20天后的波纹管出现有轻微的锈蚀的斑点,检漏不漏气。

灭弧室老炼用铜板在F型介质中使用约5个月未发现腐蚀变色。

说明F型介质对灭弧室用金属材料无腐蚀,相容性好。

(2)灭弧室所用导向套材料的试验。

灭弧室导向套所用材料有:聚四氟乙烯塑料、聚酰胺66、聚酰胺1010树脂(含5%石墨)、尼龙66含玻璃纤维35%。

选用各种不同材料的导向套,将其浸入 F型介质中,未发现材料溶涨、变形。说明F型介质对灭弧室用导向套材料无腐蚀,相容性好。

(3)灭弧室表面涂敷材料及包胶材料的试验。

①在4块不锈钢试板上按刷漆工艺刷上底漆面漆,分别放置2天、7天、10天、20天后,浸泡在Ⅰ型介质中,放置2天、7、10天的试板漆层出现起层,放置20天的试板漆层未出现起层。

②用刷上底漆及面漆的的灭弧室试验。放置20天后的灭弧室漆层未出现起层。放置7~10天的灭弧室漆层出现起层。

F型介质对漆层是有一定影响的,漆层固化时间越长,越干燥,F型介质的影响越小。

但灭弧室在刷漆时如果底层处理不好,附着力下降,即使漆层已经完全干燥、固化,在介质中使用也会造成漆层脱落。

③用红色硅橡胶套及软包用白色硅橡胶在F型介质中浸泡,5分钟后材料出现明显的溶涨。在CFC及901S介质中浸泡,同样也出现了明显的溶涨。说明红色硅橡胶套材料及软包用白色硅橡胶材料与F型、CFC及901S均不相容,不能在这些介质中使用。

4 结语

试验证明F介质在防腐性能、耐压性能、挥发性能、溶液的稳定性、价格都优于901S,完全可替代其他介质作为灭弧室工频超高压老炼用绝缘介质。

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