换流阀是换流站的核心设备之一,其在运行过程中产生各种损耗,会导致晶闸管元件结温升高。过高的温度会造成晶闸管故障,需要阀冷却系统来保证晶闸管结温在正常范围内,以保障换流阀的可靠运行。阀内冷系统橡胶密封圈是换流阀冷却系统密封用的关键零部件之一,其性能及使用寿命直接影响到阀冷系统的冷却性能。橡胶材料随着使用时间的延长会发生老化现象,其使用性能及寿命大幅降低,因此有必要对高压直流阀内冷系统密封圈的失效机理及老化寿命进行深入研究,为阀冷系统的运行维护提供理论依据。本文旨在通过研究换流阀冷却系统中密封圈的失效机理以及老化寿命,指导现场阀冷系统的运行维护,为阀冷系统密封圈的检修和更换提供参考,减少检修维护工作量,使阀内冷系统密封圈的管理更加科学,并提高高压直流输电系统的可靠性。本文主要研究内容如下:(1)首先设计了阀内冷系统密封圈寿命评估试验方法:模拟材料实际使用环境,设计密封圈老化试验工装,选择密封圈的压缩永久变形作为特性指标、50%压缩永久变形作为临界值,设计人工加速热老化试验方案,利用各直流工程现有三元乙丙橡胶密封圈以及氟橡胶密封圈开展人工加速老化试验。(2)然后针对高压直流阀内冷系统密封圈开展失效机理分析,制作三元乙丙橡胶密封圈样品,在实验室中对其进行720h人工加速老化试验,采用扫描电镜、傅里叶红外光谱、热重分析等方法对老化前后的样品进行分析,识别橡胶老化的主要影响因素,明确了热氧老化是密封圈失效的主要原因。(3)最后通过对人工加速老化试验数据的分析,确定密封圈的压缩永久变形性能和温度、时间的关系,并利用阿累尼乌斯方程,建立了以压缩永久变形为表征参数的橡胶密封材料寿命预测模型,对所研究的橡胶密封材料进行了寿命预测。预测结果为:三元乙丙橡胶密封圈的使用寿命为29年,氟橡胶密封圈的使用寿命为5.7年。本文研究成果可为南方电网各换流站阀内冷系统密封圈的运行维护提供理论依据和工程参考。