SF6主要分解产物对GIS中盆式绝缘子特性影响研究

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SF6在局部过热性故障(partial over-thermal fault,POF)或局部放电故障(Partial discharge,PD)时会发生分解,受设备内部水分、微氧和有机绝缘材料的影响,会生成SOF2、SO2F2、SOF4、SO2、HF和H2S等气体。其中HF和H2S气体的强腐蚀性会对盆式绝缘子的热稳定性、电特性和力学性能造成影响。因此,有必要研究这两种气体对盆式绝缘子性能的影响规律,为制造及运行部门提供理论依据和数据支持。本文在实验室条件下,研究了环氧树脂在1000ppm H2S和500ppm HF气体环境中,经历不同老化温度(60℃、80℃、100℃)和不同老化时间(24h、48h、120h、240h、360h、480h)后的热稳定性、电特性和力学性能变化规律,并建立了环氧树脂质量变化预测模型。主要内容及研究结论如下:(1)实验设计了环氧树脂热老化装置,研究了在两种气体影响下老化一定时间后环氧树脂的表面形貌变化,以及老化产生的新官能团类型。结果表明,老化一定时间后,样品表面由光滑变成坑洼,腐蚀深度逐渐加深,且有硫醚键、无机硫、金属氟化物和有机氟化物生成。(2)本文选取活化能表征热稳定性,介电常数表征电特性,表面硬度、拉伸强度和弯曲强度表征力学性能,并得出在两种实验气体下,样品各项性能均出现一定规律的下降。(3)基于时温叠加原理分析了各老化温度下环氧树脂样品质量变化和老化时间之间的规律,并依此建立了质量变化预测模型。结果表明,质量变化速率与老化时间呈现指数下降,H2S气体下的R~2=0.97886,HF气体下的R~2=0.98471。(4)探究了不同老化温度下,样品质量变化与各项性能间的关系,并进行拟合,结果发现两种气体环境下的样品拟合优度均较好,存在一定的指数关系。此外,由于受H2S和HF极性强弱的影响,HF气体下样品的拟合效果整体要好于H2S。
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