一种带表面涂层的新型棒电极制造技术

本实用新型专利技术公开了一种带表面涂层的新型棒电极，包括：不锈钢棒电极，所述不锈钢棒电极的表面设置绝缘涂层为含Al

A new type of rod electrode with surface coating

【技术实现步骤摘要】
一种带表面涂层的新型棒电极
本技术属于表面带涂覆材料的新型电极，特别涉及环保气体中表面涂覆绝缘材料的新型电极。
技术介绍
电力系统在城市中具有着举足轻重的作用，是城市建设不可缺少重要设施。与传统的电力设备相比较，以气体作为绝缘介质的电力设备能够大大减小占地面积。其中，气体绝缘组合电器(GasInsulatedSubstation，简称GIS)、气体绝缘变压器(gasinsulatedtransformer，简称GIT)、气体绝缘断路器(gasinsulatedbreaker，简称GIB)、气体绝缘输电管道(gasinsulatedtransmissionline，简称GIL)气体绝缘设备得到了广泛的应用。由于SF6其较强的电负性、优异的灭弧性能、化学稳定性好、导热性能好、不会析出碳粒，故在气体绝缘电力设备中，绝缘介质主要填充气体为SF6气体。然而，在1997年，《联合国气候变化框架公约的京都议定书》被全球范围组织制定，其中明确将SF6列为6种限制性使用的温室气体之一，在2002年我国正式核准该条约，并在2009年宣布利用十年时间将单位GDP的温室气体排放降到2005年水平的55％～60％。欧盟计划在2030年将SF6排放量缩减到2014年的2/3，美国加州提出从2020年开始逐年降低电气领域SF6使用量。这是由于SF6气体被公认为一种对大气环境具有极大危害的温室气体，其温室效应潜能指数(GlobalWarmingPotential,GWP)为CO2的23000倍。该气体能够破坏臭氧层，进而引起温室效应，引发全球气候变暖。但是SF6以平均8.7％/年的速度在大气层中快速增长，到本世纪初为止，SF6已经接近温室气体排放总量的15％。从国际大电网会议(InternationalCouncilonLargeElectricsystems,CIGRE)近些年的讨论议题中不难发现SF6导致的气候恶化已经成为电力发展与环境保护矛盾的重要根源之一。大气中的SF6主要来源于电气设备的泄露以及废气的非法排放，约占总量的70％。电力工业中，高压开关设备约占SF6用气量的80％以上，主要是用在126-550kV，的GCB、GIT、GIS、C-GIS和GIL等。尽管纯SF6气体没有毒性，不会对人体生命安全造成危害，但是由于SF6气体密度大，容易造成窒息死亡。同时，当电气设备内部出现局部放电(PartialDischarge简称PD)时，SF6气体会发生不同程度的分解，生成SF2、SF3、SF4等低氟化物，在没有其他杂质存在的情况下，这些低氟化物会复合还原成SF6气体，不会影响设备的绝缘性能，也不会对人体造成危害。但是，SF6气体和电气设备中不可避免地会混入微量空气和水分等杂质，与SF6的分解物发生反应形成更多更复杂的生成物，如SOF2、SO2F2、SOF4、SO2、CF4、CO2、HF、H2S等。其中，SOF2、SO2F2、H2S等气体分解物均为剧毒物质，一旦发生泄漏会会工作人员的身体健康造成危害，同时其中有些分解产物溶于水之后变成酸性物质，腐蚀设备内部组件，严重时会损坏设备内部的固体绝缘，从而使设备的整体绝缘性能降低，危及设备的安全运行。此外，SF6气体的绝缘强度也极容易受到极不均匀电场和电极表面粗糙程度的影响而急剧下降。那么，在电气设备中找到方法替代SF6作为绝缘介质，是我们需要研究的方向。申请人研究替代性绝缘气体介质中发现，在替代SF6中起到了不同的作用。有的可以替代其绝缘性能，如N2、干燥空气、CF3I气体等，有的在灭弧角度有着优异的性能，如CO2、c-C4F8气体等。它们可以分为以下几种：采用传统N2、CO2、干燥空气或SF6中混合气体。第一种类型可以为CO2、N2、干燥空气优点是有着较低的GWP值，但是其绝缘性能仅仅为SF6的40％或者更加少。如果采用这种类型的气体那么在高电压产品设计中会发生巨大改变，那么气体压力或者设备尺寸就会变为原来的至少2.5倍。该种气体主要应用在中压设备中，如12kV/24kV电压等级的N2或干燥空气环网柜；72.5kV电压等级CO2断路器(GCB)。如果增加气体压力这将增加设备承压能力，同时也为安全性带来隐患；而如果增加尺寸，这将对原本就相对狭小的占地面积提出了相反的诉求。不幸的是，现有已知的气体中还没有哪种气体在各方面综合特性能够媲美SF6气体。由此看来替代SF6气体的道路任重而道远。SF6中混合一定比例的N2、干燥空气等混合气体。第二种气体就是SF6中混合气体。目前研究中，在SF6中混合一定比例的N2、CF4等气体。这样的混合气体可以降低SF6气体的使用量；防止气体绝缘介质在寒冷地区液化；并在寒冷地区起到灭弧作用。故混合气体应用在为GIL和GCB中。但是这样的混合气体中由于含有SF6气体，所以仍然具有较高的GWP。除了上述直接通过气体替代SF6的方式，也可以通过绝缘涂层-气体复合绝缘的方式替代SF6气体。这种方法较前几种寻找直接替换SF6气体，采用了涂层这一固体绝缘介质，而不仅仅再是靠单一气体介质。
技术实现思路
专利技术目的：本技术的目的是针对现有技术不足和缺陷，提供了一种带表面涂层的新型棒电极，应用于充满N2的绝缘气体中，绝缘涂层-气体复合绝缘系统，绝缘性能较传统的气体绝缘更加优良。技术方案：为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案为：一种带表面涂层的新型棒电极，所说新型棒电极应用于N2的绝缘气体中，包括：不锈钢棒电极，所述不锈钢棒电极的表面设置绝缘涂层，绝缘涂层具体为含Al2O3纳米填料的环氧树脂涂层，所述含Al2O3纳米填料的环氧树脂涂层具体为2wt％Al2O3/EP涂层，2wt％Al2O3/EP的含义为Al2O3纳米填料所占的质量百分比为2wt％，其余为EP材料。所述2wt％Al2O3/EP涂层在本申请各文件中定义为复合环氧树脂涂层。所述2wt％Al2O3/EP涂层的厚度为75μm。所述EP材料为纯环氧树脂材料。有益效果：本技术与现有技术相比，其有益效果是：1、本技术采用带有纳米填料的环氧树脂能够有效的改善其介电性能，同时增加其热稳定性。2、裸不锈钢电极的50％击穿电压(U50)为71kV，当使用本技术提供的一种带表面涂层的新型棒电极和N2的绝缘气体配合，50％击穿电压(U50)为92kV，相较于裸不锈钢电极性能有极大提升。3、本技术使用的是环保气体N2，取代了温室气体SF6，极大提升了产品的环保性能。附图说明图1为本技术一种带表面涂层的新型棒电极的结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式，进一步说明本技术。如图1所示，一种带表面涂层的新型棒电极，所说新型棒电极应用于N2的绝缘气体中，包括：不锈钢棒电极1，所述不锈钢棒电极1的表面设置绝缘涂层2，绝缘涂层2为复合环氧树脂涂层，具体为含Al2O3纳米填料的环氧树脂涂层，所述含Al2O3纳米填料的环氧树脂涂层更具体为2wt％Al2O3/EP本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带表面涂层的新型棒电极，所说新型棒电极应用于N

【技术特征摘要】
1.一种带表面涂层的新型棒电极，所说新型棒电极应用于N2的绝缘气体中，包括：不锈钢棒电极(1)，其特征在于：所述不锈钢棒电极(1)的表面设置绝缘涂层(2)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭丽萍，罗时聪，刘剑，刘志远，孙竹，
申请(专利权)人：上海电气输配电试验中心有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31