一种灭弧和/或绝缘电气设备制造技术

本发明专利技术属于电气设备技术领域，尤其涉及一种灭弧和/或绝缘电气设备。本发明专利技术灭弧和/或绝缘电气设备中，以反式‑1,1,1,4,4,4‑六氟‑2‑丁烯或含反式‑1,1,1,4,4,4‑六氟‑2‑丁烯的混合气体作为中压和高压灭弧和/或绝缘介质，具有良好的电绝缘和灭弧性能，能够极大地提升绝缘能力，取代SF

An arc extinguishing and / or insulating electrical equipment

【技术实现步骤摘要】
一种灭弧和/或绝缘电气设备
本专利技术属于电气设备
，尤其涉及一种灭弧和/或绝缘电气设备。
技术介绍
气体绝缘介质被广泛应用在各种电气设备中且特别应用于气体的绝缘开关设备或其导电部件的绝缘，其中，六氟化硫(SF6)气体作为气体绝缘介质在中压和高压灭弧/绝缘电气设备应用最为广泛。六氟化硫(SF6)气体具有优良的灭弧性能与相对较高的绝缘强度，在标准大气压下，其击穿电压将近空气的三倍。同时该气体呈现化学惰性、无毒、不可燃、无爆炸性以及热力学稳定等性能。基于以上优势，以SF6及其混合气体作为绝缘和灭弧介质的中压和高压电气设备在电网中占据主导地位。但是，SF6是一种具有严重温室效应的气体，它的全球变暖潜能值(GlobalWarmingPotential，GWP)约为CO2的23900倍，在大气中的存活时间约为3200年，被列入排放受限制的六种温室气体之一，同时也是六种气体中GWP最大的气体。因此，寻找环境友好型的SF6替代气体作为绝缘气体介质用于电气设备中已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。在寻找绝缘气体介质替代SF6的研究过程中，需要着重考虑替代气体的相对电气强度(Er，相对于SF6)、温室效应潜能值与液化温度(Tb)，同时也要考虑其臭氧消耗潜能值(ODP)、生态毒性、稳定性、热传导能力、灭弧性能、放电分解产物的性质等。目前的研究主要集中在以下三个方面：一方面是利用常规气体替代SF6，如空气、N2和CO2等(例如专利WO2008/073790)。通过研究发现虽然常规气体性质稳定，液化温度低，且具有较低的温室效应，但是常规气体的电负性较小，对电子的吸附能力远小于SF6，绝缘强度小于SF6的40％。常规气体作为绝缘介质可以在部分中低压设备中替代SF6，但一般需要增加设备中气体气压以及增大电气设备的尺寸，一定程度上造成电气设备占地面积的增加，经济成本也会相应的增加，影响电气设备大范围的推广使用。其次通过在SF6中添加其它气体，在保证绝缘性能的前提下降低SF6气体的使用量和排放量，以减少它对环境的影响，如SF6/N2、SF6/CO2与SF6/CF4等混合气体(例如专利WO2009/049144)。但是这种方法并不能完全杜绝SF6气体的使用，无法从根本上解决温室效应问题。SF6与其他气体混合后会降低其液化温度，可以一定程度上实现SF6混合气体在高寒地区的应用，在工程方面具有一定的意义。由于在SF6中添加其它气体，致使混合气体的灭弧和绝缘性能都有所降低，限制了其适用范围。最后一方面则是寻找电负性强的绝缘替代气体或其混合气体，以完全替代SF6在气体绝缘设备中的应用，目前这些替代气体主要有：1)PFC气体，如c-C4F8、C2F6、C3F8等，但这些气体的GWP仍然很高，同时在使用过程中还受到温度、气压等因素的影响；2)CF3I气体，CF3I气体的GWP值与CO2气体相当，在大气中的寿命只有1～2d，且其绝缘强度优于SF6气体，具有优势的介电强度和GWP值。但是，CF3I气体在应用的过程中容易分解，分解产物对灭弧和绝缘性能有影响，同时价格昂贵，平均职业接触水平在3-4ppm，被列入3级致癌物、生殖毒性物质以及诱导有机体突变物质中，在工业规模上禁止使用；3)g3气体(七氟异丁腈气体C4F7N与CO2的混合气体)和PFK气体(全氟酮气体C5F10O)，已经开发出相应的中高压电气设备并开展了示范应用中，但七氟异丁腈有一定的致癌风险且本身温室效应GWP指数仍然较高，全氟戊酮液化温度很高，应用环境受限，绝缘性能难以满足高电压等级设备的需求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种灭弧和/或绝缘电气设备，本专利技术灭弧和/或绝缘电气设备的气体介质为反式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯或含反式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯的混合气体，能够替代SF6作为中压和高压灭弧和/或绝缘介质，具有良好的电绝缘和灭弧性能，GWP低。本专利技术的具体技术方案如下：一种灭弧和/或绝缘电气设备，所述灭弧和/或绝缘电气设备为中压设备或高压设备；所述灭弧和/或绝缘电气设备的气体介质为反式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯或含所述反式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯的混合气体；所述混合气体还包括干燥空气、氮气、氧气、二氧化碳和稀有气体中的一种或多种；若所述电气设备为中压设备，所述气体介质的压强为1.0bar～1.8bar，所述气体介质的最低温度为-30℃～0℃；若所述电气设备为高压设备，所述气体介质的压强为4.0bar～8.5bar，所述气体介质的最低温度为-20℃～0℃。本专利技术中，反式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯分子中含有六个氟原子，分别在分子的两端，同时对称存在，使其具有优良的灭弧性能与相对较高的绝缘强度，反式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯毒性低(急性吸入毒性LC50(大鼠):>25400ppm，无急性吸入毒性)、不具有爆炸性、ODP(TheOzoneDepletionPotential，大气臭氧损耗潜能值)为0、GWP为18，对环境影响很小或没有影响，其液化温度为7.5℃，饱和蒸气压较高，同时具有优良的灭弧性能与相对较高的绝缘强度，反式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯从元素构成、化合物的结构和气体的理化性质等方面，作为SF6替代气体都具有明显的优势，以反式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯或含反式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯的混合气体作为中压和高压灭弧和/或绝缘介质，具有良好的电绝缘和灭弧性能，能够极大地提升绝缘能力，取代SF6在灭弧和/或绝缘电气设备中的填充，减少SF6排放对环境的影响，能够从根本上解决SF6的排放问题，并扩展灭弧和/或绝缘电气设备应用的温度范围。本专利技术中，混合气体的GWP值低于反式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯的GWP值，在混合气体中加入干燥空气、氮气、氧气、二氧化碳和/或稀有气体，能够使得气体介质在受到压力和温度的影响依然能够保持气态状态。并且，干燥空气、氮气、氧气、二氧化碳和稀有气体无毒、不具爆炸性、ODP值为0、GWP值低，对环境影响很小或者没有影响，液化温度低。本专利技术中，电气设备为中压设备时，气体介质的压强为1.0bar～1.8bar，气体介质的最低温度为-30℃～0℃；电气设备为高压设备，气体介质的压强为4.0bar～8.5bar，气体介质的最低温度为-20℃～0℃，反式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯的分压小于或等于其最低温度下的饱和蒸汽压，能够使得电气设备无论在何种温度下，反式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯一直会以气态形式存在于电气设备中。本专利技术中，中压设备中的直流电超过1KV但不超过75KV，中压设备中的交流电超过1KV但不超过52KV；高压设备中的直流电超过75KV，高压设备中的交流电严格超过52KV。优选的，所述混合气体为反式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯和干本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种灭弧和/或绝缘电气设备，其特征在于，所述灭弧和/或绝缘电气设备为中压设备或高压设备；/n所述灭弧和/或绝缘电气设备的气体介质为反式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯或含所述反式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯的混合气体；/n所述混合气体还包括干燥空气、氮气、氧气、二氧化碳和稀有气体中的一种或多种；/n若所述电气设备为中压设备，所述气体介质的压强为1.0bar～1.8bar，所述气体介质的最低温度为-30℃～0℃；/n若所述电气设备为高压设备，所述气体介质的压强为4.0bar～8.5bar，所述气体介质的最低温度为-20℃～0℃。/n

【技术特征摘要】
1.一种灭弧和/或绝缘电气设备，其特征在于，所述灭弧和/或绝缘电气设备为中压设备或高压设备；
所述灭弧和/或绝缘电气设备的气体介质为反式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯或含所述反式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯的混合气体；
所述混合气体还包括干燥空气、氮气、氧气、二氧化碳和稀有气体中的一种或多种；
若所述电气设备为中压设备，所述气体介质的压强为1.0bar～1.8bar，所述气体介质的最低温度为-30℃～0℃；
若所述电气设备为高压设备，所述气体介质的压强为4.0bar～8.5bar，所述气体介质的最低温度为-20℃～0℃。


2.根据权利要求1所述的灭弧和/或绝缘电气设备，其特征在于，所述混合气体为反式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯和干燥空气。


3.根据权利要求1所述的灭弧和/或绝缘电气设备，其特征在于，所述灭弧和/或绝缘电气设备为中压设备；
所述反式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯在所述混合气体中的摩尔百分数为5％～60％。


4.根据权利要求3所述的灭弧和/或绝缘电气设备，其特征在于，所述灭弧和/或绝缘电气设备为中压设备；
所述反式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯在所述混合气体中的摩尔百分数为20％～50％。


5.根据权利要求1所述的灭弧和/或绝缘电气设备，其特征在于，所述灭弧和/或绝缘电气设备为中压设备；
所述气体介质的压强为1.2bar～1.3bar。


6.根据权利要求1所述的灭弧和/或绝缘电气设备，其特征在于，所述灭弧...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐念，李丽，周永言，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44