一种放电条件下环氧树脂对SF6微量产物影响的研究方法技术

本发明专利技术公开了一种放电条件下环氧树脂对SF6微量产物影响的研究方法，属于电力技术领域。所述基于环氧树脂的SF6微量产物的检测方法，通过将同位素标记的环氧树脂材料零部件置换至SF6气体绝缘设备中，在进行放电试验后，使用检测设备测量SF6气体微量产物中含同位素物质的种类及含量变化，实现放电条件下环氧树脂的SF6微量产物影响的研究。本发明专利技术解决了目前SF6微量产物中C、H、O元素来源不明的问题，可利用同位素示踪法直接验证环氧树脂材料对SF6微量产物的影响规律。本发明专利技术提出的研究方法可为利用组分分析技术对SF6气体绝缘设备进行故障诊断和电寿命评估的研究提供关键、可靠的数据支撑。支撑。支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种放电条件下环氧树脂对SF6微量产物影响的研究方法


[0001]本专利技术属于电力
，涉及一种放电条件下环氧树脂对SF6微量产物影响的研究方法。

技术介绍

[0002]SF6气体绝缘设备因其占地面积小、运行安全可靠、检修周期长等优点，被广泛应用于电网的输变电系统和配电系统中，其对电力系统的安全稳定运行起着决定性的作用。局部放电、火花放电、电弧放电是SF6气体绝缘设备中常见的放电现象，其会引起SF6气体发生不同程度的分解并产生SF5、SF4、SF2等多种低氟硫化物。设备内部同时存在着固体绝缘材料、金属导体材料和微量的水分和氧气杂质，在放电的作用下，SF6气体分解产生的低氟硫化物会与这些物质发生进一步的化学反应并产生SOF2、SO2、SO2F2、SOF4、CF4、C2F6、C3F8、CO2、CO、CH4、CS2、H2S、H2、HF等多种SF6微量产物。一方面，某些微量产物(如HF、H2S)会进一步腐蚀设备内部的固体绝缘材料和金属导体材料，加速设备整体绝缘劣化，导致设备发生突发性绝缘故障；另一方面，某些特征微量产物(如CF4、SOF2、SO2、CO、CO2)的含量大小及变化规律与绝缘故障类型和严重程度密切相关。因此，可通过SF6微量产物的组分分析及时检测发现SF6气体绝缘设备内部的早期潜伏性故障，并对其绝缘状态进行科学评价，最终实现SF6气体绝缘设备的状态监测和电寿命评估。因此，对于SF6微量产物及其影响因素的研究具有重要意义。
[0003]环氧树脂是一种分子中含有两个以上环氧基团的高分子聚合物，具有优异的绝缘性能、热稳定性能、耐腐蚀性能，被广泛用作SF6气体绝缘设备的固体绝缘材料，如GIS中的绝缘子、SF6断路器中的绝缘拉杆。当放电产生在环氧树脂材料附近时，环氧树脂分子会在热和电子的共同作用下发生不同程度的分解并与SF6分解产生的低氟硫化物发生化学反应，进而造成环氧树脂材料的整体绝缘劣化并对SF6微量产物的种类和浓度造成显著影响。因此，关于环氧树脂材料对SF6微量产物影响的研究受到广泛关注。
[0004]在传统的实验研究中，通常采用模拟实验，在设备中的环氧树脂材料附近预设不同的放电类型，调节放电时间和放电量的大小，通过检测设备测量SF6微量产物的种类及其含量变化，通过对比分析研究环氧树脂材料对SF6微量产物影响。这种方法的缺点是SF6微量产物中C、H、O元素来源不明，无法直接证明SF6微量产物的种类和浓度变化是受环氧树脂材料的影响。事实上，该类模拟实验中SF6微量产物中的C、H、O元素不但可能来源于环氧树脂材料，还可能来源于设备内部微量的水分和氧气杂质、其它固体绝缘材料和金属材料氧化物。这对环氧树脂材料对SF6微量产物影响的研究和利用组分分析技术对SF6气体绝缘设备进行故障诊断和电寿命评估的研究均造成了实际困难。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种放电条件下环氧树脂对SF6微量产物影响的研究方法，解决了SF6微量产物中C、H、O元素来源不明的问题，可直接
验证环氧树脂材料对SF6微量产物的影响规律，明确了SF6微量产物的种类和浓度变化，提高SF6气体绝缘设备的故障诊断和电寿命评估使用应用性能。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]本专利技术公开了一种放电条件下环氧树脂对SF6微量产物影响的研究方法，将同位素标记的环氧树脂材料零部件置换至SF6气体绝缘设备中，在进行放电试验后，使用检测设备测量SF6气体微量产物中含同位素物质的种类及含量变化，实现放电条件下环氧树脂的SF6微量产物影响的研究。
[0008]优选地，所述一种放电条件下环氧树脂对SF6微量产物影响的研究方法具体包括以下步骤：S1、利用同位素标记环氧树脂材料中的元素，得到同位素标记的环氧树脂材料；S2、将步骤S1所得同位素标记的环氧树脂材料制成零部件，将所得零部件置换至SF6气体绝缘设备中；S3、在符合现场工况的条件下进行放电试验；S4、使用检测设备测量SF6气体微量产物中含同位素物质的种类及含量变化；S5、根据步骤S4所得含同位素物质的种类及含量变化的测量结果，分析含同位素物质的生成和演化规律，明确放电条件下环氧树脂材料对于SF6气体微量产物的影响。
[0009]进一步优选地，步骤S1中，利用同位素标记环氧树脂材料中的C元素、H元素和O元素中的至少一种。
[0010]进一步优选地，步骤S1中，环氧树脂材料包括：双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、线性酚醛型环氧树脂。
[0011]其中，优选地，同位素标记的双酚A型环氧树脂材料由含C元素、H元素和O元素同位素标记的双酚A与含C元素、H元素和O元素同位素标记的环氧氯丙烷在氢氧化钠的催化下制得。
[0012]进一步优选地，步骤S2中，零部件包括：绝缘子、绝缘拉杆，SF6气体绝缘设备包括：SF6开关类设备、GIS、GIL。
[0013]进一步优选地，步骤S3中，放电试验条件包括：电弧放电、局部放电、火花放电。
[0014]进一步优选地，步骤S4中，测量SF6气体微量产物的检测方法包括：气相色谱法、质谱法、气相色谱质谱联用法、红外吸收光谱法、电化学传感器法、光声光谱法。
[0015]进一步优选地，步骤S4中，SF6气体微量产物包括：SOF2、SO2、SO2F2、SOF4、CF4、C2F6、C3F8、CO2、CO、CH4、CS2、H2S、H2、HF、H2O、O2。
[0016]进一步优选地，步骤S5中，分析含同位素物质的生成和演化规律的操作包括：对比含同位素物质和不含同位素物质的浓度，分析其随试验次数和时间的变化规律，明确放电条件下环氧树脂材料对于SF6气体微量产物的影响。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0018]本专利技术公开了一种放电条件下环氧树脂对SF6微量产物影响的研究方法，通过利用同位素标记环氧树脂材料中的元素并制成相应的设备零部件，可利用同位素示踪法研究环氧树脂材料对SF6微量产物的影响，解决了目前SF6微量产物中C、H、O元素来源不明的问题，将该零部件置换至SF6气体绝缘设备中并进行放电试验，使用检测设备测量SF6气体微量产物中含C、H、O同位素物质的种类及含量变化，分析含同位素物质的生成和演化规律，可直接验证环氧树脂材料对SF6微量产物的影响规律，明确放电条件下环氧树脂材料对于SF6气体微量产物的影响。因此，本专利技术所述方法能够利用组分分析技术对SF6气体绝缘设备进行
故障诊断和电寿命评估的研究提供关键、可靠的数据支撑。
[0019]进一步地，通过将环氧树脂材料中的C元素、H元素和O元素中至少一种利用同位素标记，能够有效排除其它含C、H、O元素的材料和杂质对于检测结果的干扰，确定环氧树脂材料对于SF6微量产物的影响规律，具有良好的技术效果。
[0020]进一步地，本专利技术所述检测方法，能够适用于多种环氧树脂材料，具有工业应用的推广价值。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种放电条件下环氧树脂对SF6微量产物影响的研究方法，其特征在于，将同位素标记的环氧树脂材料零部件置换至SF6气体绝缘设备中，在进行放电试验后，使用检测设备测量SF6气体微量产物中含同位素物质的种类及含量变化，实现放电条件下环氧树脂的SF6微量产物影响的研究。2.根据权利要求1所述的一种放电条件下环氧树脂对SF6微量产物影响的研究方法，其特征在于，具体包括以下步骤：S1、利用同位素标记环氧树脂材料中的元素，得到同位素标记的环氧树脂材料；S2、将步骤S1所得同位素标记的环氧树脂材料制成零部件，将所得零部件置换至SF6气体绝缘设备中；S3、在符合现场工况的条件下进行放电试验；S4、使用检测设备测量SF6气体微量产物中含同位素物质的种类及含量变化；S5、根据步骤S4所得含同位素物质的种类及含量变化的测量结果，分析含同位素物质的生成和演化规律，明确放电条件下环氧树脂材料对于SF6气体微量产物的影响。3.根据权利要求2所述的一种放电条件下环氧树脂对SF6微量产物影响的研究方法，其特征在于，步骤S1中，利用同位素标记环氧树脂材料中的C元素、H元素和O元素中的至少一种。4.根据权利要求2所述的一种放电条件下环氧树脂对SF6微量产物影响的研究方法，其特征在于，步骤S1中，环氧树脂材料包括：双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、线性酚醛型环氧树脂。5.根据权利要求4所述的一种放电条件下环氧树脂对SF6微量产物影响的研究方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨韧，闫静，耿英三，王承玉，汪金星，刘健，薛倩楠，杨明昊，王建华，刘志远，徐孟元，郭楠，
申请(专利权)人：西安交通大学国网陕西省电力公司国家电网有限公司郭楠，
类型：发明
国别省市：