本申请公开了一种环保混合气体与固体材料相容性的实验装置及方法，实验装置包括热加速实验装置和电热联合实验装置。热加速实验装置包括第一实验罐和第一温控单元。第一温控单元用于使得第一实验罐中的环保混合气体和固体材料试样处于设备运行时所处的温度条件下。电热联合实验装置包括第二实验罐、第二温控单元和施压单元。第二温控单元用于使得第二实验罐中的环保混合气体和环氧树脂绝缘材料试样处于设备运行时所处的温度条件下，施压单元用于使得第二实验罐中的环保混合气体和环氧树脂绝缘材料试样处于设备运行时所处的电压条件下。本申请的实验装置利用较短的时间可获得设备运行寿命周期内的气固相容性规律，确保设备及气体长期运行稳定性。备及气体长期运行稳定性。备及气体长期运行稳定性。
【技术实现步骤摘要】
一种环保混合气体与固体材料相容性的实验装置及方法
[0001]本申请涉及高端装备的环保气体输变电设备领域，尤其涉及一种环保混合气体与固体材料相容性的实验装置及方法。
技术介绍
[0002]六氟化硫（SF6）气体作为优良的绝缘和灭弧介质在电气设备中广泛应用，但SF6的温室效应是CO2的24300倍，在大气中存续的寿命高达3200年，对环境存在较大的不利影响。国内外研究表明，全氟异丁腈（C4F7N）等环保气体与CO2、N2构成的混合气体绝缘强度高，温室效应低，被认为是极具潜力的SF6环保替代气体。由于环保气体温室效应低，设备运行工况下的环保气体稳定性能稍弱于SF6气体，可能与设备中导体（金属）、绝缘和密封材料等发生相容性问题，亟需开发环保混合气体与设备固体材料相容性的实验装置及方法。
[0003]现有标准大多是关于油纸绝缘、橡胶、塑料等电气材料的热老化试验及分析方法，模拟材料放置在空气或油中的长期老化情形，与环保气体输变电设备实际的运行工况差异较大，对气固相容性实验指导性较差，可见目前缺乏气体与固体材料相容性相关的实验装置和检测方法，难以判断环保气体设备中气固相容性是否满足长期运行稳定性要求，有必要模拟设备运行工况开展环保混合气体与固体材料的相容性实验检测，以获得气固材料相容性规律，为环保气体输变电设备设计研发提供参考。
技术实现思路
[0004]本申请提供一种环保混合气体与固体材料相容性的实验装置及方法，能够利用较短的时间可获得设备运行寿命周期内的气固相容性规律。
[0005]本申请的实施例提供了一种环保混合气体与固体材料相容性的实验装置，包括热加速实验装置和电热联合实验装置。热加速实验装置包括第一实验罐和第一温控单元，第一实验罐用于容纳环保混合气体和固体材料试样，第一温控单元用于使得第一实验罐中的环保混合气体和固体材料试样处于设备运行时所处的温度条件下。电热联合实验装置包括第二实验罐、第二温控单元和施压单元，第二实验罐用于容纳环保混合气体和固体材料试样中的环氧树脂绝缘材料试样，第二温控单元用于使得第二实验罐中的环保混合气体和环氧树脂绝缘材料试样处于设备运行时所处的温度条件下，施压单元用于使得第二实验罐中的环保混合气体和环氧树脂绝缘材料试样处于设备运行时所处的电压条件下。
[0006]在其中一些实施例中，热加速实验装置还包括第一气压表、架体和第一气体循环单元。第一气压表安装在第一实验罐上，第一气压表用于检测第一实验罐中的气压。架体安装在第一实验罐中，架体包括置物架和/或悬挂架，架体用于供装入第一实验罐中的固体材料试样放置。第一气体循环单元安装在第一实验罐上，第一气体循环单元用于使得第一实验罐中的气体循环流动。
[0007]在其中一些实施例中，施压单元包括高压套管和平板电极。高压套管安装在第二实验罐上，高压套管与电源连接。平板电极安装在第二实验罐中，平板电极的数量为两个，
两个平板电极均为水平设置，并在竖直方向上布置，且距离可调整，两个平板电极分别连接高压套管和第二实验罐的壳体。
[0008]在其中一些实施例中，电热联合实验装置还包括第二气压表和第二气体循环单元。第二气压表安装在第二实验罐上，第二气压表用于检测第二实验罐中的气压。第二气体循环单元安装在第二实验罐上，第二气体循环单元用于使得第二实验罐中的气体循环流动。本申请的实施例还提供了一种环保混合气体与固体材料相容性的实验方法，采用上述的环保混合气体与固体材料相容性的实验装置，实验方法包括以下步骤： 配制环保混合气体。制作多类固体材料试样，各类固体材料试样的数量均为多个。将多个同类固体材料试样装入第一实验罐中。对第一实验罐进行抽真空，将环保混合气体充入第一实验罐中。使得第一实验罐中的环保混合气体和固体材料试样处于设备运行时所处的温度条件下，第一实验时间后，从第一实验罐中收集环保混合气体试样，对环保混合气体试样进行性能测试。从第一实验罐中取出固体材料试样，对固体材料试样进行性能测试。将多个环氧树脂绝缘材料试样装入第二实验罐中。对第二实验罐进行抽真空，将环保混合气体充入第二实验罐中。使得第二实验罐中的环保混合气体和环氧树脂绝缘材料试样处于设备运行时所处的温度条件和电压条件下，第二实验时间后，从第二实验罐中收集气体试样，对气体试样进行性能测试。从第二实验罐中取出环氧树脂绝缘材料试样，对环氧树脂绝缘材料试样进行性能测试。
[0009]在其中一些实施例中，将多个同类固体材料试样装入第一实验罐中时，使得各固体材料试样之间以及固体材料试样与第一实验罐的内壁之间具有间隙。将多个环氧树脂绝缘材料试样装入第二实验罐中时，使得各环氧树脂绝缘材料试样之间以及环氧树脂绝缘材料试样与第二实验罐的内壁之间具有间隙。
[0010]在其中一些实施例中，将环保混合气体充入第一实验罐中前，采用环保混合气体对第一实验罐进行气体冲洗，重复多次，将环保混合气体充入第一实验罐中后，第一实验罐中的气压范围为0.1~0.3 MPa。将环保混合气体充入第二实验罐中前，采用环保混合气体对第二实验罐进行气体冲洗，重复多次，将环保混合气体充入第二实验罐中后，第二实验罐中的气压范围为0.1~0.3MPa。
[0011]在其中一些实施例中，使得第一实验罐中的环保混合气体和固体材料试样处于设备运行时所处的温度条件下时，将装入金属导体材料试样的第一实验罐中的温度设置为120 ℃，第一实验时间大于或等于15天。装入环氧树脂绝缘材料试样的第一实验罐中的温度设置为100 ℃，第一实验时间大于或等于90天。装入橡胶密封材料试样的第一实验罐中的温度设置为100 ℃，第一实验时间大于或等于15天。使得第二实验罐中的环保混合气体和环氧树脂绝缘材料试样处于设备运行时所处的温度条件和电压条件下时，将第二实验罐中的施加电压设置为小于或等于120 kV，第二实验罐中的温度设置为100 ℃，第二实验时间大于或等于7天。
[0012]在其中一些实施例中，使得第一实验罐中的环保混合气体和固体材料试样处于设备运行时所处的温度条件下时，第一实验罐中的气体换气速率为3~10次/h。使得第二实验罐中的环保混合气体和环氧树脂绝缘材料试样处于设备运行时所处的温度条件和电压条件下时，第二实验罐中的气体换气速率为3~10次/h。
[0013]在其中一些实施例中，对固体材料试样进行性能测试前，将固体材料试样在性能测试所要求的环境下放置大于或等于16 h，小于或等于6天。对环氧树脂绝缘材料试样进行性能测试前，将环氧树脂绝缘材料试样在性能测试所要求的环境下放置大于或等于16 h，小于或等于6天。
[0014]根据本申请的实施例提供的一种环保混合气体与固体材料相容性的实验装置，包括热加速实验装置和电热联合实验装置。热加速实验装置包括第一实验罐和第一温控单元，第一实验罐用于容纳环保混合气体和固体材料试样，第一温控单元用于使得第一实验罐中的环保混合气体和固体材料试样处于设备运行时所处的温度条件下。电热联合实验装置包括第二实验罐、第二温控单元和施压单元，第二实验罐用于容纳环保混合气体和固体材料试样中的环氧树脂绝本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种环保混合气体与固体材料相容性的实验装置，其特征在于，包括：热加速实验装置，包括第一实验罐和第一温控单元，所述第一实验罐用于容纳环保混合气体和固体材料试样，所述第一温控单元用于使得所述第一实验罐中的所述环保混合气体和所述固体材料试样处于设备运行时所处的温度条件下；电热联合实验装置，包括第二实验罐、第二温控单元和施压单元，所述第二实验罐用于容纳所述环保混合气体和所述固体材料试样中的环氧树脂绝缘材料试样，所述第二温控单元用于使得所述第二实验罐中的所述环保混合气体和所述环氧树脂绝缘材料试样处于所述设备运行时所处的温度条件下，所述施压单元用于使得所述第二实验罐中的所述环保混合气体和所述环氧树脂绝缘材料试样处于所述设备运行时所处的电压条件下。2.如权利要求1所述的一种环保混合气体与固体材料相容性的实验装置，其特征在于，所述热加速实验装置还包括：第一气压表，安装在所述第一实验罐上，所述第一气压表用于检测所述第一实验罐中的气压；架体，安装在所述第一实验罐中，所述架体包括置物架和/或悬挂架，所述架体用于供装入所述第一实验罐中的所述固体材料试样放置；第一气体循环单元，安装在所述第一实验罐上，所述第一气体循环单元用于使得第一实验罐中的气体循环流动。3.如权利要求1所述的一种环保混合气体与固体材料相容性的实验装置，其特征在于，所述施压单元包括：高压套管，安装在所述第二实验罐上，所述高压套管与电源连接；平板电极，安装在所述第二实验罐中，所述平板电极的数量为两个，两个所述平板电极均为水平设置，并在竖直方向上布置，且距离可调整，两个所述平板电极分别连接所述高压套管和所述第二实验罐的壳体。4.如权利要求1所述的一种环保混合气体与固体材料相容性的实验装置，其特征在于，所述电热联合实验装置还包括：第二气压表，安装在所述第二实验罐上，所述第二气压表用于检测所述第二实验罐中的气压；第二气体循环单元，安装在所述第二实验罐上，所述第二气体循环单元用于使得第二实验罐中的气体循环流动。5.一种环保混合气体与固体材料相容性的实验方法，其特征在于，采用权利要求1
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4任一所述的环保混合气体与固体材料相容性的实验装置，所述实验方法包括以下步骤：配制环保混合气体；制作多类固体材料试样，各类所述固体材料试样的数量均为多个；将多个同类所述固体材料试样装入第一实验罐中；对所述第一实验罐进行抽真空，将所述环保混合气体充入所述第一实验罐中；使得所述第一实验罐中的所述环保混合气体和所述固体材料试样处于设备运行时所处的温度条件下，第一实验时间后，从所述第一实验罐中收集环保混合气体试样，对所述环保混合气体试样进行性能测试；从所述第一实验罐中取出所述固体材料试样，对所述固体材料试样进行性能测试；
将多个环氧树脂绝缘材料试样装入第二实验罐中；对所述第二实验罐进行抽真空，将所述环保混合气体充入所述第二实验罐中；使得所述第二实验罐中的所述环保混合气体和所述环氧树脂绝缘...
【专利技术属性】
技术研发人员：颜湘莲，高克利，王雯，黄印，高飞，王浩，田宇，王浩然，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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