真空滅弧室絕緣介質的應用研究

王雅君++李景云

摘 要：該文通過對絕緣介質的耐壓性能、酸堿性、燃燒性、揮發性及對滅弧室所用材料的相容性能、無腐蝕性試驗，確定了性能較好的絕緣介質。

關鍵詞：耐壓性 腐蝕性 穩定性

中圖分類號：TN104.1 文獻標識碼；A 文章編號：1674-098X（2014）08（a）-0025-02

1 問題的提出

介質901S在滅弧室高壓老煉長期使用過程中經常會出現以下問題：

（1）在進行超高壓老煉時介質易產生碳化物，使介質本身的絕緣性能降低，且污染滅弧室絕緣外殼，對產品的外絕緣性能也會造成影響。

（2）介質揮發較慢，漏入波紋管內不宜去除。

（3）介質重復使用，長期暴露在大氣中，吸收大氣的水分后，產生水解，溶液性質發生改變，有酸化的現象，對金屬產生腐蝕。特別是漏入波紋管內揮發較慢，對波紋管產生腐蝕，導致滅弧室漏氣（見圖1）。

鑒于上述問題會產生對滅弧室的質量隱患，因此必須替代該介質，才能保護滅弧室老煉過程的產品質量。

2 試驗方案的確定

（1）絕緣介質性能指標的確定。

（2）介質的理化性能試驗（燃燒性、酸堿性、揮發性）分析。

（3）耐壓性能試驗并對比分析。

（4）介質對滅弧室所用材料的相容性能試驗（腐蝕試驗）。

3 試驗方案的實施

3.1 絕緣介質性能指標的確定

根據滅弧室工頻超高壓老煉的特點及要求，我們首先確定了外絕緣保護介質的性能、指標。具體如下：

（1）無閃點和燃點，或在明火條件下不能燃燒。

（2）具有較高的耐電壓能力或介電常數。

（3）介質為中性，性能穩定，可在裸露在空氣中重復使用，不易吸收空氣中的水分或不產生水解。

（4）具有一定的清洗能力，對滅弧室所用金屬材料（不銹鋼、可伐、銅及其合金），陶瓷、玻璃、導向套材料無腐蝕。

（5）介質在工件上揮發性好（室溫），無殘留。

（6）介質環保性好，ODP（臭氧層消潛能值）為零。

3.2 介質的理化性能試驗（燃燒、揮發、酸堿性）

通過對不同介質的性能分析、對比，并且考慮其經濟適用性，我們選取F型介質進行試驗驗證。

介質技術參數對比（見表1）：（與CFC、901S對比）。

（1）燃燒性：將一張白紙用F型介質浸濕，用明火點紙，不燃燒。

（2）酸堿性測試：用pH廣范試紙測試pH為7。

（3）揮發性試驗：將一只滅弧室浸入介質后馬上取出，在室溫下3 min自然揮發，無殘留。

（4）與901S揮發性對比：用量杯量取F型、901S介質各1 ml，分別放入50 ml燒杯中，在室溫下（170C）自然揮發。F型17 h揮發完全，901S 19.5 h揮發完全，說明F型的揮發性較901S快。這樣對滅弧室具有一定的保護作用，

3.3 耐壓性能試驗；由于滅弧室的老煉電壓等級較高，因此對介質的絕緣性有特殊的要求

（1）F型耐壓性能試驗。

試驗設備：高壓老煉臺。

試驗過程：將試驗介質約6 kg倒入容器中分別按不同的時間進行了四輪耐壓試驗。

試驗記錄見表2。（四輪試驗均按照表一進行）

結論：通過以上試驗，證明F型絕緣性能較好，耐壓性能穩定，介質的酸度、顏色均未發生變化，且可重復使用，初步選定F型作為工頻超高壓老練外絕緣保護介質用。

（2）與901S的耐壓性對比試驗。

取3只滅弧室，分別在F型與901S中按相同的工藝進行老練結果見表3。

結論：此項試驗說明F型的耐壓性能優于901S。

3.4 介質對滅弧室所用材料的相容性能試驗（腐蝕試驗）

初步選定F型介質后，我們著手試驗介質對滅弧室所用材料的相容性能試驗。試驗介質用兩種：即剛打開的新介質及重復使用約1個月的介質。

（1）滅弧室所用金屬材料的試驗。

①滅弧室所用金屬材料通常有無氧銅、銅鉻合金、不銹鋼鍍鎳、電鐵鍍鎳、可伐鍍鎳、不銹鋼。我們將報廢的觸頭托、波紋管等零部件放入F型新介質及重復使用的介質中，零部件的一半暴露在空氣中，一半浸入介質中。放置10天后，取出觀察，不銹鋼、不銹鋼鍍鎳、電鐵鍍鎳、可伐鍍鎳的零件表面均未發生變化；觸頭托、觸頭輕微變色，但未發現有腐蝕現象。

我們還將F型介質灌入波紋管內，在室溫下分別存放，定期觀察，20天后表面未發生變化，并進行檢漏，未出現漏氣。同樣用新打開的901S及重復使用的介質灌入波紋管內，20天后的波紋管出現有輕微的銹蝕的斑點，檢漏不漏氣。

滅弧室老煉用銅板在F型介質中使用約5個月未發現腐蝕變色。

說明F型介質對滅弧室用金屬材料無腐蝕，相容性好。

（2）滅弧室所用導向套材料的試驗。

滅弧室導向套所用材料有：聚四氟乙烯塑料、聚酰胺66、聚酰胺1010樹脂（含5%石墨）、尼龍66含玻璃纖維35%。

選用各種不同材料的導向套，將其浸入 F型介質中，未發現材料溶漲、變形。說明F型介質對滅弧室用導向套材料無腐蝕，相容性好。

（3）滅弧室表面涂敷材料及包膠材料的試驗。

①在4塊不銹鋼試板上按刷漆工藝刷上底漆面漆，分別放置2天、7天、10天、20天后，浸泡在Ⅰ型介質中，放置2天、7、10天的試板漆層出現起層，放置20天的試板漆層未出現起層。

②用刷上底漆及面漆的的滅弧室試驗。放置20天后的滅弧室漆層未出現起層。放置7～10天的滅弧室漆層出現起層。

F型介質對漆層是有一定影響的，漆層固化時間越長，越干燥，F型介質的影響越小。

但滅弧室在刷漆時如果底層處理不好，附著力下降，即使漆層已經完全干燥、固化，在介質中使用也會造成漆層脫落。

③用紅色硅橡膠套及軟包用白色硅橡膠在F型介質中浸泡，5分鐘后材料出現明顯的溶漲。在CFC及901S介質中浸泡，同樣也出現了明顯的溶漲。說明紅色硅橡膠套材料及軟包用白色硅橡膠材料與F型、CFC及901S均不相容，不能在這些介質中使用。

4 結語

試驗證明F介質在防腐性能、耐壓性能、揮發性能、溶液的穩定性、價格都優于901S，完全可替代其他介質作為滅弧室工頻超高壓老煉用絕緣介質。

摘 要：該文通過對絕緣介質的耐壓性能、酸堿性、燃燒性、揮發性及對滅弧室所用材料的相容性能、無腐蝕性試驗，確定了性能較好的絕緣介質。

關鍵詞：耐壓性 腐蝕性 穩定性

中圖分類號：TN104.1 文獻標識碼；A 文章編號：1674-098X（2014）08（a）-0025-02

1 問題的提出

介質901S在滅弧室高壓老煉長期使用過程中經常會出現以下問題：

（1）在進行超高壓老煉時介質易產生碳化物，使介質本身的絕緣性能降低，且污染滅弧室絕緣外殼，對產品的外絕緣性能也會造成影響。

（2）介質揮發較慢，漏入波紋管內不宜去除。

（3）介質重復使用，長期暴露在大氣中，吸收大氣的水分后，產生水解，溶液性質發生改變，有酸化的現象，對金屬產生腐蝕。特別是漏入波紋管內揮發較慢，對波紋管產生腐蝕，導致滅弧室漏氣（見圖1）。

鑒于上述問題會產生對滅弧室的質量隱患，因此必須替代該介質，才能保護滅弧室老煉過程的產品質量。

2 試驗方案的確定

（1）絕緣介質性能指標的確定。

（2）介質的理化性能試驗（燃燒性、酸堿性、揮發性）分析。

（3）耐壓性能試驗并對比分析。

（4）介質對滅弧室所用材料的相容性能試驗（腐蝕試驗）。

3 試驗方案的實施

3.1 絕緣介質性能指標的確定

根據滅弧室工頻超高壓老煉的特點及要求，我們首先確定了外絕緣保護介質的性能、指標。具體如下：

（1）無閃點和燃點，或在明火條件下不能燃燒。

（2）具有較高的耐電壓能力或介電常數。

（3）介質為中性，性能穩定，可在裸露在空氣中重復使用，不易吸收空氣中的水分或不產生水解。

（4）具有一定的清洗能力，對滅弧室所用金屬材料（不銹鋼、可伐、銅及其合金），陶瓷、玻璃、導向套材料無腐蝕。

（5）介質在工件上揮發性好（室溫），無殘留。

（6）介質環保性好，ODP（臭氧層消潛能值）為零。

3.2 介質的理化性能試驗（燃燒、揮發、酸堿性）

通過對不同介質的性能分析、對比，并且考慮其經濟適用性，我們選取F型介質進行試驗驗證。

介質技術參數對比（見表1）：（與CFC、901S對比）。

（1）燃燒性：將一張白紙用F型介質浸濕，用明火點紙，不燃燒。

（2）酸堿性測試：用pH廣范試紙測試pH為7。

（3）揮發性試驗：將一只滅弧室浸入介質后馬上取出，在室溫下3 min自然揮發，無殘留。

（4）與901S揮發性對比：用量杯量取F型、901S介質各1 ml，分別放入50 ml燒杯中，在室溫下（170C）自然揮發。F型17 h揮發完全，901S 19.5 h揮發完全，說明F型的揮發性較901S快。這樣對滅弧室具有一定的保護作用，

3.3 耐壓性能試驗；由于滅弧室的老煉電壓等級較高，因此對介質的絕緣性有特殊的要求

（1）F型耐壓性能試驗。

試驗設備：高壓老煉臺。

試驗過程：將試驗介質約6 kg倒入容器中分別按不同的時間進行了四輪耐壓試驗。

試驗記錄見表2。（四輪試驗均按照表一進行）

結論：通過以上試驗，證明F型絕緣性能較好，耐壓性能穩定，介質的酸度、顏色均未發生變化，且可重復使用，初步選定F型作為工頻超高壓老練外絕緣保護介質用。

（2）與901S的耐壓性對比試驗。

取3只滅弧室，分別在F型與901S中按相同的工藝進行老練結果見表3。

結論：此項試驗說明F型的耐壓性能優于901S。

3.4 介質對滅弧室所用材料的相容性能試驗（腐蝕試驗）

初步選定F型介質后，我們著手試驗介質對滅弧室所用材料的相容性能試驗。試驗介質用兩種：即剛打開的新介質及重復使用約1個月的介質。

（1）滅弧室所用金屬材料的試驗。

①滅弧室所用金屬材料通常有無氧銅、銅鉻合金、不銹鋼鍍鎳、電鐵鍍鎳、可伐鍍鎳、不銹鋼。我們將報廢的觸頭托、波紋管等零部件放入F型新介質及重復使用的介質中，零部件的一半暴露在空氣中，一半浸入介質中。放置10天后，取出觀察，不銹鋼、不銹鋼鍍鎳、電鐵鍍鎳、可伐鍍鎳的零件表面均未發生變化；觸頭托、觸頭輕微變色，但未發現有腐蝕現象。

我們還將F型介質灌入波紋管內，在室溫下分別存放，定期觀察，20天后表面未發生變化，并進行檢漏，未出現漏氣。同樣用新打開的901S及重復使用的介質灌入波紋管內，20天后的波紋管出現有輕微的銹蝕的斑點，檢漏不漏氣。

滅弧室老煉用銅板在F型介質中使用約5個月未發現腐蝕變色。

說明F型介質對滅弧室用金屬材料無腐蝕，相容性好。

（2）滅弧室所用導向套材料的試驗。

滅弧室導向套所用材料有：聚四氟乙烯塑料、聚酰胺66、聚酰胺1010樹脂（含5%石墨）、尼龍66含玻璃纖維35%。

選用各種不同材料的導向套，將其浸入 F型介質中，未發現材料溶漲、變形。說明F型介質對滅弧室用導向套材料無腐蝕，相容性好。

（3）滅弧室表面涂敷材料及包膠材料的試驗。

①在4塊不銹鋼試板上按刷漆工藝刷上底漆面漆，分別放置2天、7天、10天、20天后，浸泡在Ⅰ型介質中，放置2天、7、10天的試板漆層出現起層，放置20天的試板漆層未出現起層。

②用刷上底漆及面漆的的滅弧室試驗。放置20天后的滅弧室漆層未出現起層。放置7～10天的滅弧室漆層出現起層。

F型介質對漆層是有一定影響的，漆層固化時間越長，越干燥，F型介質的影響越小。

但滅弧室在刷漆時如果底層處理不好，附著力下降，即使漆層已經完全干燥、固化，在介質中使用也會造成漆層脫落。

③用紅色硅橡膠套及軟包用白色硅橡膠在F型介質中浸泡，5分鐘后材料出現明顯的溶漲。在CFC及901S介質中浸泡，同樣也出現了明顯的溶漲。說明紅色硅橡膠套材料及軟包用白色硅橡膠材料與F型、CFC及901S均不相容，不能在這些介質中使用。

4 結語

試驗證明F介質在防腐性能、耐壓性能、揮發性能、溶液的穩定性、價格都優于901S，完全可替代其他介質作為滅弧室工頻超高壓老煉用絕緣介質。

摘 要：該文通過對絕緣介質的耐壓性能、酸堿性、燃燒性、揮發性及對滅弧室所用材料的相容性能、無腐蝕性試驗，確定了性能較好的絕緣介質。

關鍵詞：耐壓性 腐蝕性 穩定性

中圖分類號：TN104.1 文獻標識碼；A 文章編號：1674-098X（2014）08（a）-0025-02

1 問題的提出

介質901S在滅弧室高壓老煉長期使用過程中經常會出現以下問題：

（1）在進行超高壓老煉時介質易產生碳化物，使介質本身的絕緣性能降低，且污染滅弧室絕緣外殼，對產品的外絕緣性能也會造成影響。

（2）介質揮發較慢，漏入波紋管內不宜去除。

（3）介質重復使用，長期暴露在大氣中，吸收大氣的水分后，產生水解，溶液性質發生改變，有酸化的現象，對金屬產生腐蝕。特別是漏入波紋管內揮發較慢，對波紋管產生腐蝕，導致滅弧室漏氣（見圖1）。

鑒于上述問題會產生對滅弧室的質量隱患，因此必須替代該介質，才能保護滅弧室老煉過程的產品質量。

2 試驗方案的確定

（1）絕緣介質性能指標的確定。

（2）介質的理化性能試驗（燃燒性、酸堿性、揮發性）分析。

（3）耐壓性能試驗并對比分析。

（4）介質對滅弧室所用材料的相容性能試驗（腐蝕試驗）。

3 試驗方案的實施

3.1 絕緣介質性能指標的確定

根據滅弧室工頻超高壓老煉的特點及要求，我們首先確定了外絕緣保護介質的性能、指標。具體如下：

（1）無閃點和燃點，或在明火條件下不能燃燒。

（2）具有較高的耐電壓能力或介電常數。

（3）介質為中性，性能穩定，可在裸露在空氣中重復使用，不易吸收空氣中的水分或不產生水解。

（4）具有一定的清洗能力，對滅弧室所用金屬材料（不銹鋼、可伐、銅及其合金），陶瓷、玻璃、導向套材料無腐蝕。

（5）介質在工件上揮發性好（室溫），無殘留。

（6）介質環保性好，ODP（臭氧層消潛能值）為零。

3.2 介質的理化性能試驗（燃燒、揮發、酸堿性）

通過對不同介質的性能分析、對比，并且考慮其經濟適用性，我們選取F型介質進行試驗驗證。

介質技術參數對比（見表1）：（與CFC、901S對比）。

（1）燃燒性：將一張白紙用F型介質浸濕，用明火點紙，不燃燒。

（2）酸堿性測試：用pH廣范試紙測試pH為7。

（3）揮發性試驗：將一只滅弧室浸入介質后馬上取出，在室溫下3 min自然揮發，無殘留。

（4）與901S揮發性對比：用量杯量取F型、901S介質各1 ml，分別放入50 ml燒杯中，在室溫下（170C）自然揮發。F型17 h揮發完全，901S 19.5 h揮發完全，說明F型的揮發性較901S快。這樣對滅弧室具有一定的保護作用，

3.3 耐壓性能試驗；由于滅弧室的老煉電壓等級較高，因此對介質的絕緣性有特殊的要求

（1）F型耐壓性能試驗。

試驗設備：高壓老煉臺。

試驗過程：將試驗介質約6 kg倒入容器中分別按不同的時間進行了四輪耐壓試驗。

試驗記錄見表2。（四輪試驗均按照表一進行）

結論：通過以上試驗，證明F型絕緣性能較好，耐壓性能穩定，介質的酸度、顏色均未發生變化，且可重復使用，初步選定F型作為工頻超高壓老練外絕緣保護介質用。

（2）與901S的耐壓性對比試驗。

取3只滅弧室，分別在F型與901S中按相同的工藝進行老練結果見表3。

結論：此項試驗說明F型的耐壓性能優于901S。

3.4 介質對滅弧室所用材料的相容性能試驗（腐蝕試驗）

初步選定F型介質后，我們著手試驗介質對滅弧室所用材料的相容性能試驗。試驗介質用兩種：即剛打開的新介質及重復使用約1個月的介質。

（1）滅弧室所用金屬材料的試驗。

①滅弧室所用金屬材料通常有無氧銅、銅鉻合金、不銹鋼鍍鎳、電鐵鍍鎳、可伐鍍鎳、不銹鋼。我們將報廢的觸頭托、波紋管等零部件放入F型新介質及重復使用的介質中，零部件的一半暴露在空氣中，一半浸入介質中。放置10天后，取出觀察，不銹鋼、不銹鋼鍍鎳、電鐵鍍鎳、可伐鍍鎳的零件表面均未發生變化；觸頭托、觸頭輕微變色，但未發現有腐蝕現象。

我們還將F型介質灌入波紋管內，在室溫下分別存放，定期觀察，20天后表面未發生變化，并進行檢漏，未出現漏氣。同樣用新打開的901S及重復使用的介質灌入波紋管內，20天后的波紋管出現有輕微的銹蝕的斑點，檢漏不漏氣。

滅弧室老煉用銅板在F型介質中使用約5個月未發現腐蝕變色。

說明F型介質對滅弧室用金屬材料無腐蝕，相容性好。

（2）滅弧室所用導向套材料的試驗。

滅弧室導向套所用材料有：聚四氟乙烯塑料、聚酰胺66、聚酰胺1010樹脂（含5%石墨）、尼龍66含玻璃纖維35%。

選用各種不同材料的導向套，將其浸入 F型介質中，未發現材料溶漲、變形。說明F型介質對滅弧室用導向套材料無腐蝕，相容性好。

（3）滅弧室表面涂敷材料及包膠材料的試驗。

①在4塊不銹鋼試板上按刷漆工藝刷上底漆面漆，分別放置2天、7天、10天、20天后，浸泡在Ⅰ型介質中，放置2天、7、10天的試板漆層出現起層，放置20天的試板漆層未出現起層。

②用刷上底漆及面漆的的滅弧室試驗。放置20天后的滅弧室漆層未出現起層。放置7～10天的滅弧室漆層出現起層。

F型介質對漆層是有一定影響的，漆層固化時間越長，越干燥，F型介質的影響越小。

但滅弧室在刷漆時如果底層處理不好，附著力下降，即使漆層已經完全干燥、固化，在介質中使用也會造成漆層脫落。

③用紅色硅橡膠套及軟包用白色硅橡膠在F型介質中浸泡，5分鐘后材料出現明顯的溶漲。在CFC及901S介質中浸泡，同樣也出現了明顯的溶漲。說明紅色硅橡膠套材料及軟包用白色硅橡膠材料與F型、CFC及901S均不相容，不能在這些介質中使用。

4 結語

試驗證明F介質在防腐性能、耐壓性能、揮發性能、溶液的穩定性、價格都優于901S，完全可替代其他介質作為滅弧室工頻超高壓老煉用絕緣介質。