基于半导电涂覆层的GIS自由金属微粒的抑制方法技术

本发明专利技术公开了电器绝缘技术领域的一种基于半导电涂覆层的GIS自由金属微粒的抑制方法，包括在GIS外壳的内表面喷涂半导电涂覆液并进行烘干固化，形成能够抑制GIS外壳内自由金属微粒的半导电涂覆层。本发明专利技术一方面可避免GIS内表面没有绝缘层时自由金属微粒与GIS外壳的内表面裸金属直接接触发生传导带电，导致自由金属微粒带电在电场力作用下起跳，另一方面避免采用GIS表面覆绝缘材料时自由金属微粒与绝缘层以及SF6气体接触位置的三结合点位置发生局部放电，继而导致GIS电极间隙空间电场畸变，降低GIS的绝缘性能；有效阻止了由于GIS内部的金属微粒荷电导致的GIS绝缘性能下降。内部的金属微粒荷电导致的GIS绝缘性能下降。内部的金属微粒荷电导致的GIS绝缘性能下降。

【技术实现步骤摘要】
基于半导电涂覆层的GIS自由金属微粒的抑制方法


[0001]本专利技术属于电器绝缘
，具体涉及一种基于半导电涂覆层的GIS自由金属微粒的抑制方法。

技术介绍

[0002]金属微粒的存在对气体绝缘组合电器（GIS）的绝缘可靠性造成巨大威胁，金属微粒通过感应带电并在电场力作用下从壳体表面跳起，对GIS电极间隙的空间电场造成畸变，从而导致GIS的绝缘性能大幅下降，给GIS的正常运行带来巨大威胁。
[0003]目前正在投运的GIS设备内表面主要分为裸金属电极结构以及表面涂覆绝缘材料两种结构，由于GIS内开关动作以及安装运输过程中产生的金属微粒在金属裸电极结构条件下很容易与GIS金属壳体产生传导带电，微粒在电场力的作用下飞起造成电极空间电场畸变或者运动到绝缘子表面导致绝缘子表面电场畸变，绝缘性能下降。当GIS腔体内表面涂覆有绝缘材料时，微粒虽然很难通过与金属电极接触的方式进行传导带电，但由于金属微粒与绝缘层以及SF6气体接触的三结合点处电场比较集中容易发生局部放电，造成金属微粒荷电，从而导致GIS的绝缘性能下降。
[0004]由此可见，由于当前两种GIS外壳内表面处理工艺仍然未能完全有效阻止金属微粒荷电，金属微粒仍有可能被激活进而对GIS安全稳定可靠运行产生威胁。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于半导电涂覆层的GIS自由金属微粒的抑制方法，能够有效阻止由于GIS内部的金属微粒荷电导致的GIS绝缘性能下降。
[0006]为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：第一方面，提供一种GIS自由金属微粒的抑制方法，包括：在GIS外壳的内表面喷涂半导电涂覆液并进行烘干固化，形成能够抑制GIS外壳内自由金属微粒的半导电涂覆层。
[0007]进一步地，所述半导电涂覆液的制备方法，包括：将环氧清漆与纳米银涂布液按照10000:1的体积比混合，得到混合液；在混合液中按照混合液体积的1%添加蒸馏水并搅拌均匀。
[0008]进一步地，所述GIS外壳的内表面为裸金属，在喷涂前进行预处理，包括：对GIS外壳的内表面进行清洁、净化、表面粗糙化以及高温固化处理。
[0009]进一步地，所述高温固化处理，包括：先将预处理后的GIS外壳放入烘箱内加热烘干，设定烘箱最高温度为100℃，采用阶梯式升温50℃/h，烘箱内温度上升至100℃时保持恒温至设定的时间长度。
[0010]进一步地，所述设定的时间长度为50~70分钟。
[0011]进一步地，所述烘干固化，包括：将喷涂过半导电涂覆液的GIS外壳放入烘箱内烘干固化，固化时间为25~35分钟。
[0012]进一步地，所述半导电涂覆层位于GIS外壳内表面底部中心120
°
圆弧范围内。
[0013]进一步地，所述半导电涂覆层的厚度为20~30μm。
[0014]进一步地，所述半导电涂覆层的电阻率在106~108Ω
·
m之间。
[0015]第二方面，提供一种气体绝缘组合电器，所述气体绝缘组合电器的GIS外壳采用第一方面所述的GIS自由金属微粒的抑制方法处理得到。
[0016]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：（1）本专利技术通过将制备的半导电涂覆液涂覆在GIS内表面形成能够抑制GIS外壳内自由金属微粒半导电涂覆层，一方面可避免GIS内表面没有绝缘层时自由金属微粒与GIS外壳的内表面裸金属直接接触发生传导带电，导致自由金属微粒带电在电场力作用下起跳，另一方面避免采用GIS表面覆绝缘材料时自由金属微粒与绝缘层以及SF6气体接触位置的三结合点位置发生局部放电，继而导致GIS电极间隙空间电场畸变，降低GIS的绝缘性能；有效阻止了由于GIS内部的金属微粒荷电导致的GIS绝缘性能下降；（2）本专利技术通过对喷涂工艺进行改进，提高了半导电涂覆液与GIS外壳之间的结合强度，提高了半导电涂覆层的稳定性和均匀性，同时提高了涂层厚度的可控性。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例中形成了半导电涂覆层的GIS外壳内表面；图2是本专利技术实施例中三种不同GIS外壳内表面处理方式的对比图；图3是对图2中的不同GIS外壳进行试验得到的球形金属铝微粒起跳场强对比图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0019]实施例一：一种基于半导电涂覆层的GIS自由金属微粒的抑制方法，包括：在GIS外壳的内表面喷涂半导电涂覆液并进行烘干固化，形成能够抑制GIS外壳内自由金属微粒的半导电涂覆层。
[0020]本实施例中采用在内表面为裸金属电极结构的GIS外壳的内表面喷涂半导电涂覆液的方式对自由金属微粒进行抑制。主要包括半导电涂覆液的配置、预处理、烘干预热、高温喷涂、涂层检验、不同电极表面材料自由金属微粒起跳场强对比，共六部分。
[0021]半导电涂覆液的配置方法，包括：将具有较好绝缘性能的双酚A型环氧树脂（环氯丙烷与双酚A的缩聚产物）环氧清漆与纳米银涂布液（主要成分为纳米银颗粒、导电性树脂、阴离子型分散剂、高分子型分散剂以及防水剂组成）按照10000:1的体积比混合，得到混合液；为了减小液体的粘稠度使液体快速混合均匀，在混合液中按照混合液体积的1%添加蒸馏水，减小液体粘稠度使其更容易混合均匀，利用玻璃棒搅拌均匀并封口保存。
[0022]预处理，包括：对GIS外壳的内表面进行清洁、净化、表面粗糙化以及高温固化处理。使用无水乙醇等有机溶剂清洗GIS外壳的内表面，并用胶带覆盖未喷涂的表面，利用喷砂机对待涂覆表面进行粗化，暴露金属基体的活性表面，增加涂覆半导体层与基体间的机械嵌入。
[0023]烘干预热，为了使半导电涂覆液在GIS外壳的内表面涂布均匀，采用高温固化工
艺，包括：先将预处理后的GIS外壳放入烘箱内加热烘干，通过预烘去除实验腔体中的潮气和提高喷涂时的温度。设定烘箱最高温度为100℃，采用阶梯式升温50℃/h，烘箱内温度上升至100℃时保持恒温持续50~70分钟，本实施例选择保持恒温60分钟，经过保温后，GIS外壳表面完全烘干并且温度达到设定温度。
[0024]高温喷涂，由于GIS外壳经过加热烘干后温度较高，利用喷枪将半导电涂覆液喷涂到GIS外壳的内表面，半导电涂覆液中的溶剂迅速挥发，使GIS外壳的内表面形成一层较好的漆膜，再将喷涂过半导电涂覆液的GIS外壳放入烘箱中烘干固化25~35分钟取出 ，本实施例中，烘干固化时间为30分钟。
[0025]涂层检验，评价涂层的绝缘性能、强度是抑制微粒起跳的重要环节，主要利用涂层厚度仪对GIS外壳内表面的半导电涂覆层厚度进行检测，采取随机测量五个点方式，保证涂层厚度在20~30μm之间，利用四探针法测量GIS外壳内表面的半导电涂覆层电阻率，涂层的电阻率应处于106~108Ω
·
m之间。
[0026]本实施例通过在GIS外壳内表面涂覆一层20~30μm厚度的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GIS自由金属微粒的抑制方法，其特征在于，包括：在GIS外壳的内表面喷涂半导电涂覆液并进行烘干固化，形成能够抑制GIS外壳内自由金属微粒的半导电涂覆层。2.根据权利要求1所述的GIS自由金属微粒的抑制方法，其特征在于，所述半导电涂覆液的制备方法，包括：将环氧清漆与纳米银涂布液按照10000:1的体积比混合，得到混合液；在混合液中按照混合液体积的1%添加蒸馏水并搅拌均匀。3.根据权利要求1所述的GIS自由金属微粒的抑制方法，其特征在于，所述GIS外壳的内表面为裸金属，在喷涂前进行预处理，包括：对GIS外壳的内表面进行清洁、净化、表面粗糙化以及高温固化处理。4.根据权利要求3所述的GIS自由金属微粒的抑制方法，其特征在于，所述高温固化处理，包括：先将预处理后的GIS外壳放入烘箱内加热烘干，设定烘箱最高温度为100℃，采用阶梯式升温50℃/h，烘箱内温度上升至100℃时保持恒温至设定的时间长度。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：高山，赵科，李洪涛，马径坦，杨景刚，刘建军，陈少波，徐阳，张照辉，李玉杰，孙蓉，刘咏飞，肖焓艳，庄添鑫，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网江苏省电力有限公司江苏省电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：