1、文章編號:環氧滌綸層壓玻璃布管及耐酸特性的研究黃飛,吳澤,張顯友(哈爾濱理工大學材料科學與工程學院,黑龍江省,哈爾濱,150040摘要:本文利用濕法纏繞工藝在遠紅外光下固化成型技術,制造出環氧滌綸層壓玻璃布管,通過滌綸良好的耐腐蝕特性來達到防腐的目的,從而減少局部放電和泄漏電流,提高絕緣強度。關鍵詞:環氧滌綸層壓玻璃布管濕法纏繞工藝SF6斷路器防腐中圖分類號:TQ323.4 文獻標志碼:AStuday on Epoxy-polyester-fiber layer-pressing glass pipeand the character of itss resistance to SF6Huan

2、g Fei,Wu Ze ,Zhang Xianyou(School of material science and engineering,Haerbin University of Science and Technology , Heilongjiang,Haerbin ,150040 Abstract: This paper attempts to take advance of wet-winding craft which is solidified in infrared ray and make epoxy polyester-fiber layer-pressing glass

3、 pipe which can achieve little partial discharge and leak electricity and raise insulating grade by polyester-fiber/s anticorrosive character.Keywords:Epoxy-polyester-fiber layer-pressing glass pipe Wet-winding craft SF6 breaker anti-corrosion隨著高壓電器的發展,傳統斷路器的滅弧方法、滅弧介質和滅弧材料已滿足不了日益發展的需要,如80年代廣泛使用的少油斷路

4、器和空氣斷路器的缺點逐漸顯露。經過長期的研究后,人們發現SF6具有良好的絕緣、滅弧和熱傳導三大特性,是一種極好的滅弧介質,且SF6斷路器不必采用大氣體壓力和大量串聯斷口,于是便有SF6斷路器時代的到來,并成為當今世界發展的主流 1。但是SF6斷路器卻存在一個技術問題,即腐蝕問題。常溫下SF6氣體化學性能穩定, 500下也不分解,但是在高壓電弧下易分解生成SF4,而SF4是強活性化合物,遇到水分時起化學反應生成氫氟酸,氫氟酸可同玻璃纖維中的SiO2,從而侵蝕玻璃鋼表面、收稿日期:作者簡介:黃飛,男,畢業于哈爾濱理工大學,碩士,主要從事絕緣材料方面的研究。基金項目:黑龍江省自然科學基金,編號E98

5、01 降低表面電阻、增加泄露電流,導致電性能劣化,也使力學性能下降2-4。對此國內外科研人員進行了多年的努力,目前國外對于SF6斷路器及其絕緣制件的技術已經成熟,基本解決了腐蝕問題,如瑞士的Micafil公司和Cellpack公司、法國的A-A公司等,普遍采用玻璃纖維層壓管外包聚脂布,聚脂布能很好的起到防腐的作用。我國對SF6斷路器的研究起步晚,與國外相比我國還相差很大一段距離,主要體現在絕緣材料的質量不過關,抗腐蝕性差,從而使絕緣強度低及局部放電量和泄露電流量大5,這嚴重阻礙了我國SF6斷路器的發展,所以有待進一步提高。1 實驗部分1.1 實驗儀器和試劑儀器:濕法纏繞長管機;遠紅外加熱設備;

6、烘箱;脫管機;砂輪;切割機;車床; SWJ5000型材料實驗機; NDJ-1型旋轉黏度計; 局放檢測設備試劑:環氧E-51(即環氧618;HK021;芐基二甲胺;DMP-30;滌綸;玻璃纖維1.2 實驗方法采用環氧樹脂液體酸酐胺類體系(組分一和環氧樹脂液體酸酐HK021體系(組分二兩種不同的體系進行凝膠實驗和黏度實驗,再分別利用這兩種體系為黏合劑,以玻璃布為增強材料,滌綸綢布為增強隔離材料, 在濕法帶繞遠紅外線加熱設備上固化成型,將所的成品制成所需的試樣,再進行電擊穿、沖擊強度和局部放電實驗。2 實驗結果與討論2.1 凝膠時間對配方的影響 通過對環氧樹脂-液體酸酐-芐基二甲胺膠粘體系和環氧樹脂

7、-液體酸酐-DMP30膠粘體系的實驗,將兩組凝膠時間數據繪制成時間與溫度曲線(如圖1,從圖中分析得出 40608010012045678910111213t (m i n 時間T (溫度圖1兩條膠凝時間隨溫度曲線如下規律:隨著溫度的升高,膠粘體系膠凝時間逐漸減少;由圖1可以看出,在80以下膠粘體系隨溫度升高急劇下降,在80以上體系隨著溫度變化逐漸緩慢;上述兩種體系的膠凝時間對比可以看出,芐基二甲胺體系的膠凝時間一般較DMP-30體系的膠化時間短,如果在粘膠體系的性能無很大影響的話,當然應選擇膠凝時間短的體系,因為這樣可以縮短生產工藝過程,增加效率。2.2 體系粘度對配方的影響通過上述兩組體系不

8、同比例的粘度的測定,然后將兩組分數據中第三號實驗繪制成粘度與溫度曲線(如圖2通過對圖2及(M p .s 粘度T(溫度圖2兩組分中的各自第三號實驗中粘度與溫度曲線兩組分實驗數據分析,可以得出以下規律:隨著溫度的升高,體系的粘度逐漸降低,且在80以下,體系粘度隨著溫度的升高急劇降低,在80以上,體系的粘度隨著溫度的升高變化緩慢;從兩組實驗中可以看出,各組實驗中第三號實驗體系粘度為最小值。在對性能無大的影響下,應選擇粘度稍低的體系,這樣有利于氣體的排除。2.3 沖擊強度與電擊穿強度對配方的影響通過對不同組分實驗的研究,將所得實驗數據繪制成表1和表2。從表中我們可以得出如下規律:第一組比第二組的沖擊強

9、表1 組分一的擊穿強度和沖擊強度表 度和電擊穿強度要稍微高一點,故選取時優先考慮第一組的配方;沖擊強度和電擊穿表2 組分二的擊穿強度和沖擊強度表 劑和促進劑的比例一定時,其性能可以達到一個最大值。 2.4 耐酸性對比實驗環氧滌綸玻璃布管耐SF 6特性即為其耐酸性,因為斷路器中不可避免地含有少量的水分,所以SF 6在高壓電弧下的分解物和水分會有反應。所以模擬HF 酸環境,將環氧玻璃布管和環氧滌綸玻璃布管在其環境中進行對比實驗(如從圖3。從圖中可以知道 局部放電量(P C 時間(h 圖3 環氧滌綸層壓玻璃布管和環氧玻璃布管局放圖環氧滌綸層壓玻璃布管在長期的酸性條件下其局部放電量也變化很小,雖然也有增大,但總體影響很小,仍然滿足要求。而玻璃布層壓管則由于抗酸性小,局部放電量急環氧滌綸具有良好的抗腐蝕性特性。3 結 論綜合分析了不同配方的凝膠時間、粘度、沖擊強度及電擊穿強度的性能,按擇優配方原則,本實驗最后確定了粘膠材料為環氧樹脂-液體酸酐-芐基二甲胺體系。并利用此體系制造出的環氧滌綸層壓玻璃布管,通過抗酸性實驗說明其具有很好的耐酸性,從而達到防腐的目的,并由此可以減少局部放電和泄漏電流,提高絕緣強度。參考文獻1 張顯友、陳偉,高壓電器耐SF 6新型絕緣材料的研究進展 絕緣材料通訊,2000,2:21-24