摘要 電器產品中六(liù)氟化硫氣(qì)體作為溫室氣體之一,大量的排(pái)放易造成大氣汙染,危及電氣設備的正常(cháng)運行和人們身體健康。因此,需(xū)采用有效方法(fǎ)監測電(diàn)器產品所使用材料對六氟化硫氣體的阻隔性能,例如氣體滲透係數及透過量。本文利用濟南17C.COM機電技(jì)術(shù)有限公司自主研發的VAC-V2壓差法氣體滲透儀對(duì)某品牌橡膠材料樣品進行阻隔性檢測,並詳述了試驗原理、檢測過程(chéng),從而為企業監控產品對有害氣體的密閉性能提供(gòng)具有價值的參考。
關鍵字(zì) 絕緣材料,橡膠,溫室氣體,六氟化硫(liú)氣體,阻隔性,密閉性,滲透性(xìng),滲透係數,透過量,壓差法氣(qì)體滲透(tòu)儀(yí)
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1、意義

  六氟化硫(SF6)氣(qì)體是目前發現的六種溫室氣體之一,其對溫室效應的影響為二氧化碳的25000倍,且在(zài)大氣中的壽命(mìng)約(yuē)有3400年。現(xiàn)在全球每年生(shēng)產的六氟化硫氣(qì)體中,約有(yǒu)一半以上用於電力工業,特別(bié)是高壓電器製造行業中高(gāo)壓開關設備約占用氣量的80%以上。而使用及管(guǎn)理不當或沒有(yǒu)按正確的方法對其進行回收、再生(shēng)處理,導致六氟化硫氣體及其在高(gāo)溫電弧作用下或與設備內水分、絕緣材(cái)料產生的有毒分解物排放到(dào)大氣中,給人類賴以生(shēng)存的環境帶來汙(wū)染和破壞,同時危及電器設備的正常運行和人(rén)們身體健康。

  因此,如何控(kòng)製電(diàn)器內橡膠等絕緣材料對內部六氟化硫的(de)封閉效果,是諸多電器製造行業至為關心的問題(tí)。內部橡(xiàng)膠材料對六氟化硫的阻隔性好壞是表(biǎo)征其對內部溫室氣體密封效果的至為關鍵(jiàn)的性能指標,橡膠對六氟化硫氣體滲透率(lǜ)低(即透過量低)則說明阻隔性高,反之亦然。本文(wén)采用Labthink17C.COM自主研發的VAC-V2壓差法氣體滲透儀對某電器用橡膠片材(cái)進行六氟化硫氣體透(tòu)過量測試,通過詳述測試原理、步(bù)驟及相關技(jì)術標準,為電力製造相關行(háng)業提供參考。

如(rú)何驗證電器用橡膠對六氟化硫的滲透性能
圖1  電力絕緣橡膠材(cái)料

2、參考標準

  本試驗采用壓差法原理(lǐ)進行(háng)六氟化硫氣體滲透性能測試,即利用壓差法測試儀將試樣置於高、低壓腔之間,對低壓腔抽真空,向高壓腔充入一(yī)定壓力的六氟化硫氣體,通過測試低壓腔內壓力的變化,得到試樣的六氟化硫氣體滲透係(xì)數及透過量,此方法測試量程較寬,適合高阻(zǔ)隔(gé)材料(liào)低氣體透過率的檢測。

  目前,國內壓(yā)差法測試(shì)六氟化(huà)硫氣體透過率(23℃標準測試環境)試(shì)驗可參考GB 1038-2000《塑料薄膜和薄片氣體透過(guò)性試驗方法壓差法》此項國家(jiā)標準。

3、試驗(yàn)樣品

  某廠家生產的絕緣橡膠片材(厚(hòu)度2.2 cm)。

4、試驗設備

  本文利用Labthink17C.COMVAC-V2壓差法氣體滲透儀測試橡膠片材樣品對內部六氟化硫氣體(tǐ)滲透係數及透過量。

如(rú)何驗證電(diàn)器用橡膠對六氟化硫的滲透性能
圖2  VAC-V2壓差法氣體滲透儀(yí)

4.1 設備原(yuán)理(lǐ)

  本設備是以壓差法(fǎ)原理設計研發,分為上腔(qiāng)(高壓腔)與下腔(低壓腔(qiāng))。試驗時,將試樣置於兩測試腔間夾緊,首先對低壓(yā)腔進行抽真空,然後對整個係統抽真空(kōng),當達到規定的真空度後,低壓腔關閉,向高壓腔內充入一定壓力的試驗氣體(tǐ),使兩(liǎng)測試腔(即試樣的兩側)形成恒定壓差,試驗氣體(tǐ)在壓力差作用下,從高壓腔向低壓腔滲透,通過對低壓腔內壓強的監測(cè),得到試樣的各項阻隔性參(cān)數。

4.2 適用(yòng)範圍(wéi)

(1)本設備專業用於(yú)多(duō)種薄膜、片材試樣在各種溫度下多種無機氣體透過率(量)、滲透係數、溶解度(dù)係數、擴散係數(shù)的測試(shì)。

l  薄膜(mó)類:如各種塑料薄(báo)膜、塑料複合薄膜(mó)、紙塑複合膜、共擠膜、鍍鋁(lǚ)膜、鋁箔、鋁箔複合膜等膜狀材料。

l  片材類(lèi):如各種工程塑料(liào)、橡膠、建材等片狀材料,如PP片材、PVC片材、PVDC片材。

(2)本設備還可擴展到航(háng)空航天(tiān)用材料、紙及紙板、漆膜、玻纖布、玻纖紙、化妝品軟管片材、各種橡膠片材等材料的透氣性測試。

(3)本(běn)設備適用於(yú)多種(zhǒng)氣體(tǐ)的透過率測試,如氮氣、氧氣、二氧化碳、六氟化硫氣體、氦氣、空氣等。

(4)本設備滿(mǎn)足多項國家和國際標準,如ISO 15105-1、ISO2556、GB/T 1038、ASTM D1434、JISK7126-1、YBB00082003。

4.3 設備參數

l  設備的測試範圍(wéi)為0.05 ~ 50000 cm3/m2·24h·0.1MPa,真空分辨率可達到0.1 Pa。

l  設備的控溫範圍為5℃ ~ 95℃,控溫精度為±0.1℃;控濕範圍為0%RH、2%RH~ 98.5%RH、100%RH,控濕精度為±1%RH,可滿足試樣(yàng)不同試驗條件下的檢測需(xū)求。

l  本(běn)設備有三個完全獨立的試驗腔,可同(tóng)時測試三種相同或不同的試樣。

l  本設備可(kě)進行任意溫度下的數據擬合,輕鬆獲得極端測試條件下的試驗結果。

l  經過改製,本設備還可支持有毒氣體、易燃易爆氣體的測試。

l  本設備提供標準膜進(jìn)行快速校準,保證檢測數據的準(zhǔn)確性(xìng)和通用性(xìng)。

l  本設備(bèi)支持LystemTM實驗(yàn)室數據(jù)共享係統,統一(yī)管理試驗結果(guǒ)和檢測報告。

5、試驗過程

高智能化VAC-V2的(de)測試過程便捷:

l  將六(liù)氟化硫(liú)氣源(yuán)接入設備端口。

l  設置參數,將試(shì)驗溫度調整(zhěng)至23℃,將相對濕度調整為0%RH。

l  打開(kāi)設備軟件,設置試驗參數(shù),啟動試驗。試驗參數包括控製參數(試驗模式、上腔吹洗時間、上腔壓力、試驗時間(jiān)、脫氣時間等)和試樣參數(編號、類型(xíng)、麵積(jī)、厚度等)。

l  試(shì)驗結束、數據處理。

l  關閉氣源和電源。

6、試驗結果

  樣品六氟(fú)化硫氣體透過率(23℃,0%RH)的測試結果為:氣體透過量15.203cm3/m2·24h·0.1MPa、滲透係數3.9× 10-14 cm3·cm/cm2·s·Pa。

7、結論

  高壓電器相關產品中橡膠材料對(duì)六(liù)氟化硫氣體的阻隔性決定(dìng)了六氟化硫氣體排入外界(jiè)大氣層的體積量(liàng),而過多的六氟化硫溫室(shì)氣體易造成大氣汙(wū)染,所以須嚴格控製(zhì)六氟化硫氣體的透過量。本文利用了Labthink17C.COMVAC-V2壓差法氣體滲(shèn)透儀(yí)對橡膠絕緣材料進行六氟化硫氣體滲透係數與透過量的檢測(cè),試驗結果精確度與(yǔ)重複性高,試驗過程便(biàn)捷,可(kě)及時監控電器產品材料對(duì)六氟(fú)化硫氣體阻隔性。濟南17C.COM機電技術(shù)有限(xiàn)公司涉及的包(bāo)裝性能檢測設備及檢測服務涵蓋了阻隔性、柔韌性、抗衝擊(jī)性能、抗穿刺性能、熱封性能、密封性能、溶劑殘(cán)留、蒸(zhēng)發殘渣等多方麵,相(xiàng)關的設備信息和服務內容您可登陸濟(jì)南17C.COM公司網站(zhàn)查看或直接致電0531-85068566谘詢。愈了解,愈信任!Labthink蘭(lán)光願借此與行業中的企事業單位增(zēng)進技術交流與合作(zuò)。

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