环保绝缘气体C_3F_7CN与密封材料三元乙丙橡胶的相容性研究

作者：郑哲宇; 李涵^*; 周文俊; 袁瑞君; 刘伟; 何洁

来源：高电压技术, 2020, 46(01): 335-341.

DOI：10.13336/j.1003-6520.hve.20190513015

• 环保绝缘气体
• C_3F_7CN
• EPDM
• 材料相容性
• 气体绝缘设备

三元乙丙橡胶(ethylene propylene diene monomer,EPDM)是SF_6气体绝缘设备中常用的密封材料,若使用环保绝缘气体C_3F_7CN替代SF_6而不改变设备密封材料,首先应确认C_3F_7CN与EPDM的材料相容性以确保气体绝缘设备的长期安全稳定运行。因此,采用热加速方法进行了C_3F_7CN与EPDM的相容性试验,测试了橡胶试样的力学性能,并通过傅里叶变换红外光谱、扫描电镜与能谱和气相色谱质谱联用分析了固体与气体的成分变化。试验后发现EPDM试样的应力应变性能严重下降,拉断伸长率降至初始50%以下;表面出现多层断面和裂痕,并存在无机添加剂晶体析出,判断因橡胶结构损伤导致了力学性能劣化。同时EPDM表面氟元素含量大幅增加,红外光谱中出现氟碳基团,气体成分中发现了CO_2、C_3F_6、烃类以及氟代烷烃等分解产物。推测橡胶中碱性添加剂能够使C_3F_7CN分解,是导致密封材料出现相容性问题的原因之一,在设计和制造气体绝缘设备密封材料时需考虑这一因素。

• 单位
  中国电力科学研究院有限公司; 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院; 自动化学院; 武汉大学