[发明专利]填充有七氟异丁腈和二氟甲烷混合气体的中高压设备外壳

说明书

一种填充有七氟异丁腈和二氟甲烷混合气体的中高压设备外壳，包括壳体，所述壳体内填充有混合气体、电器部件，所述壳体的外侧覆盖有固态介电层，所述混合气体包括七氟异丁腈、二氟甲烷、稀有气体，所述稀有气体为二氧化碳、氮气、氧气、空气及其混合物。其有益效果是：绝缘能力与SF6设备相当，且不会明显地增加设备尺寸和压强要求；封闭设备对环境及人体无毒害。

技术领域

本发明涉及中压或高压设备领域，特别是一种填充有七氟异丁腈和二氟甲烷混合气体的中高压设备外壳。

背景技术

在电气绝缘设备领域中，气体绝缘已经有了越来越广泛的应用，包括气体绝缘封闭组合电器(GIS)、气体绝缘开关柜(c-GIS)，以及近年来较为热门的气体绝缘输电线(GIL)等，都在各自的领域发挥着重要的作用。这是由于气体绝缘相对于其他的绝缘技术，具有独特的优势。首先，气体绝缘设备重量轻，体积小，可以节约较多的运输安装和空间成本；其次，受气体介质本身的特性影响，气体绝缘设备在正常使用条件下，几乎不会老化变质，并具有自恢复特性，因此可以大大延长设备的保养周期和使用寿命。此外，气体绝缘技术还具有工艺成熟简单、使用条件受外界影响小、不燃不爆安全系数高的优势，这都注定气体绝缘设备具有十分宽广的应用范围，且特别适合应用于城市核心人口密集区、发电厂、电气化铁路沿线、工矿冶金作业区，以及其他对空间、安全和维护要求苛刻的场所。

气体绝缘设备通常都使用六氟化硫(SF6)作为气体绝缘介质。SF6 具有极好的电气绝缘性能，能够满足设备中的绝缘要求。SF6无毒、不可燃烧，保证了气体绝缘设备的安全性，同时SF6化学性质稳定，能够与大多数材料相兼容，在设备运行过程中较少出现分解或变质，保证了设备运行的稳定性。SF6目前已成为一种重要的工业气体，国内SF6年产量早已超过5000吨，全球年产量也在20000吨以上，而其中超过80％均应用于电气设备领域。随着我国电力需求的不断增长，电力行业规模的扩大，对于绝缘气体的需求也将持续增长。

虽然SF6的特性能够满足电气绝缘设备的需要，但它对于环境的影响和危害也在近年来逐渐受到人们的关注。SF6是一种具有较强温室效应的气体，会对环境气候造成严重的危害，其温室效应潜值(Global Warming Potential,GWP)是CO2的约23900倍，这意味着，在以100 年为计算周期条件下，每单位排放量的SF6对环境所造成的影响将远远超过CO2，而随着如今对于碳排放量的越来越严格的限制，SF6的排放量也将相应的以极高的权重被计算其中。更为严重的是，由于SF6 具有非常稳定的化学性质，其扩散至外界环境中后难以被降解，存在时间可长达3200年，由此所产生的环境影响与温室效应也将不断累积。

受气候变化的影响，近几年来，国际上开展了越来越多的合作，用以减少温室效气体的排放，从而抑制全球气候变化，维持环境及资源的可持续发展。在1997年日本京都签署的《联合国气候变化框架公约京都议定书》中，SF6已经明确被规定在6类温室效应气体当中，并要求发达国家冻结并降低温室气体排放总量。随着《巴黎协定》的签署，我国近几年也加大力度开展缩减碳排放量的工作，这意味着SF6 在工业领域的使用，将受到越来越大的限制和压力。为此，研究新的气体绝缘方案，替代SF6，就成为了一项迫在眉睫的工作。

从20世纪80年代开始，各国学者就已经开始研究SF6的替代气体，试图找到合适的解决方案，减少或避免SF6的使用量，降低因绝缘气体所导致的温室效应问题。而新的气体绝缘方案，需要满足绝缘强度较高、物理化学性质稳定、具有良好的材料兼容性、无毒或微毒、液化温度低以及对环境友好等条件，从而实现对于SF6的替代。目前的研究方向大致可分为3个类别，包括SF6混合气体、高压缓冲气体，以及新型环保型气体。