Исследование воздействия электрических разрядов на элегаз вскрыло неприятную картину: под действием электрических разрядов из химически инертной шестифтористой серы образуются весьма агрес­сивные химические соединения.

сти от энергии разрядов и уровня загрязнения зоны развития разряда. Дуговой, искровой и коронный — это те виды разрядов, которые так или иначе могут иметь место в элегазовом высоковольтном оборудовании.

Дуговой разряд реализуется в выключателях. Дуга загорается на ду­гоприемных контактах, изготовленных, как правило, из медь-вольфрамо­вой композиции, обдувается элегазом, поток которого формируется во фторопластовом сопле. Энергия дугового разряда при токе до 100 кА, напряжении на дуге в несколько сотен вольт и продолжительности горе­ния дуги от 50 до 150 мс может достигать 10⁷ Дж, а температура в стволе дуги — до 20 000 К. В таких условиях шестифтористая сера полностью диссоциирует. Но в этом и состоит сущность дугогашения: энергия разряда поглощается и рассеивается потоком элегаза.

Дуговой разряд в электрооборудовании реализуется при его пробое. Отличие этого разряда от разряда при дугогашении заключается лишь в отсутствии охлаждающего потока и в том, что разряд формируется, как правило, на алюминиевом или стальном электроде (оболочке). Если процесс дугогашения является регламентированным, то пробой на обо­лочку означает возникновение аварийной ситуации.

Искровой разряд протекает за короткий промежуток времени — микросекунды. Энергия искровых разрядов не превышает сотни джо­улей на разряд. Искровой канал намного уже, чем дуговой, а распреде­ление температуры по диаметру канала намного круче.

Коронный разряд и частичные разряды являются следствием ненор­мальных процессов в электротехническом оборудовании, связанных с загрязнением элегаза и твердой изоляции, недопустимой шероховато­стью полеобразующих электродов или попаданием инородных частиц и предметов в электрическое поле. Энергия импульса этих разрядов ма­ла (10–^6—10–³ Дж), но вследствие продолжительности действия суммар­ная энергия разрядов может достигать десятков килоджоулей.

Отличительной особенностью дугового разряда является приближе­ние температуры газа к температуре электронов. Возникновение плаз­менного ствола с температурой до 20 000 К определяет существование шестифтористой серы в виде осколков молекулы (соединений, элемен­тов, ионов и электронов) в соответствии с термодинамическим равнове­сием, как это отражено на рис. 1.9. Молекула шестифтористой серы полностью диссоциирует, но по мере выхода из зоны дуги ее осколки вступают в реакции рекомбинации, которые в отсутствие каких-либо инородных примесей приведут к практически полному синтезу исход­ной шестифтористой серы. Схематично эти процессы можно изобразить следующим образом:

Коронный разряд характеризуется несоответствием температуры га­за и температуры электронов: в то время как энергия электронов может достигать 10 eV, температура газа остается низкой. Энергия электронов значительно превышает энергию связи SF₅ — F, и механизм электрон­ного удара будет превалировать над другими миханизмами распада мо­лекулы SF₆ в этой неравновесной системе. Диссоциацию под действием электронного удара можно представить следующей схемой




Образующиеся неустойчивые соединения типа и либо са­мостоятельно, либо под действием возбужденных соседних молекул пе­реходят в устойчивые соединения — четырех- и двухфтористую серу:











Поскольку эти химические реакции, инициируемые электронным ударом, протекают в газе при обычной температуре, то они проходят необратимо, так как в этих условиях фторирование свободным фтором невозможно. При этом основным продуктом разложения является SF₄ (и фтор), так как в основном протекает только первая стадия, а образо­вавшийся возбужденный радикал тут же распадается с образовани­ем F и SF₄.

Искровой разряд обладает и теми, и другими особенностями, и в за­висимости от его энергетических параметров по воздействию на шести­фтористую серу он может приближаться как к дуговому, так и к корон­ному разрядам. Малые времена протекания разряда и малые объемы го­рячих зон не позволяют достичь равновесного состояния плазмы. Про­исходит резкая закалка, т.е. «замораживание» продуктов распада. В ко­нечном счете, в случае малой энергии искровой разряд по продуцирова­нию продуктов разложения может быть близок к коронному разряду, фактически воздействуя на среду по типу электронного удара. Вероят­но, по мере роста энергии искровой разряд по типу воздействия на шес­тифтористую серу будет приближаться к дуговому разряду.

Итак, при отсутствии влияния на ход процесса разложения шестифто­ристой серы материалов электродов и примесей в элегазе электрические разряды приведут к образованию фтора и низших фторидов серы: четы­рех- и двухфтористой серы — в качестве основных первичных продук­тов распада. Теоретический удельный выход продуктов распада на еди­ницу рассеянной энергии в дуговом разряде может быть очень мал из-за реакций рекомбинации, в то время как искровой и особенно коронный разряды, инициируя необратимые реакции, могут поставлять большое удельное количество продуктов распада, главным образом — SF₄.

Условия реального протекания разрядов в электротехническом обо­рудовании отличаются от тех, которые описаны выше как теоретиче­ские или чистые. С одной стороны, элегаз загрязнен примесями, с дру­гой — разряды формируются на реальных электродах. И то, и другое вносит существенные поправки в химические процессы. Попадание инородных (отличных от S и F) атомов в сферу действия разряда резко снижает возможности процесса рекомбинации в зоне выхода из дуги. Основными примесями в самом элегазе, реально влияющими на процес­сы разложения шестифтористой серы и на превращения образовавших­ся первичных продуктов, являются кислород и вода. Их в элегазе немного: так, по нормам в товарном элегазе содержится не более 100 ppm-об. кислорода и 15 ppm-об. воды. При такой концентрации (т.е. 1 молекула O₂ на 10 000 молекул SF₆ и 1 молекула H₂O на 60 000 моле­кул SF₆) прямое влияние этих примесей на процессы распада невелико. Известно, что, например, примесь кислорода в материале электродов оказывает большее влияние [3.3—3.5] по причине непосредственного вовлечения в зону горения дуги. Так или иначе, но молекулы воды и ки­слорода, попавшие в зону дуги, искры или короны обязательно примут участие в формировании первичных продуктов распада, образуя окси­фториды серы типа SOF₂, SO₂F₂ и SOF₄ — фтористого тионила, фтори­стого сульфурила и четырехфтористого тионила. Но их образование как первичных продуктов ничтожно.

В этой части мы должны засвидетельствовать наше расхождение с позицией Международной электротехнической комиссии [3.6]. Подко­митет 17А МЭК, опираясь на сообщения [3.3]—[3.5] об активном уча­стии в реакциях разложения шестифтористой серы кислорода электро­дов (фактически, окислов), принимает фтористый тионил SOF₂ в каче­стве основного продукта разложения элегаза в коммутационных аппара­тах, не затруднившись подсчитать, какое количество кислорода потре­буется на реализацию этого химического процесса в течение всего сро­ка эксплуатации^*.




Основное влияние на направление химических процессов в дуговом разряде оказывает материал электродов. Горение дугового разряда на реальных электродах (Cu/W, Al) определяет их эрозию, испарение ме­талла и вовлечение его в виде паров и капель в зону разряда. Присутст­вие паров металла резко меняет картину процессов разложения. Часть фтора связывается парами металла, определяя его недостаток по сравне­нию со стехиометрическим соотношением и в связи с этим образование недофторированных соединений серы в реакциях рекомбинации




(символом M обозначаем как металл электродов, так и прочие примеси, взаимодействующие со фтором). Фториды и сульфиды металла выпада­ют в виде мелкодисперсного порошка, насыщенного газообразными продуктами разложения. При применении в качестве электродов компо­зиции с вольфрамом среди первичных продуктов разложения можно предполагать появление газообразного гексафторида вольфрама, WF₆. Метод 2 анализа элегаза на продукты разложения (см. гл. 2) за­фиксирует наличие WF₆, но вместе с SOF₂. Не исключено, что реакция фторирования вольфрама ограничивается образованием нелетучих низ­ших фторидов и сульфидов вольфрама.

В случае искрового и коронного разрядов влияние материала элек­тродов практически отсутствует.

Образовавшиеся в условиях недостатка фтора в дуговом разряде и в условиях неравновесных реакций в коронном и искровом разрядах низшие фториды серы (и фтор, в случае искрового и коронного разря­дов) взаимодействуют с газообразными примесями в оборудовании, производя целую гамму ядовитых вторичных химических продуктов. Являясь химически активными соединениями, образовавшиеся под дей­ствием разрядов низшие фториды серы и фтор в процессе распределе­ния по всему объему оборудования взаимодействуют с водой, находя­щейся как в объеме элегаза, так и на поверхности твердых конструкци­онных элементов, в том числе выделяющейся из полимерной изоляции, и с другими соединениями типа окислов (Al₂O₃, SiO₂), производя серию вторичных продуктов:







Шестифтористый вольфрам в случае его образования также легко гидролизуется (частично или полностью)




Реальная картина еще богаче. Поскольку все эти процессы развора­чиваются в зоне выхода из ствола дуги, то любые первичные и вторич­ные продукты реагируют в любой комбинации с любыми примесями. Поэтому, более инертный по сравнению со фтором кислород также ак­тивно принимает участие в реакциях окисления.

Практически все вещества, образовавшиеся в результате протекания разряда через элегаз, являются ядовитыми. И даже те, что сами по себе

не представляют опасности, в электроаппарате представлены в мелко­дисперсном виде и насыщены за счет адсорбции газообразными ядови­тыми компонентами.

Итак, в количественном отношении разложение элегаза в дуге силь­но зависит от материала электродов. В актах дугогашения — это, как правило, медь-вольфрамовая композиция, при аварийных ситуациях в качестве материала электродов — сталь или алюминий, применяю­щиеся для изготовления оболочек и токоведущих частей. Поскольку продукты распада шестифтористой серы разнообразны, то их накопле­ние характеризуют количеством самой разложившейся шестифтористой серы. Оценивая разные источники, можно принять, что в дуговом раз­ряде количество разложившейся шестифтористой серы составляет:




для Cu-W 40—200 нмоль/Дж (до 5 мл/кДж*)

с образованием до 25 мг/кДж твердых осадков

для Al 130—650 нмоль/Дж (до 15 мл/кДж)

с образованием до 100 мг/кДж твердых осадков.

Итак, для нормального акта коммутации принимается норма разло­жения 5 мл SF₆ на кДж, при аварийном перекрытии высоковольтного оборудования в качестве величины удельного разложения принимается 15 мл SF₆ на кДж энергии.

Искровой разряд имеет небольшое практическое значение в плане разложения элегаза. Несмотря на теоретические предпосылки возмож­ного большего удельного разложения по сравнению с дуговым разря­дом, практические исследования показывают, что реальное удельное разложение шестифтористой серы в искровом разряде не превышает 10 нмоль/Дж (до 0,25 мл/кДж), т.е. на порядок меньше, чем в дуговом. Учитывая редкость этого вида разряда (характерного только для разъе­динителя и заземлителя), разложение, им производимое, в практических расчетах можно не учитывать.

Коронный разряд, как уже отмечалось, есть следствие неправильной конструкции или сборки, что выявляется при его испытаниях на стадии разработки оборудования или стадии его подготовки к эксплуатации. С повышенным уровнем токов утечки оборудование в эксплуатацию не допускается. И хотя величина удельного разложения может дости­гать 600—1400 мкмоль/С, или до 20 нмоль/Дж, или 0,5 мл/кДж, разло­жение под действием короны или частичных разрядов на практике не имеет места, что и подтверждено измерениями на нормально рабо­тающем элегазовом оборудовании. Однако непредвиденное возникнове­

ние дефекта в процессе эксплуатации может привести к росту кислот­ности элегаза за счет действия источника частичных разрядов ЧР.

Тепловая устойчивость элегаза велика. В присутствии активных ме­таллов элегаз начинает разлагаться при 150 °С. Выше температуры 200 °С он реагирует со многими металлами с образованием фторидов и сульфидов. Присутствие влаги усиливает эти процессы. Тем не менее, даже при 650 °С за 90 часов не найдены никакие продукты распада в контейнере из нержавеющей стали. Присутствие изоляционных и про­чих конструкционных материалов усугубляет обстановку. Тем не ме­нее, однозначно показано, что в нормально работающем элегазовом оборудовании с температурой ниже 100 °С шестифтористая сера прояв­ляет себя термически устойчивым и химически стабильным газом. Со­гласно расчету за 27,5 лет при температуре 140 °С можно ожидать са­мопроизвольного распада 5 % элегаза, что намного лучше аналогичного показателя устойчивости для фреона 12. На практике эти температур­ные условия недостижимы, что дает основание надеяться, что сроки эксплуатации в 30 лет и выше окажутся вполне обычными для высоко­вольтного элегазового оборудования.

Практическими аспектами термического разложения шестифтори­стой серы является производство сварочных работ или курение в атмо­сфере, загрязненной элегазом.

В аргонно-дуговой сварке никаких продуктов распада шестифтори­стой серы не было зарегистрировано при ее концентрации в воздухе мень­ше 3000 ppm-об. Сварочные работы (25 В, 130 А, 45 с) в воздухе с кон­центрацией шестифтористой серы 5000 ppm-об. продуцируют 10 ppm-об. продуктов разложения (SOF₂), что, вероятно, связано с воздействием на шестифтористую серу разогретого свариваемого алюминия, так как сама дуга защищена потоком аргона. Пропускание воздуха, загрязненного шес­тифтористой серой (с концентрацией от 1000 до 6500 ppm-об.) через го­рящую сигарету приводит к образованию сероокиси углерода COS, а в пламени газорезки был идентифицирован фтористый тионил SOF₂.

Из имеющихся сообщений можно сделать вывод, что присутствие элегаза в помещении в пределах нормы не накладывает ограничений на производство сварочных работ, курение или работы с открытым пла­менем. Тем не менее, МЭК [3.6] требует установки табличек на поме­щениях с элегазом с оповещением о запрете курения и разведении от­крытого огня.

В отличие от шестифтористой серы все низшие фториды — химиче­ски активные и токсичные вещества. Так что проблема удаления про­дуктов разложения из газовой среды выключателя является альтерна­тивной проблеме защиты обслуживающего персонала от воздействия ядовитых веществ при устранении последствий аварии и ревизиях.

Но как бы ни был организован процесс удаления образовавшихся реак­ционных продуктов, они всегда будут иметь контакт с материалами ап­парата, и не всякий материал, традиционно применявшийся при созда­нии масляных и воздушных выключателей, может оказаться пригодным для создания элегазового коммутационного аппарата.

^ 3.2. КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
ДЛЯ ЭЛЕГАЗОВЫХ АППАРАТОВ

Вопрос о разработке новых материалов для работы в элегазе и о стойкости традиционных, ранее использовавшихся в электрообору­довании материалов к продуктам разложения элегаза встал в связи с созданием коммутационных аппаратов, где разложение шестифтори­стой серы обусловлено процессом коммутации тока. В высоковольтных аппаратах, где элегаз выполняет только изоляционные функции, ника­ких специальных мер по защите материалов от какого-либо химическо­го воздействия можно бы и не предусматривать, так как среда элегаза является более инертной, чем среда традиционного газового диэлектри­ка — воздуха. Меры по ограничению применения конструкционных ма­териалов или по их защите распространяются только на аппараты, в ко­торых разложение элегаза регламентировано их назначением, или в ко­торые могут попадать продукты разложения. Тем не менее, в соответст­вии с последними тенденциями специальные материалы для изоляцион­ных изделий, предназначенные для работы в среде продуктов разложе­ния, используются во всех видах элегазовых аппаратов вне зависимости от предполагаемой среды. И для этого есть по крайней мере две причи­ны. Первая — обеспечение унификации, и вторая — обеспечение рабо­тоспособности аппарата в случае возникновения частичных разрядов.

Главный продукт разложения шестифтористой серы — четырехфто­ристая сера — весьма агрессивное химическое соединение, является сильным фторирующим агентом, легко взаимодействует с окислами, ос­нованиями, а при гидролизе продуцирует плавиковую кислоту. Образо­вание столь реакционной среды ставило под сомнение возможность применения традиционных изоляционных материалов. И действитель­но, обычно применяемый компаунд с наполнением кварцевой мукой (КЭ-3) оказался непригодным для изготовления твердых изоляторов в элегазовом выключателе: четырехфтористая сера легко реагирует с окисью кремния, видоизменяя поверхность изолятора

2SF₄ + SiO₂ = 2SOF₂ + SiF₄.

Как изоляционное изделие компаунд в среде продуктов разложения шестифтористой серы быстро приходит в негодность. Такое же химиче­ское превращение происходит с обычным фарфором. Для решения вопро­

са о материалах коммутационных аппаратов потребовалось найти методы оценки стойкости конструкционных материалов к реакционной среде.

Поскольку главным и наиболее агрессивным компонентом среди про­дуктов разложения является четырехфтористая сера, то прежде всего оценка стойкости материалов должна выполняться по этому компоненту.

Существование продуктов распада шестифтористой серы в газовой изоляции выключателя ограничивается размещением адсорбционного поглотителя. Широкое исследование уровня разложения элегаза в ком­мутационных аппаратах, с одной стороны, а с другой — изучение дина­мики адсорбции продуктов разложения специальными устройствами — фильтрами-поглотителями — позволило определить уровень влияния продуктов разложения элегаза на материалы коммутационного аппарата, выразив его в виде суммарного воздействия, равного произведению кон­центрации SF₄, г/л, на время воздействия в часах. Коммутация тока 31,5 кА в выключателе на 110 кВ, взятом для примера, приводит к обра­зованию 0,04 %-масс. четырехфтористой серы (по прямому анализу), что при объеме выключателя 0,8 м³ и давлении в выключателе 0,56 МПа со­ответствует концентрации четырехфтористой серы, воздействующей на материалы аппарата, равной 0,014 г SF₄ в литре объема аппарата. Учи­тывая действие поглотителя, через 48 часов четырехфтористая сера бу­дет полностью поглощена, что при назначенном ресурсе выключателя — 20 отключений тока короткого замыкания — и при условии линейного убывания концентрации (на самом деле — экспоненциально) соответст­вует суммарному воздействию на материалы выключателя

20ж48ж0,014 /2 = 6,8 чжг/л.

Для выключателя 220 кВ суммарное воздействие по данным анали­за составит 4,2 чжг/л. Для выключателей низших классов напряжения 6—10 кВ с их небольшими объемами уровень химического воздейст­вия выше. Расчеты показывают, что максимальное значение суммарно­го воздействия продуктов разложения на детали выключателя за весь период нормальной эксплуатации при полной отработке ресурса ни при каких обстоятельствах не превысит 10 чжг/л.

Реальные коррозионные испытания при выборе материалов для вы­ключателей осуществляли при значительно повышенном уровне сум­марного воздействия SF₄ (моделирующая среда) и в ряде случаев при повышенной температуре. Окончательным испытаниям материалы под­вергались непосредственно в реальной среде выключателя. Испытания выполнялись для всех видов материалов: изоляционных, конструкцион­ных, материалов покрытий, материалов уплотнений [3.7—3.12].

Особое внимание — по причине особой функциональной значимо­сти — уделено изоляционным материалам. А при выборе методов оцен­

ки влияния среды на материалы предпочтение отдавалось изменению электрических характеристик поверхности.

Что же можно применить в качестве твердой изоляции? Исследова­ние смол и их отвердителей позволило установить пригодность эпок­сидных смол ЭДЛ, ЭД-6, ЭД-8, Э-2000, отверждаемых метилтетрагид­рофталевым ангидридом и изометилтетрагидрофталевым ангидридом [3.7]. Из серии испытанных в качестве наполнителей природных мате­риалов (фтористый кальций, сернокислый кальций, волластонит, мул­лит, кордиерит, электрокорунд, окись и гидроокись алюминия) были отобраны два: фтористый кальций и окись алюминия в виде электроко­рунда. Компаунды с этими наполнителями составили основу материа­лов для твердой изоляции элегазовых выключателей и получили назва­ние серии КФ — стойких к фтористым соединениям:

на основе фтористого кальция — КФ-1,

на основе электрокорунда — КФ-4.

Компаунд с фтористым кальцием совершенно инертен к действию среды продуктов разложения элегаза. Компаунд КФ-4 не может рас­сматриваться как абсолютно устойчивый к воздействию четырехфтори­стой серы, так как взаимодействие ее с окисью алюминия возможно, но в значительной мере зависит от формы кристаллов: окись алюминия в виде электрокорунда практически не реагирует с четырехфтористой серой. Компаунд КФ-4 квалифицируется как «устойчивый». Он выдер­живает значительное превышение суммарного воздействия при темпе­ратуре до 150 °С. Его существенное отличие от компаунда КФ-1 заклю­чается в большей механической прочности, но при этом его механиче­ская обработка вызывает определенные трудности. В табл. 3.1 приведе­ны основные свойства компаундов серии КФ [3.8, 3.9]. Названия и шиф­ры компаундов могут меняться в зависимости от производителя элек­тротехнического изделия, но сущность устойчивости компаунда к про­дуктам разложения шестифтористой серы определяется, главным обра­зом, его наполнителем. Если пересчитать экспериментальные условия испытания компаунда КФ-4 (выдержка образца компаунда в среде эле­газа с содержанием 5— 6 % SF₄, при давдении 0,2— 0,6 МПа, при тем­пературе до 150 °С в течение 4— 6 часов) на реальные условия, то нор­ма химической устойчивости для изоляционных материалов может быть определена значением не менее 34 чжг/л.




Было установлено, что полимерные материалы — резины, фторопла­сты, полиэтилены, полипропилен, полихлорвинил, капрон, лавсан, по­лиуретан, поликарбонат и полисульфон — устойчивы к действию SF₄

и могут применяться в элегазовых коммутационных аппаратах и как изоляционные и уплотнительные материалы, и как защитные покрытия.

Силикатные материалы и материалы на их основе (фарфор, стекло, стеклотекстолит) разрушаются под действием низших фторидов серы и должны быть либо заменены, либо защищены. Известен способ защиты фарфора глазурью [3.13]. Более того, для ряда керамических материалов с увеличенным содержанием окиси алюминия (микролит, ГБ-7, ГБ-7Б, УФ-46) посредством специальных испытаний установлены границы их возможного использования в непосредственном контакте с продуктами разложения элегаза [3.12]. В качестве защитных покрытий могут приме­

няться полимерные материалы, обладающие устойчивостью к действию четырехфтористой серы. Несмотря на противопоказания, незащищен­ные фарфоровые изоляционные покрышки, главным образом, из высо­коглиноземистого фарфора, успешно применяются в коммутационном оборудовании, благодаря сравнительно большим толщинам, удалению продуктов разложения шестифтористой серы адсорбентами и поддержа­нию низкого уровня влажности, в связи с чем их поверхность, подвер­гавшаяся воздействию реакционной среды, не меняет своих изоляцион­ных свойств. Вместо стеклотекстолита используется текстолит на осно­ве лавсана.

При испытаниях конструкционных металлических материалов обра­щалось внимание на внешний вид и удельные весовые характеристики, по которым рассчитывались скорость коррозии и глубина проникнове­ния химического воздействия.

Испытания металлов, сплавов и их покрытий [3.10, 3.11] показали, что явления коррозии не наблюдаются на никеле и нержавеющей стали, а также на стали марок Ст-3КП, Ст-20, Ст-10ХК и Ст-60С₂ , хотя ад­сорбция продуктов разложения на их поверхности может достигать ве­личины 0,45 мг/см². Поверхность алюминиевых сплавов, в том числе и силумина, также остается чистой. Наилучшим защитным покрытием является никелировка: она защищает поверхности подверженных кор­розии меди и ее сплавов. Химическое оксидирование сталей создает по­крытие, устойчивое к действию продуктов разложения, также как и хи­мическое пассивирование азотной кислотой латуней Л-59 и Л-63. По­крытия, полученные цинкованием, лужением, серебрением, кадмирова­нием и анодным оксидированием не выдерживают воздействия реакци­онной газовой среды. Все испытанные лакокрасочные покрытия на ме­таллах оказались стойкими.

Конструкционные металлические материалы для элегазовой аппара­туры следует рассматривать в рамках трех категорий: металлы, несущие механическую нагрузку, металлы для полеобразующих поверхностей и металлы для токопроводящих поверхностей. Металлы, несущие меха­ническую нагрузку, должны сохранять свои прочностные свойства до конца эксплуатации электроаппарата. Оценка материалов этой кате­гории может выполняться по величине глубины коррозии. Металлы, из которых изготовлены детали, определяющие формирование электри­ческого поля, не должны загрязняться или образовывать пленки, кото­рые могли бы отслаиваться, изменяя картину поля и создавая местное увеличение напряженности электрического поля. Эти металлы могут быть оценены по изменению внешнего вида. Металлы третьей катего­

рии — для токоведущих контактов — должны, по крайней мере, иметь чистые, не загрязняемые поверхности с минимальными адсорбционны­ми показателями, но главное для них — неизменность сопротивления контактного перехода токоведущих элементов.

Что касается материалов первой категории, то расчет показывает, что для всех испытанных материалов даже при самой неблагоприятной оценке коррозия может достичь нескольких десятков микрон в год, что не представляет никакой опасности в прочностном плане. Таким обра­зом, коррозионная среда, содержащая продукты разложения шестифто­ристой серы, накопленные в результате выработки ресурса, не ограни­чивает применение металлов для деталей, несущих механическую на­грузку (например, крепежных деталей).

Из испытанных материалов для изготовления корпусов и экранов выключателя могут быть использованы алюминий и его сплавы, нержа­веющие стали и стали Ст-3КП, Ст-20, Ст-10ХК и Ст-60С₂. Из гальвани­ческих покрытий приемлемы покрытия, полученные никелировкой, хи­мическим оксидированием сталей и химическим пассивированием лату­ней. Лакокрасочные покрытия не подвержены химическому воздейст­вию продуктов разложения шестифтористой серы, и для защиты метал­лов от коррозии можно рекомендовать следующие: грунты ФЛ-03К, ФЛ 03Ж, эмали ПФ-163, ХВ-785, ХВ-124 и лак ХВ-784.

В качестве материалов для токосъемных контактов можно рекомен­довать никелированную медь. Практика показывает, что применение се­ребрения на подвижных контактах вполне себя оправдывает, несмотря на предварительные противопоказания. Это обусловлено, по всей види­мости, спецификой работы подвижного контакта: в процессе работы происходит его самоочистка.

В связи с разработкой высоковольтных аппаратов с применением жидкой шестифтористой серы в качестве изоляции возникает задача оп­ределения влияния жидкого элегаза на материалы конструкции. Моле­кула шестифтористой серы термодинамически устойчива, и среда шес­тифтористой серы химически инертна. Но переход к использованию жидкой шестифтористой серы вызывает необходимость исследования ее активности как растворителя, т.е. исследования набухания и раство­рения в ней органических материалов, используемых в качестве покров­ных, материалов изоляции и уплотнений. В этой связи была исследова­на большая группа материалов [3.14]: резины, компаунды, полиурета­ны, фторопласт, лавсан, полиэтилен, эмали и лаки. Воздействие жидко­го элегаза на образцы этих материалов может протекать в двух направ­лениях: 1) растворение элегаза в образцах (с увеличением веса образца, с набуханием) и 2) растворение материала или его ингредиентов в жид­

ком элегазе (с уменьшением веса образца). Можно предполагать, что эти процессы конкурируют и в разных материалах проявляются в раз­ной степени. Например, фторопласт характеризуется набуханием до 15 % от первоначального объема, также как и некоторые сорта рези­ны (на основе фторсодержащих полимеров), в то время как другие сорта резины (НО-68, В-14) и лавсан теряют в весе. Отслоения лакокрасочных покрытий от металлической основы не наблюдались. В общем поведе­ние материалов в жидкой шестифтористой сере показало, что шести­фтористая сера не является активным растворителем и не вызывает су­щественных физико-химических изменений полимерных материалов. Поэтому можно предполагать, что применение жидкой шестифтористой серы не будет вызывать ограничений в отношении использования кон­струкционных материалов.