热态SF_(6)/CF_(4)击穿特性研究

热态介质折合临界击穿场强是判断开关设备弧后介质是否发生重击穿的依据,获取热态SF_(6)/CF_(4)的折合临界击穿场强,对于评估和优化SF_(6)/CF_(4)高压开关设备开断特性具有重要意义。文中采用质量作用定律计算压强为0.1~1.6 MPa下SF_(6)/CF_(4)等离子体粒子组分含量,分析300~4000 K温度范围内混合气体50%SF_(6)/50%CF_(4)随温度变化过程。采用两项近似法求解玻尔兹曼方程,计算不同压强下热态SF_(6)/CF_(4)折合临界击穿场强(E/N)_(cr)随温度的变化关系。结果表明:温度低于1500 K时,(E/N)_(cr)几乎不变,约为268.3 Td(1 Td=1×10^(-21)Vm^(2));温度高于2000 K时,由于CF_(4)分解产物CF_(x)(x=1,2,3)的影响,混合气体(E/N)_(cr)高于纯SF_(6);随着温度的进一步升高,(E/N)_(cr)稳定在40 Td左右。最后计算了0.7 MPa下不同比例冷态SF_(6)/CF_(4)有效电离反应系数,并与文献值进行对比,验证文中计算方法和参数的有效性。

基于Boltzmann方程的CF3I二元混合气体替代SF6的可行性研究

SF6气体虽然绝缘性能优越但是极易液化,且是一种温室效应值很高的气体。CF3I气体是极具潜力的SF6替代气体之一,通过计算求解CF3I/N2、CF3I/CO2二元混合气体在0.1 MPa、300 K下的两项近似Boltzmann方程,得到不同二元混合气体的电子能量分布函数(EEDF)和临界折合击穿场强(E/N)cr,并通过计算混合气体的液化温度、协同效应系数来表征混合气体的混合比例与协同能力。结果表明:从物化特性分析,30%CF3I/70%N2二元混合气体最有可能替代SF6,而CF3I/CO2二元混合气体只适用于在约化电场强度小于300 Td且平均电子能量和电离度较低的情况下替代SF6;通过与其他文献的数据进行对比,验证了本研究中计算方法和数据的有效性。