SF6及SF6/N2中分解气体在气体绝缘传输管道内的扩散特性计算

为明确气体绝缘传输线或称气体绝缘输电管道(GIL)内分解气体的扩散过程及其对化学检测法的影响,基于Fick定律和Fuller-Schettler-Giddings(FSG)方程建立GIL内分解气体在SF6及SF6/N2中的扩散模型。利用密度泛函理论(DFT)和范德华表面分析,得到了分子扩散体积Vd的预测方法。通过有限元法(FEM)对不同温度T、压力p及SF6混合比φSF6下的扩散过程进行计算,并结合理论分析及多元非线性拟合,得到八种主要特征分解气体浓度的时域和空间预测模型。结果表明,分解气体的扩散主要与扩散系数DG有关,T、p以及φSF6对于扩散过程的影响也主要体现在扩散系数上,且温度对扩散系数的影响要小于压力p和SF6混合比φSF6。各分解气体浓度cG随距离的增加呈指数衰减,随时间的增加呈指数增长。扩散过程会使检测处和缺陷源头处间的cG产生差异,从而影响化学检测法的准确性。此外,在扩散作用下,各类特征气体在绝缘诊断中的权重也会发生改变。