五种吸附剂与C_(4)F_(7)N气体及CF_(3)SO_(2)F气体的相容性试验研究

全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)和三氟甲基磺酰氟(CF_(3)SO_(2)F)是两种具有应用前景的SF_(6)替代气体,有必要研究其与设备中常见吸附剂的相容性。该文通过试验研究了五种常用的吸附剂(3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛、13X分子筛及活性氧化铝)与C_(4)F_(7)N气体、CF_(3)SO_(2)F气体的相容性,采用C_(4)F_(7)N/CO_(2)、CF_(3)SO_(2)F/N_(2)混合气体进行试验,检测试验前后混合气体的比例及成分,发现活性氧化铝会使C_(4)F_(7)N气体体积分数下降,但不会使CF_(3)SO_(2)F气体体积分数下降;其他几种吸附剂均不会使两种气体体积分数下降。分析表明,C_(4)F_(7)N气体分子的CN基团会与活性氧化铝发生弱相互作用,从而导致其被活性氧化铝吸附,因此活性氧化铝不适合作为C_(4)F_(7)N气体设备中的吸附剂。该文涉及的五种吸附剂均与CF_(3)SO_(2)F气体相容。

C_(3)F_7CN/环氧树脂界面放电后固体绝缘的劣化特性

C_(3)F_(7)CN/CO_(2)是当前最具潜力的SF_(6)替代气体之一,而目前对C_(3)F_(7)CN/环氧树脂(EP)界面放电后固体绝缘劣化特性的研究则较少,不利于评估环保气体绝缘设备的绝缘状态。故文中模拟界面放电研究C_(3)F_(7)CN/CO_(2)中EP的绝缘劣化过程,测试了其表面形貌、粗糙度、元素及化学键组成和冲击闪络电压,最后从气固介质相互作用方面分析了EP放电劣化机制。结果表明:EP的闪络电压随放电时长增加而呈现下降趋势,相比于新试样,50 h时仅下降约0.3%,300 h时达13.5%。,界面放电后EP表面微观形貌与SF_(6)中基本一致;EP表面C-C、C=C、C-O键同样易发生断裂,F·也易取代H·而引入大量C-F键。而EP表面CH_(3)·易被CN·取代而引入C≡N键;特征产物C_(12)F_(7)H_(17)O_(2)的生成标志着EP放电劣化程度较为严重。

局部过热下C_(3)F_(7)CN/EP气固绝缘系统劣化特性

C_(3)F_(7)CN/CO_(2)混合气体被认为是当前最具潜力的SF6替代气体。研究局部过热缺陷下环保型气固绝缘系统的劣化特性,可以为环保型气体绝缘电气设备的运维提供参考。该文搭建了局部过热模拟试验平台,开展C_(3)F_(7)CN/EP在不同温度下的劣化试验,获得气体分解产物随温度和时长的变化特性、EP表面物化特性和C_(3)F_(7)CN/EP气固绝缘系统劣化后的电气特性。结果表明:局部过热分解产物主要有CF4、CHF_(3)、CF_(3)CN、C_(3)H_(3)F_(3)、C_(3)F_(6)、C_(2)N_(2)、C_(2)H_(6)、C_(2)F_(4)、C_(3)F_(8),625℃下局部过热10h后混合气体的击穿电压下降了20.38%;环氧树脂在105℃时不分解,279℃时开始分解,400℃和625℃时完全被破坏,环氧树脂表面发生了C-C、C=C、C-O键的断裂;相比未老化试样,279℃时环氧树脂试样的冲击闪络电压下降了约6.4%;局部过热后主要气体分解产物的相对绝缘强度比C_(3)F_(7)CN略差;基于密度泛函理论(DFT)分析了C_(3)F_(7)CN/EP劣化机理,EP表面的C链在局部高温的作用下断裂,带隙减小,电导率增大,闪络电压下降;提出C_(3)H_(3)F_(3)气体可作为诊断C_(3)F_(7)CN/EP绝缘系统过热分解的特征产物。

环保型绝缘气体技术经济性能综合评估研究

SF_(6)是一种强温室气体,排入环境危害巨大,研究能替代SF_(6)的环保型绝缘气体是绿色发展的必然。文中首先简略介绍了针对SF_(6)替代气体的研究情况,重点结合工程实际应用需求,提出了环保型气体多维度评价体系,并依据提出的评价标准对多种潜在的SF_(6)替代气体进行了综合分析。综合理化性能、安全性能和绝缘性能多个维度评估,结果表明,C_(5)F_(10)O、C_(6)F_(12)O、C_(3)F_(7)CN综合性能优异,其中C_(5)F_(10)O、C_(6)F_(12)O混合气体具备应用于中低压设备,C_(3)F_(7)CN混合气体具备应用于中高压气体绝缘设备的潜力,该评估与目前的环保型绝缘气体设备的发展趋势相符,具有很好的参考性。