CF_4/N_2混合物替代SF_6/N_2的可行性研究

SF6具有良好的绝缘强度,但其全球温室效应指数(GWP)是二氧化碳的23 900倍,因此有必要寻找一种环境友好的绝缘气体替代SF6。从绝缘性能、协同效应和GWP三方面研究了CF_4/N_2混合物替代SF6气体的可行性。研究结果表明:CF_4/N_2混合物的工频击穿电压随气压的升高出现饱和现象;80%CF_4/N_2混合物为最佳混合比例,其绝缘性能约为同条件下纯SF6击穿电压的65%;CF_4/N_2混合物具有协同效应,协同系数在0.2~0.59之间,和SF_6/N_2的协同系数接近;CF_4/N_2混合气体的GWP值随着气体的混合比呈线性关系,80%CF_4/N_2混合物的GWP值比SF_6/N_2低很多。因此,综合考虑绝缘性能、协同效应和GWP,80%CF_4/N_2混合物有希望替代SF_6/N_2气体用于气体绝缘。

基于Boltzmann方程的C_3F_8及C_3F_8-N_2混合气体绝缘性能

为研究一种替代SF_6的气体绝缘介质,通过采用基于稳态汤逊(SST)法的两项近似Boltzmann方程对300 K下C_3F_8及其混合气体的绝缘特性进行了研究。由于C3F8的电子碰撞截面不完全,提出了一组新的C_3F_8气体电子碰撞截面,运用此组碰撞截面对纯C3F8的约化电离系数α/N、约化吸附系数η/N、约化有效电离系数(α-η)/N和电子漂移速度ve进行了仿真计算,并与其他文献的实验结果进行了对比。进而计算出了不同比例下C3F8-N_2混合气体的(α-η)/N、ve,并得到了不同比例下C_3F_8-N_2混合气体的约化临界击穿场强(E/N)lim。结果表明,C3F8的(E/N)lim为SF6的0.93倍,其绝缘性能与SF_6相当,因此具有很大的潜力作为SF_6的替代气体应用于中低压气体绝缘开关柜(C-GIS)中。

用于气体绝缘输电线路的CF3I及其混合气体的散热能力分析

由于SF6气体温室效应严重,因此亟需找到一种能够替代SF6气体的环保型绝缘气体。利用传统解析法,对不同气压下充有不同体积分数CF3I气体的CF3I-N2及CF3I-CO2混合气体绝缘的气体绝缘输电线路（GIL）的导体温度和外壳温度进行了计算,并与同等条件下采用SF6气体以及含20%体积分数SF6气体的SF6/N2混合气体的情况进行了对比,分析了CF3I及其混合气体的散热性能。结果表明：同等条件下,CF3I-N2混合气体的散热能力优于CF3I-CO2混合气体。而含30%～80%体积分数CF3I气体的混合气体的散热能力也优于已经广泛应用的SF6及20%SF6与80%N2的混合气体,最高可达到纯SF6气体的1.05倍以及20%SF6与80%N2混合气体的1.1倍。综合考虑绝缘特性、散热特性和液化温度等多方面因素,CF3I气体体积分数为20%～30%的CF3I/N2混合气体可以在一定条件下用作GIL中的绝缘介质。