SF6N2混合气体的放电特性
关于SF6_N2混合气体电气绝缘性能分析
关于SF6/N2 混合气体电气绝缘性能分析发布时间：2021-05-31T15:32:17.587Z 来源：《基层建设》2020年第30期作者：王荣[导读] 摘要：国内外学者对SF6替代气体做了大量研究，目前尚未寻找出能有效替代 SF6 的气体，为了减少SF6气体的使用量，提出了SF6混合气体的研究方案。
现代重工（中国）电气有限公司江苏镇江 212200摘要：国内外学者对SF6替代气体做了大量研究，目前尚未寻找出能有效替代 SF6 的气体，为了减少SF6气体的使用量，提出了SF6混合气体的研究方案。
目前SF6混合气体是短期内有效减少SF6在电力设备中使用量的方法之一，初步研究表明，SF6 /N2 混合气体具有较强的电气绝缘性能，使得SF6 /N2混合气体具有极好的应用前景。
关键词：SF6气体；N2气体；SF6 /N2 混合气体；电气绝缘性能 SF6气体因介电强度高、灭弧能力强等特点被广泛应用于气体绝缘设备中，常态下 SF6气体是一种无色、无味、无毒的非可燃气体，分子量为146.06，密度为6.13g/L，约为空气的1.67倍，SF6具有极好的热稳定性，纯净SF6即使在 500℃以上的高温也不分解。
SF6气体溶点为-50.8℃，可作为高于-45℃温度的特殊致冷剂。
其耐热性好，是一种稳定的高温热载体，在设备中的散热能力也随气压的增加而增大。
SF6具有较强的电负性，分子体积大，容易捕获电子并吸收，形成低活动性的稳定负离子，使 SF6气体具有很高的绝缘强度。
在断路器中，当 SF6气体分解时吸收大量的热量，可使电弧迅速冷却；当弧隙电流过零后，较强的电负性及优异的散热特性，使弧隙的绝缘强度迅速恢复，经10~7 s后即可复合成原来的SF6气体，其性能无明显下降。
因此，SF6灭弧能力相当于同等条件下空气的100倍。
由于SF6是一种优良的绝缘与灭弧介质，国内外厂商在气体绝缘变压器变压器（Gas Insulated Transformer GIT）、互感器、气体绝缘缆电缆（GasInsulated Cable GIC ）、气体绝缘金属封闭输电线路（Gas InsulatedTransmission Line GIL）和气体绝缘封闭式组合电器（Gas InsulatedSubstation GIS）等逐渐扩大采用SF6气体作为绝缘。
[1] SF_6N_2混合气体的灭弧特性和机理分析.
![[1] SF_6N_2混合气体的灭弧特性和机理分析.](https://img.taocdn.com/s3/m/7952dd416bd97f192279e9b3.png)
[1] SF_6/N_2混合气体的灭弧特性和机理分析刘亚芳,王其平, 中国电机工程学报, 1993,(S1), 54-58建立了新型电弧二维数学模型,对SF_6/N_2混合气体中电弧准稳态特性、动态特性和开断特性进行了计算和分析,揭示出混合气体灭弧特性,并进行了灭弧机理分析。
[2] SF_6混合气体灭弧介质的选择刘亚芳,王其平, 高压电器, 1993,(02), 12-16首先考察了16种常用气体构成的SF_6混合气体。
通过分析其液化温度、介电强度、电弧产物的毒性及腐蚀性、热物理性质和传输特性以及价格成本,认为SF_6/N_2混合气体可以代替纯SF_6做为GCB(气体断路器)在低温环境下的灭弧介质。
之后,研究了SF_6/N_2的开断特性。
研究结果证明,SF_6/N_2混合气体具有较好的开断特性。
[3] SF_6混合气体用做GCB灭弧介质的研究进展刘亚芳,王其平, 高压电器, 1991,(05), 30-36本文介绍了国内外现有的关于SF_6混合气体灭弧特性方面的研究结果。
结果表明,SF_6混合气体在某些条件下,灭弧能力可以接近SF_6的灭弧能力。
[4] 电弧二维数学模型及其在SF_6/N_2混合气体开断特性分析中的应用刘亚芳,王其平, 西安交通大学学报, 1993,(03), 38-43按非边界层流动来处理断路器灭弧室内的吹弧气流,建立了新型的喷口电弧二维数学模型.并应用其进行了SF_6/N_2混合气体开断特性分析.电弧数学模型的数值分析结果和试验结果能够较好地吻合.[5] SF_6/N_2混合气体灭弧室中电弧阻塞效应的分析研究胡万平,王其平, 高压电器, 1993,(06), 19-22分析研究了SF_6/N_2混合气体电弧阻塞现象。
结果显示,相同电弧电流下,SF_6/N_2混合气体弧柱和热边界区直径分别大于SF_6气体,在电流半波中阻塞时间延长。
此外,混合气体电弧能量密度高于SF_6,而弧柱焓流率则低于SF_6的相应值,因而在电流峰值附近更易造成能量在上游的聚积,使电弧对喷口的阻塞作用加强,影响灭弧与介质恢复过程。
六氟化硫氮混合气体的放电特性
六氟化硫氮混合气体的放电特性DischargeCharacterofSulfurHexafluorideandNitrogenMixedGas邱 兵,陈庆国(哈尔滨市安装公司,黑龙江哈尔滨150046)摘 要:为了探讨六氟化硫氮混合气体代替纯六氟化硫气体作为组合电器绝缘介质的可行性,阐述了六氟化硫氮混合气体放电的基本参数,给出了Wieland 插值的适用条件,并对六氟化硫氮混合气体在不同混合比、电压波形及气压下的放电特性进行了试验研究。
研究结果表明,六氟化硫氮的电晕稳化作用比纯六氟化硫要强;较高气压时,混合气体在较高频率快速暂态过电压作用下的击穿电压比较低频率作用下的要低。
研究结果还表明,均匀场中混合气体击穿电压与气压基本呈线性关系,所以在不改变现有组合电器结构及其尺寸的情况下,可增加混合气体的压力来保证组合电器的绝缘强度。
关键词:六氟化硫氮;相对耐电强度;击穿;组合电器中图分类号:TM561.3文献标识码:A 文章编号:1009-0665(2003)03-0037-03收稿日期:2002-01-11;修回日期:2002-12-26 对六氟化硫(SF 6)的混合气体作为绝缘介质的研究早在20世纪70年代就已开始了。
当时考虑用混合气体代替SF 6气体的主要原因有:混合气体对电场不均匀性不像纯SF 6气体那样敏感[1];可解决高寒地区SF 6的液化问题;可降低气体绝缘设备的成本。
但由于在均匀场中,相同气压的SF 6混合气体的耐电强度没有纯SF 6气体的高,故仍用纯SF 6作为气体绝缘介质。
上世纪90年代,SF 6气体的温室效应引起了各国环保专家的重视。
尽管气体绝缘开关装置———组合电器(GIS )的年气体泄漏率小于1%,但SF 6化学稳定性高,在大气中寿命长达3200年。
因此1997年的京都会议已将SF 6列为全球6种温室气体之一。
为此,国外开展了混合气体的研究,以期利用低含量SF 6混合气体(SF 6<30%)来代替纯SF 6气体。
工频下电场不均匀度对sf62fn2混合气体放电特性的影响
高电压技术第39卷第1期2013年1月31日High V oltage Engineering, V ol. 39, No. 1, January 31, 2013 1工频下电场不均匀度对SF6/N2混合气体放电特性的影响郭璨1，张乔根1，文韬1，李志兵2，马径坦1，游浩洋1，秦逸帆1，王浩2（1. 西安交通大学电气工程学院，西安710049;2. 中国电力科学研究院，北京100192）摘 要：近年来，低SF6混合比的SF6/N2混合气体开始作为绝缘介质在气体绝缘金属封闭输电线路(Gas-insulatedMetal-enclosed Transmission Line，GIL)中得到逐步应用，以替代纯SF6气体。
为了在电力设备中更好地应用SF6/N2混合气体，本文在工频电压下，通过实验分析研究了不同电场均匀度下较低SF6混合比的SF6/N2混合气体的击穿特性，并在极不均匀场下研究了局放起始电压的变化规律。
研究发现，稍不均匀场及稍不均匀场向极不均匀场过渡区域，SF6/N2混合气体的击穿电压随气压增加基本呈线性升高趋势，电场不均匀度进一步增加后，击穿电压出现了一定的饱和趋势。
当电场不均匀度增大到一定程度后，间隙击穿前出现了稳定的电晕放电，但当气压超过一定值后，一旦起晕则立即击穿。
由于空间电荷的作用，混合气体与纯SF6气体的击穿电压出现了“驼峰”现象，且随着电场不均匀度的增加，“驼峰”的范围与幅值变大。
关键词：工频；电场不均匀度；SF6/N2；混合气体；击穿特性；局放起始电压；驼峰DOI：10.3969/j.issn.1003-6520.2013.01.014文章编号：1003-6520(2013)01-0096-07Influence of Electric Field Non-uniformity on Discharge Characteristics in SF6/N2 GasMixtures Under Power Frequency VoltageGUO Can1, ZHANG Qiaogen1, WEN Tao1, LI Zhibing2, MA Jingtan1,YOU Haoyang1, QIN Yifan1, WANG Hao2(1. School of Electrical Engineering, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China2. China Electric Power Research Institute, Beijing 100192, China)Abstract: In recent years, SF6/N2 gas mixtures with low SF6 mixing ratio was getting used as insulating medium ingas-insulated metal-enclosed transmission line in order to replace pure SF6. For the application of SF6/N2 gas mixturesin power equipment, this paper studied on the breakdown characteristics of SF6/N2 gas mixtures with low SF6 mixingratio in different electric field non-uniformity under power frequency voltage, and the characteristic of partial dischargeinitial voltage was studied in non-uniform electric field. The research indicates that the breakdown voltage of SF6/N2gas mixtures increases linearly with increase of gas pressure in slightly non-uniform electric field. With increase of the electric field non-uniformity, the saturated trend of breakdown voltage of SF6/N2 gas mixtures appears. When electricfield non-uniformity exceeds a certain value, the stable corona discharge appears before the electric breakdown of electrodes gap. But the breakdown occurs immediately with the appearance of corona when the gas pressure exceeds a certain value. Because of the space charge effect, the U-shape characteristic of breakdown voltage appears in SF6 andits mixtures. With the increase of electric field non-uniformity, the amplitude and range of U-shape extend.Key words：power frequency voltage; electric field non-uniformity; SF6/N2; gas mixtures; negative synergistic effect; leader propagation; streamer propagation0 引言基金资助项目：国家电网公司科技项目资助(特高压GIL试验线段研制及带电考核研究)。
sf6 n2混合气体密度 -回复
sf6 n2混合气体密度-回复SF6（六氟化硫）和N2（氮气）的混合气体是一种常用于电力设备中的绝缘介质。
根据维基百科的数据，SF6的密度为6.17 kg/m^3，而N2的密度为1.251 kg/m^3。
那么混合气体的密度将取决于两种气体的比例以及它们的分子量。
为了计算混合气体的密度，我们需要先确定两种气体的比例。
假设我们有一个混合气体，其中SF6的体积比例为x（0≤x≤1），N2的体积比例为1-x。
这意味着SF6占据了整个混合气体中的x部分，而N2占据了1-x 部分。
现在我们可以计算混合气体的平均密度。
在计算平均密度之前，我们需要知道SF6和N2的分子量。
根据化学元素的相对原子质量表，我们可以得出以下数据：SF6的分子量为146.06g/mol，N2的分子量为28.0134 g/mol。
现在，假设我们有一个体积为V的容器里装有混合气体。
那么容器中SF6的质量为x乘以SF6的体积乘以SF6的密度，即x * V * 6.17 kg/m^3。
同样，容器中N2的质量为(1-x)乘以N2的体积乘以N2的密度，即(1-x) * V * 1.251 kg/m^3。
混合气体的总质量等于SF6的质量加上N2的质量。
因此，总质量为x * V * 6.17 kg/m^3 + (1-x) * V * 1.251 kg/m^3。
我们可以简化这个表达式为V * (x * 6.17 kg/m^3 + (1-x) * 1.251 kg/m^3)。
最后，我们可以计算混合气体的平均密度。
平均密度等于总质量除以总体积。
所以，平均密度为(V * (x * 6.17 kg/m^3 + (1-x) * 1.251 kg/m^3)) / V，即x * 6.17 kg/m^3 + (1-x) * 1.251 kg/m^3。
以上是计算混合气体密度的步骤。
我们可以将这个公式应用到实际情况中，只要知道SF6和N2的体积比例，就可以得出混合气体的密度。
sf6 n2混合气体密度 -回复
sf6 n2混合气体密度-回复SF6和N2混合气体密度混合气体是由两种或多种气体组成的气体体系。
SF6和N2混合气体是由硫六氟化物（SF6）和氮气（N2）两种气体混合而成的。
混合气体的密度是指单位体积内所含气体的质量。
本文将一步一步回答关于SF6和N2混合气体密度的问题。
第一步：了解SF6和N2的基本性质首先，我们需要了解SF6和N2两种气体的基本性质。
SF6是一种无色、无臭、无味的气体，具有较高的电绝缘性能和较强的化学稳定性。
N2是大气中最主要的组成成分之一，也是一种无色、无臭的气体。
第二步：计算单个组分的密度要计算单个组分的密度，我们需要知道气体的分子量和压力。
SF6的分子量为146.06 g/mol，N2的分子量为28.02 g/mol。
压力的单位可以是帕斯卡（Pa）或其他适当的单位。
假设我们使用的压力单位为标准大气压（atm），即101325 Pa。
单独计算SF6的密度：根据理想气体状态方程PV = nRT，其中P是压力，V是气体体积，n是气体的摩尔数，R是理想气体常数，T是气体的温度。
在常温下，我们可以假设气体的体积为1立方米，温度为298K。
因此，我们可以将方程改写为PD = mM，其中D是SF6的密度，m是SF6的质量，M是SF6的摩尔质量。
根据上述条件，我们可以得到：P = 1 atm = 101325 Pa，V = 1 m³，n = m / M。
假设SF6的质量为1克，则SF6的摩尔质量为146.06 g/mol。
代入上述数值，我们可以得到：101325 Pa * 1 m³= (m / 146.06 g/mol) * 8.314 J/(mol·K) * 298 K。
通过计算，我们可以得到SF6的质量m = 0.003193 kg，将其代入密度的定义中，我们可以得到SF6的密度D = m / V = 0.003193 kg / 1 m³= 3.193 kg/m³。
使用SF6+N2混合绝缘气体时应注意的问题
使用Ｓ Ｆ ６ ＋ Ｎ ２ 混合绝缘 气体 时应注意 的问题
张 亮， 张洪 达 ， 姜子 秋 ， 迟敬 元 国 网黑龙 江 省 电力有 限公 司 电力 科学 研究 院 ， 黑 龙江 哈尔滨 １ ５ ０ ０ ３ ０
摘 要 输 电线路 中往 往 为 了安 全运 行 ， 需要 采 用绝 缘 装 置 ， 从 而降 低设 备 之 间 大的相 互 影 响 ， 以及 输 电设 备对
１ ． ２ ｓ Ｆ ＋ Ｎ 混合绝缘 气体 的绝缘特 性
当然 在 一 般 情 况 下 Ｓ Ｆ ＋ 混 合 绝 缘 气 体 的 绝 缘 强 度相对 单纯 的 ｓ 来 说 稍 低 。研 究 表 明 ，混 合 气 体 中 Ｓ 气体 的含 量 较 少 的 情 况 下 ， 要 保 持 原有 的冲 击 电压 耐受 强度 ， 混合 气体 的 总压 力应 高 于纯 ｓ 气体 的压 力 。 通过 提 升气 体压 力 能够 将 其绝 缘 性能 在 一 定条件 上 达 到 均衡 。此 外在 低 温 环 境 中 ，由于 ｓ 容 易液 化 ，其 绝 缘 性 能也会 随 着液 化 程度 的 提升 而 急剧 降低 ， 而ｓ Ｆ ＋ 的 混合 绝 缘气 体 ， ． 其 中包 含 和 ｓ 两种 气 体 ，而 易于 液 化的 ｓ Ｆ 在 其 中 的 占有 比率很 小 ， 而 且 同 时是 一种 液 化缓 和 剂 ，能够 有 效抵 抗 ｓ 的液 化程 度 ，从而 使 混 合 气体 保 持很 好 的气 态 性质 ， 保 持 其在 低 温 条件 下相 同的 绝缘 性 能 ， 在 天 气 变 化剧 烈 的地 方 应 用 有着 比 Ｓ 更 好
用提供 一 个指 导 意见 。
关键 词 ｓ Ｆ ＋ Ｎ ， 混合 绝缘 气体 ； 低温 性 能 ； 绝缘 气体 中图 分类 号 Ｔ Ｍ ７ 文 献标 识码 Ａ 文章 编号 ２ ０ ９ ５ － ６ ３ ６ ３（ ２ ０ １ ７ ）１ ６ － ０ ０ ０ ２ — ０ ２
SF6／N2混合气体的放电特性
SF6／N2混合气体的放电特性
陈庆国;肖登明;邱毓昌
【期刊名称】《西安交通大学学报》
【年(卷),期】2001(035)004
【摘要】为了探讨SF6／N2混合气体代替纯SF6气体作为气体绝缘开关装置(GIS)绝缘介质的可行性，阐述了SF6／N2混合气体放电的基本参数，给出了Wieland插值的适用条件，并对SF6／N2混合气体在不同混合比、电压波形及气压下的放电特性进行了试验研究．研究结果表明:SF6／N2的电晕稳化作用比纯SF6中的要强，当气压较高时，混合气体在高频率快速暂态过电压作用下的击穿电压比低频率作用下的要低，而且均匀场中混合气体的击穿电压与气压基本呈线性关线．所以，在不改变现有GIS结构及尺寸的情况下，可增加混合气体的压强来保证GIS的绝缘强度．
【总页数】5页(P338-342)
【作者】陈庆国;肖登明;邱毓昌
【作者单位】西安交通大学;西安交通大学;西安交通大学
【正文语种】中文
【中图分类】TM213
【相关文献】
1.不同电极结构中SF6／N2混合气体正向流注电晕放电特性 [J], 李锰;汪沨;王湘汉
2.同轴场域SF6/N2混合气体电晕放电特性的仿真研究 [J], 李锰;汪沨;张盈利;李卓
3.基于FEM-FCT算法的SF6/N2混合气体中棒-板间隙电晕放电特性的仿真研究[J], 汪沨;李锰;潘雄峰;牛雪松;张广东;吕景顺;孙亚明;马建海
4.低SF6含量的N2/SF6混合气体分离方法的探讨 [J], 王琦;邱毓昌
5.直流电压下SF6/N2混合气体沿面局部放电特性 [J], 侯志强;郭若琛;李军浩因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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Discharge Characteristics of SF6/ N2 Gas Mixtures
Chen Qi ngguo , Xiao Dengm i ng , Qi u Y uchan g
( State Key Laboratory of Electrical Insulation for Power Equipment , Xi′an Jiaotong University , Xi′an 710049 , China)
本文主要从理论分析与实验研究两方面 , 对 SF6 混合气体的绝缘特性进行了研究 ,并探讨了在 不改变现有 GIS 结构及尺寸的基础上 ,用混合气体 代替纯 SF6 气体的可能性.
1 混合气体放电参数的描述
电强度表达式为
E N
0M
= φ( SF6)
φ( SF6) CA CA + (1 - φ( SF6) )
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第 4 期 陈庆国 ,等 :SF6的年气体泄漏率小于 1 % ,但由于 SF6 化学稳 定性高 ,在大气中的寿命长达 3 200 a ,因此 1997 年 的京都会议将 SF6 列为全球 6 种温室气体之一. 为 此 ,国外一些电力公司与制造商开展了混合气体的 研究 , 以期利用低含量 SF6 混合气体 (φ( SF6 ) < 30 %) 来代替纯 SF6 气体. 目前来看 ,比较有应用前 景的是 SF6/ N2 混合气体[2 ] . 以往的研究结果表明 , 上述混合气体在放电时并没有新的毒性物生成 ,且 对电极表面缺陷的敏感程度小[3 ] ,因而极具良好的 应用前景.
将 SF6 混合气体作为绝缘介质的研究早在 70 年代起就开始了. 当时考虑用混合气体代替纯 SF6 气体的主要原因为 : ①混合气体对电场不均匀性不 像纯 SF6 气体那样敏感[1 ] ; ②可以解决高寒地区 SF6 的液化问题 ; ③可以降低气体绝缘设备的成本.
但是 ,由于在均匀场中的 SF6 混合气体的耐电强度 没有相同气压下的纯 SF6 气体高 ,所以在一般场合 仍然用纯 SF6 作为气体绝缘介质.
的电子附着系数.
将式 (4) 、式 (5) 代入式 ( 3) , 可得混合气体的耐
(a) SF6/ N2
(b) SF6/ Kr 和 SF6/ Ar 图 1 混合气体的 α/ p 、η/ p 与φ( SF6) 的关系
2 SF6 含量对 SF6/ N2 耐电强度的影响
在均匀或稍不均匀场中 ,SF6/ N2 的击穿强度与
第
35
卷
第
4
期
西
安
交
通
大
学
学
报
Vol. 35 №4
2001 年 4 月
J OU RNAL OF XI′AN J IAO TON G UN IV ERSIT Y
Apr. 2001
文章编号 :0253 - 987X(2001) 04Ο0338Ο05
SF6/ N2 混合气体的放电特性
(2/
me) 1/ 2 W
∞
Qiε1/ 2 f (ε) dε
0
(1)
∫ ∫ η
N=
1 W
∞
Qaνf (ν) dν =
0
(2/
me) 1/ 2 W
∞
Qaε1/ 2 f (ε) dε
0
(2) 式中 : m e为电子质量 ; f (ν) 、f (ε) 分别为电子速度 分布函数和电子能量分布函数 ; W 为气体中的电子
Wieland 插值应用条件.
气体放电参数主要有[4 ]电子碰撞电离截面 Qi 、
电子附着截面 Qa 、电子碰撞电离系数 α、电子附着
系数 η及临界场强 ( E/ N ) . 参数α、η、Qi及 Qa是电
子速度ν或电子能量ε的函数 ,可写成如下关系式
∫ ∫ α
N=
1 W
∞
Qiνf (ν) dν =
0
CB
E N
+
0A
φ(
( SF6)
1CA
φ( SF6) ) CB + (1 - φ( SF6) )
CB
E N
0B
(6)
式(4) 和式 (5) 的应用条件为 A 、B 两种气体的电子
能量分布相同. 当构成混合气体各组分的电子能量
分布不同时 ,上述的插值算式不再适用. 为验证这一
结论 ,本文分别对 SF6/ N2 ( SF6 与 N2 的电子能量分
图 4 极不均匀场中 SF6 及 SF6/ N2 混合气体的击穿特性
4 不同电压波形下 SF6/ N2 的 放电特性
4. 1 雷电冲击下的放电特性 当压强 P = 0. 1 M Pa 时 ,稍不均匀场中 SF6/ N2
混合气体在负极性雷电冲击作用下的放电特性如图 5 所示. 由 图 5 可 看 出 , L I 作 用 下 , 的 击 穿 电 压 随 φ( SF6) 的的增加而增加 ,最终趋于饱和. 实验还表 明 ,在直流及工频电压作用下 , SF6/ N2 的击穿电压 随 φ( SF6) 的变化趋势与图 5 所示雷电冲击下的基 本相同. 4. 2 快速振荡冲击下的放电特性
3 不同电场分布下 SF6/ N2 的 击穿强度
图 3 均匀或稍不均匀场中 SF6/ N2 混合气体的击穿特性
3. 1 均匀或稍不均匀场下的实验结果 在均匀或稍不均匀场中 , SF6 及其混合气体的
耐电强度在一定气压范围内基本上随气压的升高而 线性上升. 图 3 示出了 SF6 和 SF6/ N2 (φ( SF6 ) = 1 %) 混合气体在直流电压作用下的击穿电压 V b随 气压 P 的变化曲线. 3. 2 极不均匀场下的实验结果
虽然 GIS 在设计时采用均匀或稍不均匀场结 构 ,但在运行中 ,难免会由于导电微粒等原因而导致 电场集中. 图 4 给出了极不均匀场作用下 SF6 及 SF6/ N2 混合气体在直流 (DC) 和雷电冲击电压 (L I) 作用下 ,击穿电压随气压变化的实验结果. 由图 4 可看出 ,当压强 P = 0. 22 M Pa 时 (气体 绝缘变压器的工作气压) ,极不均匀场中 SF6/ N2 混 合气体 (体积比为 0. 8/ 0. 2) 在直流电压作用下的击 穿电压比纯 SF6 气体高 43 % ,在冲击电压作用下高 出 25 %. 出现此现象的原因为电晕稳化作用加强的 结果. 这也再次证明 ,向 SF6 气体中加入 N2 可降低 SF6 对电场不均匀性的敏感程度.
Abstract : To st udy t he feasibility of t he SF6/ N2 gas mixt ure as t he insulating dielect ric in GIS to re2 place SF6 gas , t he discharge parameters are discussed , and t he condition for t he Wieland approximation to be applicable is provided. The discharge characteristics of SF6/ N2 for different mixt ure ratios wit h different gas pressures under different applied voltage waveforms are st udied. The result s show t hat t he corona stabilization in SF6/ N2 mixt ures is higher t han t hat in SF6 , and t he breakdown voltage un2 der higher f requency V F TO are lower t han t hat under lower f requency. The result s also show t he nearly linear relationship betwen t he breakdown voltage and gas mixt ure pressure , so an increase of SF6/ N2 pressure wit hout changing t he GIS dimension and st ruct ure can ensure it s insulation st rengt h . Keywords : S F6/ N 2 ; rel ati ve dielect ric st rengt h ; break dow n ; GIS
本世纪 90 年代以来 , SF6 气体的温室效应引 起了各国环保专家的重视. 尽管气体绝缘开关装置
收稿日期 : 2000Ο09Ο18. 作者简介 : 陈庆国 (1970～) ,男 ,博士生 ;邱毓昌 (联系人) ,男 ,教授 ,博士生导师. 基金项目 : 高等学校重点实验室访问学者基金资助项目.
布相同[5 ]) 、SF6/ Ar 、SF6/ Kr ( SF6 与 Ar 和 Kr 的电
子能量分布不同[5 ] ) 混合气体的 α 和η 进行了测
量[6 ,7 ] ,其结 果 如 图 1 所 示 ( E/ p = 67. 7 V ·( m ·
Pa) - 1) . 由图 1a 可看出 ,在电离室中测得的 SF6/ N2 混合气体的 α/ p 和η/ p 随 SF6 含量的变化非常接 近直线函数. 图 1b 中 α/ p 和η/ p 随 SF6 含量的变 化呈非线性函数. 这一结果验证了本文所给出
平均漂移速度.
对 SF6 及其混合气体 , 当其有效电离系数 (α-
η) 在接近自持放电条件时 ,可用下式表示