直流电压下CF_3I/N_2混合气体的放电副产物 被引量：14

1

作者 王璁 周福文 +2 位作者 屠幼萍 秦司晨 张兵 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期1268-1274,共7页

CF_3I/N_2混合气体被认为有希望取代SF6气体而应用于气体绝缘设备。为了研究CF_3I/N_2混合气体在放电后的副产物,该文基于密度泛函理论(density functional theory,DFT),运用BFGS算法建立并优化了CF_3I分子及其潜在副产物分子的结构模型... CF_3I/N_2混合气体被认为有希望取代SF6气体而应用于气体绝缘设备。为了研究CF_3I/N_2混合气体在放电后的副产物,该文基于密度泛函理论(density functional theory,DFT),运用BFGS算法建立并优化了CF_3I分子及其潜在副产物分子的结构模型,并在此模型的基础上通过GGA-PBE算法计算了副产物分子的基态总能量,得到了各分子生成反应的自由能。结果表明副产物的可能组分为C2F6、C_2F_5I和I_2。而采用色质联用法和离子色谱法分别对CF_3I/N_2混合气体直流放电实验后的气体和固体成分进行分析,结果表明气体放电后副产物的主要成分为C_2F_5I,固体副产物为I_2。同时还发现,当气体放电后,将产生少量固态I单质,这导致CF_3I气体含量减少。但经过一个较长时间,CF_3I/N_2气体绝缘性能可恢复到放电前的水平,说明在CF_3I/N_2中决定其绝缘性能的主要因素是自由基对电子的吸附性,而不是I的电负性。研究结果表明,直流电压作用下,CF_3I/N_2绝缘气体放电后可检测到的分解产物是C_2F_5I和I_2。 展开更多

关键词 cf3i/n2混合气体 密度泛函理论 自由能 色质联用 离子色谱

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冲击电压下CF_3I/N_2混合气体放电极性效应研究 被引量：8

2

作者 赵谡 肖登明 +1 位作者 张辉 邓云坤 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第12期3636-3642,共7页

SF_6气体具有极强的温室效应,寻找新型SF_6替代气体成为国内外学者需要解决的迫切问题。该文研究了CF_3I/N_2混合气体针–板间隙和球–板间隙在正负雷电冲击电压作用下的绝缘特性,对CF_3I及其混合气体在电力设备中的应用具有重要意义。... SF_6气体具有极强的温室效应,寻找新型SF_6替代气体成为国内外学者需要解决的迫切问题。该文研究了CF_3I/N_2混合气体针–板间隙和球–板间隙在正负雷电冲击电压作用下的绝缘特性,对CF_3I及其混合气体在电力设备中的应用具有重要意义。实验结果表明:极不均匀电场与稍不均匀电场下,CF_3I/N_2混合气体的间隙放电均存在显著的极性效应。在电极间隙为5mm时随着气压的升高还出现了极性反转现象。针–板电极下原本较高的负极性50%击穿电压在气压较低时出现了低于正极性击穿电压的情况,球–板电极下原本较高的正极性50%击穿电压也出现了低于负极性击穿电压的情况。分析表明,CF_3I/N_2混合气体出现极性效应以及在短间隙下的极性反转是由于电极间隙间空间电荷的迁移和扩散与气压的共同作用造成的。因此,使用CF_3I/N_2混合气体作为绝缘介质的电力设备应着重考虑不同气压及均匀度下的极性效应及反转问题。 展开更多

关键词 cf3i/n2混合气体 液化温度 雷电冲击 极性效应 空间电荷

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CF_3I/N_2混合气体中绝缘子沿面闪络特性的研究 被引量：6

3

作者 张辉 肖登明 +1 位作者 赵谡 李冰 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期104-109,共6页

文中以SF6／N2混合气体作为比较，研究了CF3I／N2混合气体中绝缘子在工频电压和正、负极性雷电冲击电压下的沿面闪络特性。结果表明：在0．1-0．3MPa下，CF3I／N2混合气体中绝缘子的工频闪络电压和雷电冲击闪络电压均随气压升高而增大... 文中以SF6／N2混合气体作为比较，研究了CF3I／N2混合气体中绝缘子在工频电压和正、负极性雷电冲击电压下的沿面闪络特性。结果表明：在0．1-0．3MPa下，CF3I／N2混合气体中绝缘子的工频闪络电压和雷电冲击闪络电压均随气压升高而增大；在较低气压下，CF3／N2混合气体中绝缘子的负雷电冲击闪络电压比正极性下要低，而当气压高于某临界值时，负极性下闪络电压又会高于正极性：绝缘子在含30％CF3I气体的CF3I／N2混合气体中的绝缘性能基本介于含20％／30％SF6气体的SF6/N2混合气体中的绝缘性能之间，可以为CF3I混合气体替代SF6混合气体应用于高压气体绝缘电气设备中提供参考。 展开更多

关键词 绝缘子 cf3i/n2 混合气体 闪络特性 极性效应

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不均匀电场下CF_3I/N_2混合气体工频击穿特性试验 被引量：18

4

作者 肖淞 张晓星 +1 位作者 韩晔飞 戴琦伟 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第20期228-236,共9页

从工频击穿性能的角度探讨CF3I／N2混合气体替代SF6气体用于气体绝缘设备的可能性。通过工频击穿试验探究气压、混合比和电极间距三种因素对CF3I／N2混合气体工频击穿电压的影响，并与相同条件下的SF6／N2混合气体进行对比分析，提出使... 从工频击穿性能的角度探讨CF3I／N2混合气体替代SF6气体用于气体绝缘设备的可能性。通过工频击穿试验探究气压、混合比和电极间距三种因素对CF3I／N2混合气体工频击穿电压的影响，并与相同条件下的SF6／N2混合气体进行对比分析，提出使用协同效应指数C值判定混合气体协同效应类型及协同效应强弱的定量分析方法。结果表明，随着混合比、气压的升高，CF3I／N2混合气体工频击穿性能逐渐接近SF6气体，较高气压下的CF3I／N2混合气体更具有应用潜力。CF31／N2混合气体工频击穿电压呈正协同效应，而且CF3I气体具有优良的自恢复绝缘性能。综合考虑工频击穿性能、液化温度和环境影响三种因素，在特定的场合下，CF3I含量为20％-50％的CF3I／N2混合气体有可能替代SF6气体用于气体绝缘设备。 展开更多

关键词 cf3i/n2混合气体 工频击穿电压 替代气体 协同效应 液化温度

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CF_3I/N_2混合气体在不同电场下的工频击穿特性试验研究 被引量：22

5

作者 肖淞 张晓星 +1 位作者 戴琦伟 韩晔飞 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第22期6276-6285,共10页

CF_3I及其混合气体作为SF_6应用于电气设备的潜在替代物被广泛关注,该文从不同电场下工频击穿性能的角度探讨CF_3I/N_2替代SF_6气体的可行性。通过工频击穿试验探究气压、混合比、电场利用系数3种因素对CF_3I/N_2工频击穿电压的影响,并... CF_3I及其混合气体作为SF_6应用于电气设备的潜在替代物被广泛关注,该文从不同电场下工频击穿性能的角度探讨CF_3I/N_2替代SF_6气体的可行性。通过工频击穿试验探究气压、混合比、电场利用系数3种因素对CF_3I/N_2工频击穿电压的影响,并与相同条件下的SF_6及SF_6/N_2进行对比分析,使用协同效应指数C值判定混合气体协同效应类型并定量分析协同效应强弱。结果表明,CF_3I/N_2在不同电场、不同混合比下的工频击穿电压随气压均呈线性增长,随着电场利用系数的增加,其工频击穿电压随气压增长的线性增长率逐渐提高;纯CF_3I对电场的敏感度尤其高。N_2的加入,改善了CF_3I对电场的敏感度;极不均匀电场下,CF_3I/N_2混合气体在0.15MPa及以上气压呈正协同效应,协同效应明显程度整体优于SF_6/N_2混合气体。稍不均匀电场和准均匀电场下,CF_3I/N_2呈现协同效应,气压越高,协同效应越明显;混合比为30%,气压为0.3MPa的CF_3I/N_2可以替代纯SF_6应用于气体绝缘输电线路和气体绝缘开关柜等电气设备中。 展开更多

关键词 cf3i/n2 击穿特性 电场利用系数 协同效应

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CF_3I/N_2混合气体局部放电特性实验研究 被引量：42

6

作者 张晓星 周君杰 +2 位作者 唐炬 肖淞 张敏 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期287-293,共7页

CF3I气体是SF6气体的一种可能替代,然而其较高的液化温度使其难以用在气体绝缘设备中。为此,将CF3I气体和氮气混合,通过实验研究了压强、电负性气体(CF3I或SF6气体)与混合气体的气压比值(混合比)、电极距离3个因素对CF3I/N2混合气体局... CF3I气体是SF6气体的一种可能替代,然而其较高的液化温度使其难以用在气体绝缘设备中。为此,将CF3I气体和氮气混合,通过实验研究了压强、电负性气体(CF3I或SF6气体)与混合气体的气压比值(混合比)、电极距离3个因素对CF3I/N2混合气体局部放电起始电压的影响,并与相同情况下SF6/N2混合气体的局部放电起始电压进行了对比。实验结果表明:随着混合比和电极距离的增大,CF3I/N2混合气体与SF6/N2混合气体局放起始电压的比值呈现增长趋势;气压的变化对2种混合气体局放起始电压的影响大致相同;N2能较大程度地改善纯CF3I气体对不均匀电场的敏感程度,且N2体积分数为20%的CF3I/N2混合气体液化温度为-22.35～-18.35°C,其局放起始电压为纯SF6气体的0.7倍左右。因此从局放特性角度看,混合比为20%的CF3I/N2混合气体有可能代替SF6气体被用于气体绝缘设备。 展开更多

关键词 cf3i n2 温室效应潜在值(GWP) 局部放电起始电压 混合比 电极距离 不均匀电场

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300K下不同比例CF_3I-N_2和CF_3I-CO_2混合气体绝缘特性的计算分析 被引量：33

7

作者 赵虎 李兴文 贾申利 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1692-1697,共6页

为研究不同比例CF3I-N2和CF3I-CO2混合气体的绝缘特性,进而分析其代替SF6作为绝缘介质应用于高压电力设备的可行性,首先,通过计算所得的纯CF3I气体折合电离反应系数α/N、折合吸附反应系数η/N和折合有效电离反应系数(α-η)/N(其中,α... 为研究不同比例CF3I-N2和CF3I-CO2混合气体的绝缘特性,进而分析其代替SF6作为绝缘介质应用于高压电力设备的可行性,首先,通过计算所得的纯CF3I气体折合电离反应系数α/N、折合吸附反应系数η/N和折合有效电离反应系数(α-η)/N(其中,α为电离反应系数,η为吸附反应系数,N为粒子数密度)与其他文献实验结果的对比,验证了该计算方法与参数的有效性;其次计算出了CF3I-N2和CF3I-CO2不同比例下混合气体的α/N、η/N和(α-η)/N;最后取(α-η)/N=0得到了不同比例两种混合气体的折合临界击穿电场强度(E/N)cr。结果表明,纯CF3I气体的(E/N)cr为439×10-17 V.cm2,远高于纯SF6气体的366×10-17 V.cm2;当CF3I的摩尔分数x(CF3I)>65%时,CF3I-N2的(E/N)cr高于SF6-N2;当x(CF3I)>70%时,CF3I-N2混合气体的(E/N)cr已经超过纯SF6气体的(E/N)cr;当x(CF3I)>40%时,CF3I-CO2也高于SF6-CO2。 展开更多

关键词 绝缘特性 cf3i-n2 cf3i-CO2 替代气体 BOLTZMAnn方程 GCB GIS

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CF_3I-N_2混合气体在稍不均匀和极不均匀电场中的工频击穿特性 被引量：21

8

作者 邓云坤 马仪 +3 位作者 陈先富 张少泉 陈晓云 肖登明 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期754-764,共11页

三氟碘甲烷(CF3I)是近年来被认为最有可能替代六氟化硫(SF_6)的环保型绝缘气体之一。通过建立CF3I混合气体绝缘性能试验平台,对CF3I-N_2二元混合气体在不同体积分数(20%和30%)、气压(0.1~0.3 MPa)、放电间隙(5~30 mm)以及电场不均匀系数... 三氟碘甲烷(CF3I)是近年来被认为最有可能替代六氟化硫(SF_6)的环保型绝缘气体之一。通过建立CF3I混合气体绝缘性能试验平台,对CF3I-N_2二元混合气体在不同体积分数(20%和30%)、气压(0.1~0.3 MPa)、放电间隙(5~30 mm)以及电场不均匀系数(针–板模型和球–板模型)下的工频击穿特性进行了研究,揭示了CF3I-N_2混合气体工频击穿电压受CF3I体积分数、间隙距离、气压以及电场不均匀度等因素的影响规律。结果表明,在稍不均匀电场中,CF3I-N_2混合气体的工频击穿电压随放电间距的增大而增大,同时随气压的升高线性增加。在极不均匀电场中,CF3I-N_2混合气体的工频击穿电压近似于随间隙的增大线性增加,但击穿电压随气压的变化出现了不同程度的饱和现象。与SF_6气体相比,CF3I体积分数为20%和30%的CF3I-N_2混合气体能够分别达到纯SF_6气体50%和55%以上的工频耐压水平。 展开更多

关键词 cf3i-n2混合气体 SF6替代气体 稍不均匀电场 极不均匀电场 工频击穿特性

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高气压CF3I-N2混合气体雷电冲击耐受特性及其在GIL中的应用 被引量：6

9

作者 谭东现 周柏杰 +2 位作者 蔡凡一 薛健 肖登明 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期3150-3157,共8页

作为应用广泛的绝缘气体,六氟化硫（SF6）会产生温室效应,环保特性不佳,因此寻找环保型替代气体成为高电压领域的研究热点。针对高压力下三氟碘甲烷（CF3I）和氮气的混合气体（CF3I-N2）开展了基础电极间隙的雷电冲击耐受特性研究,并与... 作为应用广泛的绝缘气体,六氟化硫（SF6）会产生温室效应,环保特性不佳,因此寻找环保型替代气体成为高电压领域的研究热点。针对高压力下三氟碘甲烷（CF3I）和氮气的混合气体（CF3I-N2）开展了基础电极间隙的雷电冲击耐受特性研究,并与纯SF6、SF6-N2混合气体进行特性对比。在此基础上,采用气体绝缘管道母线（GIL）样机开展了CF3I-N2混合气体绝缘特性的验证试验。结果表明,高气压CF3I-N2混合气体具有较好的绝缘能力,但安全裕度相比纯SF6气体较低,为此针对样机进行了相应的电场优化改进,使最大电场强度降低了30%,提高了产品安全裕度。 展开更多

关键词 cf3i-n2混合气体 雷电冲击电压 耐受电压 GIL 最大电场强度

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基于二项近似解玻尔兹曼方程计算CF_3I/N_2混合气体的绝缘特性 被引量：3

10

作者 刘宇琦 李硕 +1 位作者 刘世宇 蔡新景 《电气技术》 2019年第4期32-36,共5页

本文阐述了国内外对SF_6替代气体的研究现状,介绍了环保型CF_3I/N_2混合气体的基本特点和绝缘特性。运用对电子输运和反应系数的计算原理,通过对绝缘气体特性和数据处理进行分析,通过不同混合比CF_3I/N_2绝缘气体对电子能量、纵向扩散... 本文阐述了国内外对SF_6替代气体的研究现状,介绍了环保型CF_3I/N_2混合气体的基本特点和绝缘特性。运用对电子输运和反应系数的计算原理,通过对绝缘气体特性和数据处理进行分析,通过不同混合比CF_3I/N_2绝缘气体对电子能量、纵向扩散系数、汤逊系数和有效电离系数的影响,验证了CF_3I/N_2作为替代SF_6绝缘气体的可能性。研究表明:60%CF_3I和40%N_2的混合气体可以达到SF_6和N_2的绝缘水平,可用于替代SF_6气体作为绝缘介质应用在气体绝缘开关设备中,有着较好的应用前景。 展开更多

关键词 cf3i/n2 输运系数 反应系数 混合比 绝缘特性

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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 被引量：3

11

作者 李冰 赵谡 +1 位作者 张辉 肖登明 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期2620-2627,共8页

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... 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。 展开更多

关键词 SF6替代物 cf3i/n2 cf3i/CO2 GIL 散热 解析法 液化温度

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