北极星

搜索历史清空

  • 水处理
您的位置:电力电力新闻输配电保护与控制技术正文

深度!新型环保替代气体在不同电场下的工频击穿特性试验研究

2017-04-05 11:39来源:中国电机工程学报关键词:变压器试验变压器额定电压收藏点赞

投稿

我要投稿

2.2 电场均匀度对CFI/N和SF/N的工频击穿电压的影响

从图5可以发现,针对不同电场类型,CF3I/N2和SF6/N2的击穿电压存在差别,其中以图5(d)中极不均匀电场下的CF3I和SF6差别最大,这是由于SF6对不均匀电场的强敏感性,即使N2的掺杂可以改善其敏感性,但是CF3I/N2和SF6/N2在电场敏感性方面仍表现出差别。图6所示为CF3I/N2和SF6/N2混合气体的工频击穿电压随电场利用系数的变化规律。CF3I/N2和SF6/N2的工频击穿电压都随电场利用系数的增加逐渐增长,即电场越趋向均匀,则放电发生的难度越大。在0.1MPa时,CF3I/N2和SF6/N2混合气体的工频击穿电压总体相差不大,而且随电场利用系数的增长趋势相近,但随着气压和混合比的升高,两种混合气体随电场利用系数的增长趋势表现出差异,CF3I/N2混合气体的工频击穿电压随电场利用系数的增长率高于SF6/N2气体,各混合比的CF3I/N2气体的工频击穿电压在电场利用系数较低时明显低于相同条件的SF6/N2气体,随着电场利用系数的增加,CF3I/N2气体的工频击穿电压逐渐接近甚至超过SF6/N2混合气体。气体在不均匀电场中的绝缘性能相比均匀电场下降的程度定义为气体对电场的敏感度。相比准均匀电场,气压不低于0.1MPa的CF3I/N2混合气体在极不均匀电场中工频击穿电压下降的程度要高于相同条件下的SF6/N2混合气体,CF3I/N2混合气体对电场不均匀度的敏感程度高于SF6/N2混合气体。纯CF3I对电场的敏感度尤其高,这与文献[14]的结论一致,文献[14]指出均匀电场下纯CF3I的冲击闪络电压是SF6的1.2倍,极不均匀电场下下降为0.7倍。本文中,0.3MPa时,纯CF3I在准均匀电场下的工频击穿电压为纯SF6气体的1.08倍,但在极不均匀电场下工频击穿电压是纯SF6气体的0.84倍。N2的加入,改善了CF3I和SF6对电场的敏感度,相比于纯气,CF3I/N2混合气体对电场不均匀度的敏感程度虽然有所降低,但仍然略高于同条件下的SF6/N2混合气体。

图6

图61

图6CF3I/N2和SF6/N2的工频击穿电压随电场利用系数的变化

图6CF3I/N2和SF6/N2的工频击穿电压随电场利用系数的变化

2.3 CFI/N混合气体的协同效应

前文讨论了SF6/N2、CF3I/N2两种混合气体与气压和电场的关系,同时可以看出混合比对混合气体绝缘性能有影响,混合比的研究将对新型替代气体在工业应用中提供最优配比参考值,因此将对混合比对击穿电压的影响进行分析。

SF6/N2、CF3I/N2两种混合气体工频击穿电压随混合比的变化规律如图7所示。不同电场下,两种混合气体的工频击穿电压均不是随着混合比的增加线性增长,而呈非线性增长。极不均匀电场下,虽然随着气压的升高,SF6/N2混合气体的击穿电压随混合比的增长率逐渐降低,但最大值均出现在纯SF6气体条件下,而CF3I/N2混合气体的工频击穿电压在气压不低于0.15MPa时都出现极大值,且随着气压的增加,极大值趋于混合比降低的方向。稍不均匀电场下,SF6/N2和CF3I/N2两种混合气体的工频击穿电压都随着混合比的增加呈“增长-饱和”的变化规律。混合比k小于30%时,两种混合气体的工频击穿电压随气压的增加快速增长,混合比大于50%后,工频击穿电压随气压的增加增速变缓,并逐渐趋于饱和。准均匀电场下,与稍不均匀电场相同,SF6/N2混合气体的工频击穿电压随着混合比的增加仍然呈“增长-饱和”的变化规律,而CF3I/N2混合气体的工频击穿电压随混合比的增速虽然变缓,但混合比超过50%,工频击穿电压仍然有明显增加。

图7SF6/N2和CF3I/N2混合气体工频击穿电压与混合比k的关系

气体的击穿是由于电子与气体分子发生碰撞,不断产生电子崩,从而导致自持放电的形成。SF6和CF3I都是强电负性气体,可以吸附自由电子成为负离子,降低自由电子的浓度,且负离子质量远大于电子,基本不再参与之后的电离过程,自持放电难以形成,所以具有很高的耐电强度。随着SF6和CF3I混合比的增加,低能电子数量减少,其吸附电子形成负离子的概率明显下降,即使再继续增加体积分数,也不会明显提高击穿电压,将呈现出饱和趋势。

原标题:武汉大学肖淞,张晓星等:SF6新型环保替代气体CF3I研究
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。

凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。

变压器查看更多>试验变压器查看更多>额定电压查看更多>