典型断口结构下C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体绝缘特性实验研究与仿真分析

作     者：辛昭昭 姜旭 霍鹏 Xin Zhaozhao;Jiang Xu;Huo Peng

作者机构：西安高压电器研究院有限责任公司西安710077 西安西电开关电气有限公司西安710077 

基　　金：陕西省重点研发计划资助项目(高压气体断路器数字化平台建设及关键技术 项目编号2019ZDLGY18-08) 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2021年第36卷第17期

页      码：3572-3580页

摘      要：环保C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体是目前最具潜力的SF6替代介质。为研究C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体绝缘特性及其与典型断口结构下电场的匹配关系,该文结合72.5kV开关产品隔离断口、同轴电极两种结构进行了样机设计,通过实验研究了雷电冲击电压下,不同充气压力、不同断口开距等对气体绝缘性能的影响,通过仿真计算获得了不同断口结构、不同断口开距下的电场强度分布变化。实验与仿真结果表明,隔离断口结构及同轴电极结构下,表压0.4MPa的20%C_(4)F_(7)N+80%CO_(2)混合气体、表压0.5MPa的16.7%C_(4)F_(7)N+83.3%CO_(2)混合气体,绝缘强度均可达到同等气压下纯SF6气体的80%以上。在隔离断口结构下,开距8mm、246kV施加电压(0.4MPa下50%击穿电压),计算断口间的最高电场强度为38.3kV/mm;在同轴电极结构下,间隙10mm、228.5kV施加电压(0.4MPa下50%击穿电压),计算同轴间隙间的最高电场强度为26.8kV/mm。为达到表压0.4MPa、开距6mm下纯SF6气体的绝缘水平,C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体的压力可增大至0.5MPa或断口距离增大至约8mm。该文最后还对C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体的电场强度设计基准进行了探讨。实验研究与仿真分析结果验证了C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体工程应用的可行性,尤其对开关设备中应用C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体时的绝缘结构设计具有指导意义。

主 题 词：C_(4)F_(7)N/CO_(2) 绝缘特性 典型断口 仿真分析 

学科分类：080801[080801] 0808[工学-自动化类] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

核心收录：

D　O　I：10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.201117

馆 藏 号：203104870...