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题名铜蒸气对CO2电弧等离子体物性参数的影响
被引量：3
- 1
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作者
韩桂全
刘洋
刘庆
卢彦辉
王小华
荣命哲
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机构
国网平高集团有限公司
西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室
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出处
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第5期1635-1640,共6页
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基金
国家自然科学基金(51521065)
国网平高集团有限公司科技项目~~
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文摘
CO2气体因其全球变暖潜能值低和低温导热性好等优点而逐渐作为一种SF6替代气体应用于断路器中以充当灭弧介质,触头烧蚀产生的铜蒸气会改变电弧基本特性,影响断路器开断性能。为此,利用最小Gibbs自由能法和Chapman-Enskog理论计算了气压为0.5 MPa、热力学温度区间为2 000-30 000 K时的CO2-Cu混合气体电弧等离子体的物性参数,分析了铜蒸气质量分数对电弧等离子体粒子组分、热力学参数以及输运系数的作用规律。研究结果表明：触头烧蚀引入的铜蒸气会比电弧中的其他非金属粒子更早电离,即使是少量的铜蒸气（质量分数为5%）也会使低温时电弧等离子体的电子数密度增大,进而显著提高电弧等离子体在低温区（热力学温度低于8 000 K）的电导率,最大约提升1个数量级;增大铜蒸气质量分数会在整个热力学温度区间增大电弧等离子体质量密度并减小比定压热容、黏滞系数以及热导率,但对于比焓则在低温区和高温区呈现出相反的作用规律;少量的铜蒸气（质量分数为5%）对热力学参数和除电导率之外的输运系数的改变极其微小,但是大量铜蒸气（质量分数高于25%）会明显改变各个物性参数。这些电弧等离子体物性参数的计算结果对于探究铜蒸气对电弧基本物理性质的影响具有参考价值,并可以为建立考虑触头烧蚀下的电弧磁流体（MHD）模型提供输入参数。
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关键词
电弧等离子体
CO2
铜蒸气
平衡态组分
热力学特性
输运系数
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Keywords
arc plasma
CO2
copper vapor
equilibrium compositions
thermodynamic properties
transport coefficients
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分类号
TM501.2
[电气工程—电器]
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题名铜蒸气浓度对SF_6-Cu高温电弧物性参数的影响
被引量：1
- 2
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作者
袁端磊
张一茗
穆广祺
李少华
高群伟
王小华
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机构
平高集团有限公司
国网山西电力公司
西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室
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出处
《高压电器》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第4期123-127,共5页
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文摘
开关设备（例如高压SF6断路器）触头表面产生的铜金属蒸气会改变电弧等离子体的物理化学特性。因此在建立考虑金属烧蚀的流体仿真模型之前,需要确定含有金属蒸气的电弧等离子体的性质。文中基于吉布斯自由能最小化原理和Chapman-Enskog理论,计算了SF6-Cu混合气体电弧在0.6 MPa压强下、温度区间为300-30000K时的物性参数,包括平衡态粒子组分、统计热力学参数、输运系数和混合扩散系数,着重分析了铜蒸气浓度（最大90%）对上述物性参数的影响。结果表明少量的铜对物性参数无明显影响,但当铜蒸气浓度达到30%时则会显著改变上述参数。
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关键词
SF6-Cu
平衡态组分
热力学参数
输运系数
混合扩散系数
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Keywords
SF6-Cu
equilibrium composition
thermodynamic property
transport coefficient
combined diffusion coefficient
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分类号
TM501.2
[电气工程—电器]
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题名PTFE掺杂浓度对高温CO2气体物性参数的影响
- 3
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作者
韩桂全
刘洋
王小华
卢彦辉
韩国辉
荣命哲
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机构
国网平高集团有限公司
西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室
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出处
《高压电器》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第10期199-203,210,共6页
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文摘
由于SF6气体温室效应显著,CO_2气体作为目前具有潜力环保型SF6替代气体之一,以CO_2气体作为绝缘和灭弧介质的断路器已经得到应用。实际上,喷口材料烧蚀将导致PTFE蒸汽作为杂质影响电弧等离子体的物性参数从而影响断路器的开断性能。为了建立物理模型研究和优化断路器开断性能,必须首先确定电弧等离子体物性参数。因此文中研究了0.6 MPa下温度区间为300～30 000 K时的CO_2-PTFE电弧等离子体物性参数。首先基于最小Gibbs自由能法确定了电弧等弧等离子体粒子组分,其次利用标准热力学公式计算了电弧等离子体热力学参数,最后基于Chapman-Enskog理论计算了电弧等离子体输运系数(电导率、热导率和粘滞系数),讨论了PTFE浓度对物性参数的影响。结果表明:添加PTFE对电弧等离子体物性参数产生影响,其中,对粘滞系数,热导率和低温时电导率影响显著,少量的PTFE(少于25%)对电弧等离子体电导率影响很小。
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关键词
CO2-PTFE
电弧等离子体
平衡态组分
热力学参数
输运系数
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Keywords
CO2-PTFE
arc plasma
equilibrium composition
thermodynamic properties
transport coefficients
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分类号
TM213
[一般工业技术—材料科学与工程]
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