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环保型绝缘介质C_(5)F_(10)O与Cu(110)晶面的气固相容性研究 被引量:2
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作者 张然植 林莘 +2 位作者 徐建源 王强 张佳 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期77-82,88,共7页
为研究环保型绝缘介质C_(5)F_(10)O与绝缘设备内部紫铜材料间气固相容性,文中基于密度泛函理论(DFT)从微观层面对C_(5)F_(10)O与Cu(110)晶面展开分析。首先,采用前线分子轨道理论分析C_(5)F_(10)O分子官能团活性,建立C_(5)F_(10)O在Cu(1... 为研究环保型绝缘介质C_(5)F_(10)O与绝缘设备内部紫铜材料间气固相容性,文中基于密度泛函理论(DFT)从微观层面对C_(5)F_(10)O与Cu(110)晶面展开分析。首先,采用前线分子轨道理论分析C_(5)F_(10)O分子官能团活性,建立C_(5)F_(10)O在Cu(110)晶面上吸附构型;其次,计算C_(5)F_(10)O在Cu(110)晶面上不同吸附构型产生吸附能及转移电荷;最后,建立SF_(6)在Cu(110)晶面上吸附构型,分析C_(5)F_(10)O与SF_(6)吸附特性差异。研究结果表明:C_(5)F_(10)O分子结构中氧原子活性较高,在Cu(110)晶面上不同吸附位置均可发生化学吸附反应,其中顶位吸附构型产生吸附能与转移电荷相对较大,吸附反应较容易发生;通过对比C_(5)F_(10)O与SF_(6)在Cu(110)晶面上吸附特性,表明C_(5)F_(10)O吸附能力弱于SF_(6),从气固相容性方面验证了C_(5)F_(10)O在绝缘设备中替代SF_(6)的潜力。 展开更多
关键词 C_(5)F_(10)O Cu(110) 气固相容性 密度泛函理论
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C_(4)F_(7)N/CO_(2)及其分解气体与环氧树脂的相容特性分析 被引量:1
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作者 段竣然 颜湘莲 +4 位作者 高克利 刘伟 秦明辉 韩冬 张国强 《电工技术学报》 北大核心 2025年第3期890-899,共10页
全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)混合气体绝缘电气设备正处于研发与小规模应用阶段,设备气固材料的相容性是普遍关注的问题之一。该文以氦气(He)为对照组,以气体绝缘电气设备常用的固体绝缘材料双酚A型环氧树脂为研究对象,开展了70℃和100℃条... 全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)混合气体绝缘电气设备正处于研发与小规模应用阶段,设备气固材料的相容性是普遍关注的问题之一。该文以氦气(He)为对照组,以气体绝缘电气设备常用的固体绝缘材料双酚A型环氧树脂为研究对象,开展了70℃和100℃条件下为期28天的相容性热加速试验。从气体组分、固体表面形貌、表面化学性质、玻璃化转变温度等方面评价了C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体及其分解气体两种气氛与双酚A型环氧树脂材料的相容特性。结合α-Al_(2)O_(3)掺杂微粒与环氧树脂基体的界面区理论,分析了环氧树脂试样电学性能的变化规律。研究结果表明,综合考虑气体与固体的相互作用,C_(4)F_(7)N/CO_(2)及其分解气体与双酚A型环氧树脂具有良好的气固相容性。 展开更多
关键词 C_(4)F_(7)N CO_(2) 分解 双酚A型环氧树脂 气固相容性
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CF_(3)SO_(2)F气体与Al(111)表面相容性及其分解特性模拟
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作者 陈兴发 郑宇 +2 位作者 任书波 肖亚鹏 郝东昕 《绝缘材料》 北大核心 2025年第2期66-75,共10页
基于密度泛函理论研究CF_(3)SO_(2)F气体分子在Al(111)表面的吸附作用及其分解机理。通过计算CF_(3)SO_(2)F气体分子在Al(111)表面的吸附能、电荷转移、差分电荷密度、电子定域化函数(ELF)和态密度等数据,对二者之间的相容性进行理论分... 基于密度泛函理论研究CF_(3)SO_(2)F气体分子在Al(111)表面的吸附作用及其分解机理。通过计算CF_(3)SO_(2)F气体分子在Al(111)表面的吸附能、电荷转移、差分电荷密度、电子定域化函数(ELF)和态密度等数据,对二者之间的相容性进行理论分析。进一步建立CF_(3)SO_(2)F气体的分解路径理论计算模型,计算CF_(3)SO_(2)F气体在不同分解路径下的自由能,通过过渡态分析得到CF_(3)SO_(2)F气体主要的分解产物。结果表明:CF_(3)SO_(2)F气体在正常工况下与Al(111)表面具有良好的相容性,相互作用表现为物理吸附,CF_(3)SO_(2)F气体的典型分解气体产物主要包括CF_(4)和SO_(2)。研究结果可为评估新型环保绝缘气体CF_(3)SO_(2)F的气-固相容性及稳定性提供理论参考。 展开更多
关键词 CF_(3)SO_(2)F Al(111)表面 密度泛函理论 气固相容性 分解特
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C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体与环网柜中固体材料的相容性试验 被引量:6
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作者 颜湘莲 高克利 +3 位作者 韩冬 黄印 王雯 陈图南 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期4790-4800,共11页
全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)环保气体是目前国际主流推广的SF6替代气体,C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体被广泛应用于环网柜等设备中。为了保障环网柜的长期稳定运行,需开展C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体与环网柜典型固体材料相容性研究。该文提... 全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)环保气体是目前国际主流推广的SF6替代气体,C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体被广泛应用于环网柜等设备中。为了保障环网柜的长期稳定运行,需开展C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体与环网柜典型固体材料相容性研究。该文提出了热加速和电热联合两种气固相容性试验方法,先对C_(4)F_(7)N/CO_(2)及分解气体与金属、塑料、橡胶和环氧玻纤等环网柜固体材料进行热加速试验,对比分析试验前后的气体成分及固体表面形貌、元素构成和光谱特性等关键性能,掌握了气固材料试样的相容性规律;在此基础上,采用环网柜整机带电相容性试验方法,施加运行电压和加热温度模拟现场工况,检测气体状态和设备绝缘性能的差异,结果表明C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体与环网柜固体材料具有良好的相容性,满足长期可靠运行要求。该文提出的C_(4)F_(7)N混合气体与设备材料的气固相容性试验方法和规律等为环保气体电力设备的材料选型、设计研发提供了有益参考,具有重要的实用价值。 展开更多
关键词 C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合 环网柜 体材料 气固相容性 分解
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新环保绝缘气体应用于高压电气设备的研究进展
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作者 颜湘莲 高克利 +3 位作者 王雯 黄印 王浩 姚尧 《绝缘材料》 北大核心 2025年第2期1-8,共8页
本文综述了国内外关于新环保绝缘气体的研究进展,重点围绕国际主流推广的全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)气体及其在电气设备中的应用,总结了C_(4)F_(7)N混合气体的间隙、沿面绝缘特性并提出了相关设备绝缘的设计依据,分析了其在不同工况下的... 本文综述了国内外关于新环保绝缘气体的研究进展,重点围绕国际主流推广的全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)气体及其在电气设备中的应用,总结了C_(4)F_(7)N混合气体的间隙、沿面绝缘特性并提出了相关设备绝缘的设计依据,分析了其在不同工况下的分解特性与气-固相容性评价指标,介绍了C_(4)F_(7)N及其混合气体灭弧性能的研究进展和系列环保设备的研发及应用情况,为当前阶段SF_(6)电气设备环保化升级提供理论参考。同时指出目前国内外仍在开展性能优异的新环保绝缘气体研发攻关,为绿色低碳电网建设提供技术支撑。 展开更多
关键词 新环保绝缘 高压电设备 C_(4)F_(7)N环保 绝缘设计 -相容评价
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基于第一性原理的新型环保绝缘介质CF_(3)SO_(2)F相容性评估 被引量:7
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作者 万旭昊 郭宇铮 +3 位作者 高克利 周文俊 郑宇 龚升乐 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2848-2857,共10页
利用基于第一性原理的计算模拟从微观角度研究了新型环保绝缘介质CF_(3)SO_(2)F与常见电工设备表面的气固相容特性。首先,应用前线分子轨道理论分析确定了CF_(3)SO_(2)F分子易与设备表面发生相互作用的潜在位点;然后,通过计算模拟分析了... 利用基于第一性原理的计算模拟从微观角度研究了新型环保绝缘介质CF_(3)SO_(2)F与常见电工设备表面的气固相容特性。首先,应用前线分子轨道理论分析确定了CF_(3)SO_(2)F分子易与设备表面发生相互作用的潜在位点;然后,通过计算模拟分析了CF_(3)SO_(2)F气体介质与5种典型电工设备固体表面的作用强度和电荷转移,同时研究了SF_(6)气体作为对照;再后,深入分析了CF_(3)SO_(2)F与SF_(6)气体相似相容性质的来源;最后,通过分子动力学模拟研究了CF_(3)SO_(2)F与典型固体表面的动态相容性。结果表明,由于相似的活泼原子电子结构,CF_(3)SO_(2)F具有与SF_(6)相近的高稳定性与优秀气固相容性,尤其对于接触表面为铜、氧化铜、氧化铝和环氧树脂的电工设备中,但CF_(3)SO_(2)F与金属铝表面的相容性较差。实验验证了介质与氧化铜和氧化铝表面的优秀相容性,支持了计算方法的有效性。 展开更多
关键词 第一原理 CF_(3)SO_(2)F SF_(6) 气固相容性 前线分子轨道理论
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SF_(6)替代气体界面绝缘特性的研究进展 被引量:28
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作者 邓军波 董俊豪 +3 位作者 陈俊鸿 李金殊 薛建议 张冠军 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期661-673,共13页
由于SF_(6)气体极强的温室效应,以CF_(3)I、C_(4)F_(7)N、C_(5)F_(10)O等气体为代表的环境友好型绝缘气体得到了越来越多关注。沿面绝缘特性是评价气–固复合绝缘系统电气性能的一个重要指标,但目前对于新型环保气体的相关研究尚不完善... 由于SF_(6)气体极强的温室效应,以CF_(3)I、C_(4)F_(7)N、C_(5)F_(10)O等气体为代表的环境友好型绝缘气体得到了越来越多关注。沿面绝缘特性是评价气–固复合绝缘系统电气性能的一个重要指标,但目前对于新型环保气体的相关研究尚不完善。为了推进环保型SF_(6)替代气体的研发与应用,综述了几种热门SF_(6)替代气体界面绝缘性能的研究进展。从间隙击穿特性及沿面绝缘特性、气–固界面电荷积聚特性和气体分解与气–固材料相容性对沿面绝缘特性的影响3个方面入手,讨论了SF_(6)替代气体进行工程应用的可能性。最后提出SF_(6)替代气体界面绝缘特性研究的3个方向:一是注意电压频率对新型环保气体中沿面放电的影响;二是探究新型环保气体中长期电–热–机复合应力下电荷积聚对沿面绝缘性能的影响机制;三是基于气体分解特性与气–固材料相容性对沿面绝缘性能的影响机制,对新型环保气体气–固复合绝缘系统进行优化设计。 展开更多
关键词 SF_(6)替代 间隙击穿 沿面绝缘 电荷积聚 相容
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全氟异丁腈环保气体环网柜设计关键技术 被引量:2
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作者 高克利 颜湘莲 +5 位作者 黄印 王雯 高飞 罗满勤 文伟 姚永其 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期104-113,134,共11页
为响应国家“双碳”战略,中国配电网正逐步禁止使用SF_(6)气体绝缘设备,全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)作为国际主流的SF_(6)环保替代气体之一,研发点多面广的C_(4)F_(7)N环保气体环网柜(C_(4)F_(7)N环网柜)显得尤为必要。文中针对C_(4)F_(7)... 为响应国家“双碳”战略,中国配电网正逐步禁止使用SF_(6)气体绝缘设备,全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)作为国际主流的SF_(6)环保替代气体之一,研发点多面广的C_(4)F_(7)N环保气体环网柜(C_(4)F_(7)N环网柜)显得尤为必要。文中针对C_(4)F_(7)N环网柜设计关键技术开展研究,分析了C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体的绝缘和液化等关键性能,提出了绝缘设计的场强控制值并计算得到液化温度,优选了气压不变、C_(4)F_(7)N体积占比10%的混合气体技术方案。开展了C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体与铸钢、工程塑料、橡胶和环氧玻纤材料的热加速实验,发现气固材料试样相容性良好,并验证了环网柜整机的气固相容性可满足设备现场运行需求。对不同C_(4)F_(7)N体积占比的混合气体开展了三工位开关接地关合实验,获得了接地开关击穿特性、操作速度的影响及触头烧蚀状况,结果表明C_(4)F_(7)N体积占比10%下接地关合性能符合标准要求的连续多次关合工况,检验了C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体及设备设计技术方案的有效性。研发了C_(4)F_(7)N环网柜样机,通过了全套型式实验,产品在安徽电网示范并规模化应用。文中提出了采用C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体绝缘的环网柜设计关键技术,为C_(4)F_(7)N环保气体输变电设备研发及应用提供了有益参考。 展开更多
关键词 全氟异丁腈混合 C_(4)F_(7)N环网柜 气固相容性 接地关合
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