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O_(2)和温度对C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体热分解影响机理研究 被引量：1
1
作者 叶凡超 湛奡 +3 位作者 田双双 李祎 肖淞 张晓星 《绝缘材料》 北大核心 2025年第2期46-54,共9页
C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)混合气体是目前具有潜力的可替代SF_(6)的环保型气体绝缘介质之一。目前针对外加缓冲气体O_(2)及其含量变化对C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)分解特性的影响机理研究较少。本文基于反应分子动力学(ReaxFF-MD)方法,... C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)混合气体是目前具有潜力的可替代SF_(6)的环保型气体绝缘介质之一。目前针对外加缓冲气体O_(2)及其含量变化对C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)分解特性的影响机理研究较少。本文基于反应分子动力学(ReaxFF-MD)方法,通过构建C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)混合气体反应体系模型,开展了不同O_(2)含量和温度下C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)混合气体的热分解过程模拟,分析了其主要反应路径、产物组成及生成速率等。结果表明:C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)混合气体热分解主要生成CF_(3)、CF_(2)、CF、F、CN和C_(2)F_(5)等粒子,其中CF_(2)和CN的生成量最高,其次是CF_(3)和F。尽管C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体中加入O_(2)会使C_(4)F_(7)N的初始分解时间缩短,但是可以有效减少C_(4)F_(7)N的分解量和大部分粒子的生成量,尤其在O_(2)体积分数为6%时C_(4)F_(7)N分解量最少。当O_(2)体积分数为0%~4%时,反应体系中主要分解反应的反应速率减小,而当O_(2)体积分数大于8%时,反应速率增大。当模拟温度高于2600 K时,C_(4)F_(7)N的初始分解时间显著缩短,分解粒子的生成速率加快。研究结论为C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)的应用配比优化及其设备运维诊断提供了理论基础。 展开更多
关键词 C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)混合气体 反应分子动力学 热分解机理 混合气体配比
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电极材料对C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体电晕放电分解特性的影响
2
作者 王浩 颜湘莲 +3 位作者 韩冬 姚尧 马德英 刘晓波 《绝缘材料》 北大核心 2025年第2期32-38,共7页
全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)的环保和绝缘性能优良,是替代SF_(6)气体的主流环保气体。本文首先利用针-板电极对C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体开展了一系列工频交流电晕放电实验,然后基于气相色谱-质谱仪分析了不同电极材料(不锈钢、铝和黄铜... 全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)的环保和绝缘性能优良,是替代SF_(6)气体的主流环保气体。本文首先利用针-板电极对C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体开展了一系列工频交流电晕放电实验,然后基于气相色谱-质谱仪分析了不同电极材料(不锈钢、铝和黄铜)和施加电压对C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体分解特性的影响。结果表明:C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体特征分解气体的含量随施加电压的升高而增大,且受金属材料化学活性的影响明显,其中铝电极下的分解产物总量最高。特征分解气体含量比值c[C_(2)F_(6)]/c[CF_(4)]和v[C_(2)F_(4)]/v[C_(3)F_(6)]对电极材料和电晕放电程度具有较好的识别度。 展开更多
关键词 C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体 电晕放电 分解特性 电极材料 特征气体
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分子视角下煤对O_(2)/CH_(4)混合气体的竞争吸附研究
3
作者 贺姝静 彭程阳 +1 位作者 康建宏 张耕显 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第1期137-145,共9页
为深刻理解煤表面对O_(2)/CH_(4)混合气体的竞争吸附特性,基于巨正则蒙特卡罗法(GCMC)分析煤表面孔隙分布和化学结构;采用分子模拟研究不同浓度、不同压力、不同温度下O_(2)/CH_(4)混合气体竞争吸附过程中的吸附量和吸附热变化特征,并... 为深刻理解煤表面对O_(2)/CH_(4)混合气体的竞争吸附特性,基于巨正则蒙特卡罗法(GCMC)分析煤表面孔隙分布和化学结构;采用分子模拟研究不同浓度、不同压力、不同温度下O_(2)/CH_(4)混合气体竞争吸附过程中的吸附量和吸附热变化特征,并通过吸附选择性揭示O_(2)/CH_(4)混合气体在煤表面的竞争吸附机制。结果表明:O_(2)与CH_(4)浓度比为7/3时,二者的等温吸附曲线接近;不同条件下O_(2)与CH_(4)的积分吸附热相差不大,O_(2)约19.5~20.0 J/g,CH_(4)约24.0~24.8 J/g;当O_(2)与CH_(4)浓度比为7/3~2/8时,O_(2)的积分吸附热大于CH_(4);随着温度升高,O_(2)与CH_(4)的吸附量均减少,且O_(2)对CH_(4)的吸附选择性增大,气体压力对竞争吸附的影响减弱;低气体压力条件下,CH_(4)比O_(2)吸附速率更快,当混合气体总压增加时,CH_(4)比O_(2)先达到饱和吸附;随着混合气体中O_(2)浓度的增加,O_(2)对CH_(4)的吸附选择性呈现降低趋势,但CH_(4)的吸附竞争力始终优先于O_(2)。 展开更多
关键词 煤 O_(2)/CH_(4)混合气体 竞争吸附 吸附热 分子模拟
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微水对C_(6)F_(12)O/CO_(2)混合气体绝缘性能和分解特性的影响
4
作者 田双双 陈艺萌 +4 位作者 靳小平 汪颖翔 李陈莹 王家浩 陈辉 《绝缘材料》 北大核心 2025年第2期16-24,共9页
C_(6)F_(12)O具有良好的环保特性和绝缘性能,在中低压气体绝缘设备中具有良好的应用前景。为探究气体绝缘设备内部的微水对C_(6)F_(12)O/CO_(2)混合气体绝缘性能和分解特性的影响,本文搭建气体工频击穿试验平台,测试0~1000μL/L微水浓... C_(6)F_(12)O具有良好的环保特性和绝缘性能,在中低压气体绝缘设备中具有良好的应用前景。为探究气体绝缘设备内部的微水对C_(6)F_(12)O/CO_(2)混合气体绝缘性能和分解特性的影响,本文搭建气体工频击穿试验平台,测试0~1000μL/L微水浓度范围内0.14 MPa气压下4%C_(6)F_(12)O/96%CO_(2)混合气体的击穿电压,分析不同微水浓度对混合气体工频击穿特性的影响。使用气相色谱质谱联用仪(GC-MS)定性定量分析C_(6)F_(12)O/CO_(2)混合气体工频击穿后分解产物的种类和浓度,获得微水浓度对击穿分解产物浓度和有效产气速率的影响规律。结果表明:微水会降低C_(6)F_(12)O/CO_(2)混合气体的工频击穿电压。C_(6)F_(12)O/CO_(2)混合气体的主要击穿分解产物为CF_(4)、C_(2)F_(6)、C_(3)F_(6)、C_(3)F_(8)、C_(3)F_(7)H、CF_(2)O、C_(4)F_(10)、C_(5)F_(12)和CF_(3)H,其中CF_(4)、C_(2)F_(6)和C_(3)F_(7)H的浓度及有效产气速率与微水浓度呈正相关,CF_(4)、C_(2)F_(6)、C_(3)F_(6)、C_(3)F_(8)、C_(3)F_(7)H的浓度与击穿次数呈正相关。综合考虑绝缘性能和分解特性,建议在工程应用中严格控制C_(6)F_(12)O/CO_(2)混合气体设备内部微水的浓度,同时提高设备微水的检测频率。 展开更多
关键词 C_(6)F_(12)O/CO_(2)混合气体 微水 绝缘性能 分解特性
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基于126 kV共箱型GIL的空气和C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体温升特性研究
5
作者 李端姣 孙文星 +1 位作者 陈宇慧 胡晓光 《绝缘材料》 北大核心 2025年第7期143-150,共8页
气体绝缘输电线路(GIL)的温升特性决定了其通流容量,为掌握全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)混合气体和干燥空气这两类典型环保绝缘气体的温升特性,对126 kV三相共箱型气体绝缘输电线路的温升过程进行仿真,根据仿真结果建立温升试验平台,开展了... 气体绝缘输电线路(GIL)的温升特性决定了其通流容量,为掌握全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)混合气体和干燥空气这两类典型环保绝缘气体的温升特性,对126 kV三相共箱型气体绝缘输电线路的温升过程进行仿真,根据仿真结果建立温升试验平台,开展了不同气体介质、不同通流等条件下的温升试验。结果表明:在相同通流条件下,C4F7N/CO_(2)混合气体与干燥空气在典型应用参数下的温升接近,但均高于SF6气体的温升;当通流为3 150 A时,充入C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体与干燥空气均可满足设备温升不超过75 K的要求,但当通流为3 465 A时,充入C4F7N/CO_(2)混合气体与干燥空气均无法满足设备温升要求;同时还发现,分别充入3种气体时B相温升均高于A、C相,符合仿真结果和热对流过程,说明在126 kV三相共箱型GIL的温升设计中需要重点考虑B相导体的最高温升。 展开更多
关键词 环保型气体绝缘输电线路 环保绝缘气体 温升特性 C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体 干燥空气
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改性UIO-66对SF_(6)/N_(2)混合气体及其分解产物的吸附特性
6
作者 朱峰 赵跃 +1 位作者 马凤翔 刘伟 《化工学报》 北大核心 2025年第4期1604-1616,共13页
相比于纯SF_(6)气体,SF_(6)/N_(2)混合气体GIS设备发生放电故障产生的分解产物更为复杂,使SF_(6)/N_(2)混合气体的净化处理难度增加。研究SF_(6)/N_(2)混合气体分解产物的吸附净化方法对其净化处理具有重要意义。设计搭建了电晕放电分... 相比于纯SF_(6)气体,SF_(6)/N_(2)混合气体GIS设备发生放电故障产生的分解产物更为复杂,使SF_(6)/N_(2)混合气体的净化处理难度增加。研究SF_(6)/N_(2)混合气体分解产物的吸附净化方法对其净化处理具有重要意义。设计搭建了电晕放电分解产物吸附实验平台,对SF_(6)/N_(2)混合气体及其分解产物进行定量分析,基于分子动力学理论分析改性前的有机金属框架UIO-66及改性后的3种有机金属框架(UIO-66-12Ti、UIO-66-24Ti、UIO-66-36Ti),通过MonteCarlo模拟进一步分析了吸附热及压力对吸附能力的影响,并通过实验验证模拟分析结论。研究结果表明:改性前UIO-66对分解产物H_(2)S、SO_(2)、SO_(2)F_(2)、SOF_(2)气体的吸附率高于67%,对N_(2)O、CF_(4)气体的吸附率低于5%;改性后的3种有机金属框架对前述分解产物的吸附能力平均提高了41.02%,且对SF_(6)的吸附能力提升微小,几乎无显著变化,有利于分离回收,其中UIO-66-24Ti对CF_(4)、N_(2)O气体吸附能力最强,分别提高了86.55%和67.06%。改性后有机金属框架有利于SF_(6)/N_(2)混合气体中分解产物的吸附净化,为开发适用于SF_(6)/N_(2)混合气体分解产物的吸附剂提供了理论基础。 展开更多
关键词 放电分解产物 分子动力学 Monte Carlo模拟 吸附 改性UIO-66 SF_(6)/N_(2)混合气体 分子模拟
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CF_(3)SO_(2)F/N_(2)混合气体的电离特性试验研究 被引量：4
7
作者 向志辉 郑宇 +2 位作者 任书波 周文俊 朱太云 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1331-1339,共9页
为评估CF_(3)SO_(2)F/N_(2)混合气体的绝缘性能,研究了其在电场中的电离特性。通过稳态汤逊实验(SST)测量获得了CF3SO2F摩尔分数分别为10%、20%、30%、40%、100%的CF_(3)SO_(2)F/N_(2)混合气体的有效电离系数和临界约化场强,研究了混合... 为评估CF_(3)SO_(2)F/N_(2)混合气体的绝缘性能,研究了其在电场中的电离特性。通过稳态汤逊实验(SST)测量获得了CF3SO2F摩尔分数分别为10%、20%、30%、40%、100%的CF_(3)SO_(2)F/N_(2)混合气体的有效电离系数和临界约化场强,研究了混合比例、约化场强和电极距离对其电离特性的影响,并比较了CF_(3)SO_(2)F/N_(2)混合气体相对于SF6的绝缘强度。结果表明:CF_(3)SO_(2)F摩尔分数为10%时,CF_(3)SO_(2)F/N_(2)混合气体的电离特性与N_(2)类似;随着CF_(3)SO_(2)F占比增大至20%以上后,CF3SO2F/N2混合气体的电离特性逐步由CF_(3)SO_(2)F主导;CF_(3)SO_(2)F/N_(2)混合气体相对于SF6的理论绝缘强度随着CF_(3)SO_(2)F摩尔分数的增大而增大,40%CF_(3)SO_(2)F/60%N_(2)混合气体的临界约化场强约为SF_(6)的1.01倍,但其对电场变化的敏感程度不如SF6。研究结果可为CF_(3)SO_(2)F/N_(2)混合气体的绝缘强度评估提供理论基础。 展开更多
关键词 CF_(3)SO_(2)F/N_(2)混合气体 SF_(6)替代气体 稳态汤逊实验 临界约化场强 有效电离系数
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热态C_(5)F_(10)O/CO_(2)混合气体电击穿特性研究 被引量：1
8
作者 崔兆轩 林莘 +1 位作者 徐建源 李磊 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期10-16,23,共8页
热态气体的临界击穿场强是评估高压断路器弧后电击穿特性的基础数据,文中研究了C_(5)F_(10)O/CO_(2)混合气体在C_(5)F_(10)O混合比例k=0~10%、压强0.1~2.0 MPa、温度300~4 000 K范围内的临界击穿场强。基于质量作用定律数学模型,得到不... 热态气体的临界击穿场强是评估高压断路器弧后电击穿特性的基础数据,文中研究了C_(5)F_(10)O/CO_(2)混合气体在C_(5)F_(10)O混合比例k=0~10%、压强0.1~2.0 MPa、温度300~4 000 K范围内的临界击穿场强。基于质量作用定律数学模型,得到不同温度下混合气体的平衡组分,采用两项近似方法求解玻尔兹曼方程,分析混合气体的电子能量分布函数、折合电离和吸附系数,获得混合气体的临界折合击穿场强和临界击穿场强。结果表明:0.6 MPa下,温度低于3 000 K时,随着温度降低,k=0~10%混合气体的临界击穿场逐渐低于SF_(6);在温度高于3 000 K时,混合气体的临界击穿场强为SF_(6)的1.2倍以上,具有较强的绝缘能力。研究结果可为C_(5)F_(10)O/CO_(2)混合气体高压断路器弧后电击穿特性研究提供参考。 展开更多
关键词 C_(5)F_(10)O/CO_(2)混合气体 SF_(6)替代气体 电击穿特性 临界击穿场强 粒子组分 玻尔兹曼方程
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低温下C4F7N/CO_(2)混合气体的绝缘特性与参数配置 被引量：4
9
作者 陶子林 郑宇 +3 位作者 高克利 朱太云 刘伟 周文俊 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期832-841,共10页
为提出低温下满足液化温度和绝缘要求的C4F7N/CO_(2)混合气体的参数配置,研究了C4F7N/CO_(2)混合气体在低温下的绝缘特性。首先采用实验和计算得到了不同气压和混合体积比例下C4F7N/CO_(2)混合气体的液化温度,结果表明计算得到的液化温... 为提出低温下满足液化温度和绝缘要求的C4F7N/CO_(2)混合气体的参数配置,研究了C4F7N/CO_(2)混合气体在低温下的绝缘特性。首先采用实验和计算得到了不同气压和混合体积比例下C4F7N/CO_(2)混合气体的液化温度,结果表明计算得到的液化温度与实验数据较为相符。其次开展不同温度下C4F7N/CO_(2)混合气体的工频击穿试验,获得了C4F7N/CO_(2)混合气体的击穿电压随温度的变化。结果表明:气体在液化阶段的击穿电压标准差为液化后的2~7倍,且液化后混合气体的绝缘性能出现显著下降。此时击穿电压只与温度有关,基本不受混合体积比例的影响。考虑混合气体设备的应用需求,分别以–25℃和–30℃为最低使用温度,提出了满足要求的C4F7N/CO_(2)混合气体参数配置方案,可为低温下C4F7N/CO_(2)混合气体的应用提供参考。 展开更多
关键词 C4F7N/CO_(2)混合气体 绝缘特性 约化电场 液化温度 参数配置
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C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体自由燃弧特性仿真研究 被引量：1
10
作者 李爽 理乐 +3 位作者 陈圣 毕海涛 林莘 庚振新 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期11-19,共9页
目前电力行业中采用C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体作为绝缘介质替代SF_(6)的可推广性较高,但对其灭弧性能的研究仍有待深入。文中基于磁流体动力学(MHD)理论模拟了棒—棒电极间隙的自由燃弧动态过程,计算了0.6 MPa的C_(4)F_(7)N/CO_(2)混... 目前电力行业中采用C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体作为绝缘介质替代SF_(6)的可推广性较高,但对其灭弧性能的研究仍有待深入。文中基于磁流体动力学(MHD)理论模拟了棒—棒电极间隙的自由燃弧动态过程,计算了0.6 MPa的C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体(C_(4)F_(7)N占比分别为7%、10%、20%)和SF_(6)的电弧伏安特性。研究结果表明:C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体在轴向的扩散能力强于SF_(6)气体;与C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体相比,SF_(6)气体的燃弧温度更低,增大C_(4)F_(7)N的比例可降低燃弧温度;在燃弧过程中SF_(6)气体的电弧电压最低,增加C_(4)F_(7)N的比例对降低混合气体的电弧电压效果明显。 展开更多
关键词 C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体 SF_(6)替代气体 MHD 自由燃弧
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C_(4)F_(7)N-CO_(2)混合气体多次放电后的绝缘性能劣化研究 被引量：2
11
作者 唐炳南 田增耀 +1 位作者 郭晓雪 赵虎 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期71-77,共7页
C_(4)F_(7)N气体由于具有优良的绝缘性能,作为典型的SF_(6)替代气体受到本领域广泛关注。文中针对C_(4)F_(7)N-CO_(2)混合气体多次击穿放电后的性能劣化现象,在针板电极下开展了不同配比条件下C_(4)F_(7)N-CO_(2)混合气体的工频电压击... C_(4)F_(7)N气体由于具有优良的绝缘性能,作为典型的SF_(6)替代气体受到本领域广泛关注。文中针对C_(4)F_(7)N-CO_(2)混合气体多次击穿放电后的性能劣化现象,在针板电极下开展了不同配比条件下C_(4)F_(7)N-CO_(2)混合气体的工频电压击穿试验,并利用气相色谱质谱联用仪来检测混合气体多次击穿放电后的分解物。通过研究发现:C_(4)F_(7)N-CO_(2)混合气体多次击穿电压会出现劣化现象,此外,随着C_(4)F_(7)N-CO_(2)混合气体击穿次数增多,分解产物六氟乙烷C_(2)F_(6)明显增多,其他几种杂质的含量相对较少,CF_(2)=CFCN、CF_(3)CHFCN、CF_(3)CH(CF_(3))CN的含量也随之增多,与之对应的,C_(4)F_(7)N含量有所降低。 展开更多
关键词 C_(4)F_(7)N-CO_(2)混合气体 绝缘性能 分解特性 性能劣化
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基于Boltzmann方程对C_(3)F_(8)/CF_(3)I/CO_(2)三元环保型混合气体的绝缘性能研究
12
作者 钟蕊霜 赵谡 +2 位作者 王辉 钱勇 江秀臣 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期46-52,68,共8页
为研究一种新型SF_(6)替代环保绝缘气体介质,采用密度泛函理论(DFT)从微观结构层面上深入地分析C_(3)F_(8)作为一种SF_(6)替代环保绝缘气体的可行性,利用两项近似的Boltzmann方程对300 K下C_(3)F_(8)/CF_(3)I/CO_(2)三元环保混合绝缘气... 为研究一种新型SF_(6)替代环保绝缘气体介质,采用密度泛函理论(DFT)从微观结构层面上深入地分析C_(3)F_(8)作为一种SF_(6)替代环保绝缘气体的可行性,利用两项近似的Boltzmann方程对300 K下C_(3)F_(8)/CF_(3)I/CO_(2)三元环保混合绝缘气体介质的绝缘特性进行了分析,计算三元环保混合气体的电子能量分布函数、电子群参数和协同效应系数等多种微观参数,分析了这些参数随C_(3)F_(8)混合气体比例的变化情况,并与同比例下的c-C_(4)F_(8)/CF_(3)I/CO_(2)三元混合气体的微观参数进行了对比和分析。在约化电场强度E/N低于418 Td时,从扩散系数、电子漂移速度的角度上来看,C_(3)F_(8)三元混合气体的性能优于c-C_(4)F_(8)三元混合气体,在C_(3)F_(8)比例低于7%时,C_(3)F_(8)三元混合气体的绝缘强度高于30%SF_(6)/70%CO_(2)的混合气体,此时的三元混合气体在中低压设备中具有一定的应用潜力。此外,当C_(3)F_(8)气体体积分数为10%时,三元混合气体协同性最好。文中的研究从理论上验证了C_(3)F_(8)/CF_(3)I/CO_(2)替代SF_(6)的可能性。 展开更多
关键词 三元环保型混合气体 C_(3)F_(8)/CF_(3)I/CO_(2) 密度泛函理论 协同效应 绝缘性能
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O_(2)体积分数对N_(2)/O_(2)混合气体工频绝缘强度的影响
13
作者 陶子林 赵思洋 +4 位作者 郑宇 任书波 郝东昕 向志辉 周文俊 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期40-45,共6页
为了研究不同比例N_(2)/O_(2)混合气体的工频绝缘特性,分析O_(2)占比对混合气体绝缘性能的影响,文中采用Boltamann方程,对比了Wieland近似与Garland近似两种方法,基于电子输运参数计算了不同比例下N_(2)/O_(2)混合气体的临界电场,分析了... 为了研究不同比例N_(2)/O_(2)混合气体的工频绝缘特性,分析O_(2)占比对混合气体绝缘性能的影响,文中采用Boltamann方程,对比了Wieland近似与Garland近似两种方法,基于电子输运参数计算了不同比例下N_(2)/O_(2)混合气体的临界电场,分析了O_(2)对混合气体绝缘性能的影响;同时开展了0.1~0.8 MPa下5%~21%O_(2)占比的N_(2)/O_(2)混合气体工频放电实验,结合实验数据验证了计算结果的可靠性。文中发现在实验比例范围内,O_(2)占比对N_(2)/O_(2)混合气体工频绝缘特性几乎无影响,气压与N_(2)/O_(2)混合气体的放电电压成线性相关。文章可为以洁净空气电力设备的设计、运维提供参考。 展开更多
关键词 N_(2)/O_(2)混合气体 临界约化电场 电离系数 吸附系数 工频绝缘特性
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CF_(3)SO_(2)F/N_(2)混合气体中柱式环氧树脂绝缘子沿面闪络特性
14
作者 苑伟光 高克利 +2 位作者 任书波 郑宇 章程 《高电压技术》 CSCD 北大核心 2024年第12期5388-5396,共9页
CF_(3)SO_(2)F/N_(2)混合气体是一种潜在的SF6替代气体,但其沿面闪络特性目前仍有待研究。该文结合三氟甲基磺酰氟(CF_(3)SO_(2)F)已有研究成果,综合考虑液化温度、运行工况、应用成本等多方面因素,主要研究CF_(3)SO_(2)F/N_(2)混合气... CF_(3)SO_(2)F/N_(2)混合气体是一种潜在的SF6替代气体,但其沿面闪络特性目前仍有待研究。该文结合三氟甲基磺酰氟(CF_(3)SO_(2)F)已有研究成果,综合考虑液化温度、运行工况、应用成本等多方面因素,主要研究CF_(3)SO_(2)F/N_(2)混合气体。通过搭建直流、工频、雷电冲击等不同电压形式下的沿面闪络实验平台,开展了均匀电场下混合气体中的沿面闪络特性研究,并与SF6进行了对比。通过研究发现:不同电压形式下的沿面闪络电压随气压升高而呈增长趋势。在直流电压下,0.8MPa下混合体积比为12%CF_(3)SO_(2)F/88%N_(2)的混合气体相对沿面绝缘强度为0.5MPa下SF6的90%以上;在工频交流电压和雷电冲击电压下,前者的相对沿面绝缘强度分别接近后者的70%和90%。此外,还对实验后样品表面形貌进行了对比分析,发现不同电压形式下,混合气体中实验后样品表面闪络痕迹的形状与颜色均存在差异,其中工频交流电压沿面闪络对样品表面的损伤最严重。该文结论可为CF_(3)SO_(2)F绝缘设备的绝缘设计提供参考。 展开更多
关键词 CF_(3)SO_(2)F/N_(2)混合气体 环氧树脂绝缘子 沿面闪络 SF6替代气体 均匀电场 雷电冲击 傅里叶变换红外光谱法
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锆基金属有机笼混合基质膜的制备及其气体分离性能
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作者 谢亚勃 张瑞丽 +1 位作者 刘桐欣 李建荣 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第8期985-994,共10页
为了分离CO_(2)/CH_(4)(该写法形式表示分隔号前后物质的混合),合成了2种金属有机笼(metal-organic cages, MOCs)(MOC-1-2OH和MOC-1-OH),在二甲亚砜(dimethylsulfoxide, DMSO)中与聚酰亚胺(6FDA-DAM)共混形成透明的铸膜液,然后将其加工... 为了分离CO_(2)/CH_(4)(该写法形式表示分隔号前后物质的混合),合成了2种金属有机笼(metal-organic cages, MOCs)(MOC-1-2OH和MOC-1-OH),在二甲亚砜(dimethylsulfoxide, DMSO)中与聚酰亚胺(6FDA-DAM)共混形成透明的铸膜液,然后将其加工成混合基质膜。通过X射线衍射仪(X-ray powder diffractometer, XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)、拉曼光谱、纳米压痕以及差示扫描量热仪(differential scanning calorimeter, DSC)等表征手段对制备的膜进行表征,结果表明所制备的膜致密且均一,同时具有良好的热稳定性和机械性能。在气体分离性能测试的结果中,MOC-1-2OH的负载量(填料与整个膜的质量比,w(MOC-1-2OH))为2.17%时膜的分离性能最佳,其CO_(2)渗透率为966.38×10^(4) m^(2)/s,分离选择性为21;同样MOC-1-OH的负载量为2.17%(w(MOC-1-OH)=2.17%)时所制备的膜分离性能最好,CO_(2)渗透率为784.25×10^(4) m^(2)/s,分离选择性为20.15。对比可知,w(MOC-1-2OH)=2.17%时膜的分离性能优于w(MOC-1-OH)=2.17%时所制备的分离膜,且高于2008年CO_(2)/CH_(4)的Robeson上限。 展开更多
关键词 混合基质膜 金属有机笼(MOCs) 聚酰亚胺(6FDA-DAM) 气体分离 CO_(2)/CH_(4) 渗透率 分离选择性
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考虑微水微氧下的SF_(6)/N_(2)混合气体电晕分解特性实验研究
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作者 王永奇 陈宏刚 +4 位作者 樊新鸿 张正渊 赵睿 景瑞斌 马玲 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期77-84,98,共9页
SF_(6)目前是使用最广泛的绝缘气体,但SF_(6)的GWP极高且不易降解,使用SF_(6)/N_(2)混合气体可以有效减少SF_(6)的使用从而降低温室效应的影响。因此,文中开展了考虑微水微氧下的SF_(6)/N_(2)混合气体电晕放电分解实验,利用色谱仪对产... SF_(6)目前是使用最广泛的绝缘气体,但SF_(6)的GWP极高且不易降解,使用SF_(6)/N_(2)混合气体可以有效减少SF_(6)的使用从而降低温室效应的影响。因此,文中开展了考虑微水微氧下的SF_(6)/N_(2)混合气体电晕放电分解实验,利用色谱仪对产物进行检测并分析产物特体积分数变化趋势,得出不同外界条件对分解产物的影响规律。实验结果表明:SF_(6)/N_(2)混合气体在电晕放电下的分解产物中SO_(2)F_(2)与SOF_(2)随时间具有明显的线性增加趋势,CO与CH_(4)的体积分数与放电时间无明显变化趋势,CO_(2)、N_(2)O、NF_(3)、SO_(2)与H_(2)S随着放电时间小幅增加,但相较于SOF_(2)与SO_(2)F_(2)变化规律不明显。电压升高后,电晕放电能量会得到提升,进而促进SF_(6)/N_(2)混合气体的分解作用;气压的增加会抑制SF_(6)/N_(2)的分解;微水或微氧含量增加均会使得SO_(2)F_(2)与SOF_(2)的体积分数增加,对于SO_(2)、CO_(2)、NF_(3)、H_(2)S和N_(2)O的影响不明显。文中实验结果为SF_(6)/N_(2)混合气体绝缘设备内部故障的快速识别与响应奠定了基础。 展开更多
关键词 电晕放电 SF_(6)/N_(2)混合气体 分解特性 微水微氧
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基于密度泛函的C_(4)F_(7)N/N_(2)/O_(2)三元混合气体击穿及分解特性分析
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作者 刘提 陈聪 +1 位作者 吴震 陈桓 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期127-135,共9页
C_(4)F_(7)N具有优异的绝缘性能和环保特性,是有潜力替代SF_(6)的环保型绝缘气体。目前,主要采用CO_(2)作为C_(4)F_(7)N的缓冲气体,其含量一般大于90%,由于CO_(2)为温室气体,将CO_(2)替换为N_(2)后与C_(4)F_(7)N混合,会使混合气体环保... C_(4)F_(7)N具有优异的绝缘性能和环保特性,是有潜力替代SF_(6)的环保型绝缘气体。目前,主要采用CO_(2)作为C_(4)F_(7)N的缓冲气体,其含量一般大于90%,由于CO_(2)为温室气体,将CO_(2)替换为N_(2)后与C_(4)F_(7)N混合,会使混合气体环保性大大提升。虽然,C_(4)F_(7)N/N_(2)混合气体在放电时可能有固体碳析出情况,严重影响气体绝缘设备正常运行,但是,O_(2)的加入能够改善C_(4)F_(7)N/N_(2)二元混合气体的击穿特性,抑制分解产物的产生。为此,本文基于密度泛函理论计算了O_(2)及C_(4)F_(7)N/N_(2)混合气体的电子亲和能、电负性、不同分子数量的O_(2)和N_(2)与C_(4)F_(7)N气体之间的相互作用能及电荷转移量,得出了C_(4)F_(7)N分子的福井函数、C_(4)F_(7)N/N_(2)/O_(2)各气体分子化学键的解离能,分析了C_(4)F_(7)N与O_(2)放电分解涉及的自由基反应过程,从微观角度研究O_(2)对C_(4)F_(7)N/N_(2)混合气体击穿特性及分解特性的影响。结果表明:相较于N_(2),O_(2)的电子亲和能及电负性更强,加入O_(2)有助于提高C_(4)F_(7)N/N_(2)混合气体的击穿电压。O_(2)-C_(4)F_(7)N的相互作用能约为N_(2)-C_(4)F_(7)N相互作用能的5倍;随着缓冲气体分子数量的增加,缓冲气体与C_(4)F_(7)N之间电荷转移量逐渐增加,使得C_(4)F_(7)N/O_(2)体系中C_(4)F_(7)N得到电子,而C_(4)F_(7)N/N_(2)体系中C_(4)F_(7)N失去电子。C_(4)F_(7)N未发生放电分解时,缓冲气体与C_(4)F_(7)N分子间主要以物理作用为主,O_(2)的加入消耗C_(4)F_(7)N分解产生的CF_(2)·与C·自由基,减少金属电极表面碳单质的附着。综上,O_(2)的加入能够减少碰撞电离,消耗C_(4)F_(7)N分解产生的自由基,抑制分解产物的产生,改善三元混合气体C_(4)F_(7)N/N_(2)/O_(2)的击穿特性及分解特性。 展开更多
关键词 C_(4)F_(7)N/N_(2)混合气体 密度泛函理论 O_(2) 击穿特性 分解特性
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环保绝缘介质C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体密度在线监测研究
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作者 谢成 邵先军 +1 位作者 丁五行 王鑫 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期141-147,共7页
C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合绝缘气体的密度是决定其绝缘性能的重要因素,因此对C_(4)F_(7)N混合气体密度的实时监测尤为重要。C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体的温度—压力特性是研究其密度监测和校验的基础。因此,文中主要研究了不同混合比例C_... C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合绝缘气体的密度是决定其绝缘性能的重要因素,因此对C_(4)F_(7)N混合气体密度的实时监测尤为重要。C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体的温度—压力特性是研究其密度监测和校验的基础。因此,文中主要研究了不同混合比例C_(4)F_(7)N/CO_(2)气体在0.12 MPa密度下的温度—压力特性,并与理想气体状态方程和SF_(6)气体状态方程的理论计算结果进行比较,误差均在±1%以内。实验证明,在0.12 MPa的低密度下,不同混合比例的C_(4)F_(7)N/CO_(2)气体特性近似符合理想气体状态方程。在对密度检测精度要求不高的场合,可以安装传统的SF_(6)气体密度继电器进行C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体密度监测。根据C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体的温度—压力特性,可以研制C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体密度在线监测装置及其校验仪器。 展开更多
关键词 C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体 温度—压力特性 密度在线监测
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C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体湿度检测技术研究
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作者 谢成 邵先军 +3 位作者 张伟 王鑫 丁五行 何毅帆 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期148-154,共7页
电气设备中C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合绝缘气体的湿度水平影响气体的绝缘性能,定期检测湿度是日常运维工作之一。文中研究采用变电站日常运维中常规的冷镜式露点仪和阻容式湿度计对不同湿度的C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合绝缘气体进行检测,实验... 电气设备中C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合绝缘气体的湿度水平影响气体的绝缘性能,定期检测湿度是日常运维工作之一。文中研究采用变电站日常运维中常规的冷镜式露点仪和阻容式湿度计对不同湿度的C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合绝缘气体进行检测,实验表明上述常规湿度检测仪器均不能直接应用于C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体的湿度检测。文中将上述冷镜式露点仪进行技术改造后,采用标准湿度的C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体对其进行准确度实验,结果表明,改造后的冷镜式露点仪的露点测量误差不超过±0.2℃,且在C_(4)F_(7)N比例不超过12%时可准确检测不低于150μL/L的湿度,满足C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体电气设备的运维要求。上述阻容式湿度计经过C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体湿度发生器重新标定后也可用于C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体的湿度检测,露点测量误差不超过±2.0℃。 展开更多
关键词 C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体 湿度检测 冷镜式露点仪 制冷温度控制
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Ar-N_(2)混合气体中N_(2)含量对磁控溅射Ag膜性能的影响
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作者 赵锦玲 翟怀伦 +3 位作者 颜毓雷 尹铮杰 徐静涛 王明辉 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2022年第8期51-55,共5页
以不同N_(2)含量Ar-N_(2)混合气体为溅射气体在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基膜上磁控溅射制备Ag膜,研究了N_(2)含量对Ag膜动态沉积率、耐盐雾腐蚀性能和反射率的影响。结果表明:随着N_(2)含量增加,制备的Ag膜的晶粒尺寸逐渐减小,在盐雾... 以不同N_(2)含量Ar-N_(2)混合气体为溅射气体在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基膜上磁控溅射制备Ag膜,研究了N_(2)含量对Ag膜动态沉积率、耐盐雾腐蚀性能和反射率的影响。结果表明:随着N_(2)含量增加,制备的Ag膜的晶粒尺寸逐渐减小,在盐雾中的腐蚀速率逐渐降低,动态沉积率和反射率均逐渐降低;综合生产效率和各项性能,优选N_(2)体积分数为20%的Ar-N_(2)混合气体溅射Ag膜工艺,其动态沉积率为纯Ar制备Ag膜的95%,反射率也由纯Ar制备Ag膜的93.8%降低至93.4%,在盐雾中的腐蚀速率降为纯Ar制备Ag膜的22%左右。 展开更多
关键词 Ag膜 磁控溅射 ar-n_(2)混合气体 耐盐雾腐蚀性能
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