环保气体C_4F_7N和C_5F_(10)O与CO_2混合气体的绝缘性能及其应用 被引量：114

1

作者 李兴文 邓云坤 +4 位作者 姜旭 赵虎 卓然 王邸博 傅明利 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期708-714,共7页

近期氟化腈和氟代酮类气体及其混合气体作为潜在的SF_6替代气体受到关注。为此针对C_4F_7N和C_5F_(10)O与CO_2混合气体的绝缘性能及其作为绝缘介质应用时的配比、压力等的选取问题开展了详细的理论研究。首先,基于已报道的C_4F_7N和C_5F... 近期氟化腈和氟代酮类气体及其混合气体作为潜在的SF_6替代气体受到关注。为此针对C_4F_7N和C_5F_(10)O与CO_2混合气体的绝缘性能及其作为绝缘介质应用时的配比、压力等的选取问题开展了详细的理论研究。首先,基于已报道的C_4F_7N和C_5F_(10)O液化温度数据,通过拟合得到了两种气体的Antoine特性常数;然后,将Antoine蒸汽压方程和汽液平衡基本定律相结合,研究了C_4F_7N和C_5F_(10)O与CO_2混合气体的饱和蒸气压特性,讨论了这两种混合气体在不同温度限制下的应用方案;最后,利用文献报道的实验数据,计算得到了C_4F_7N和C_5F_(10)O与CO_2混合气体的临界击穿场强数据,进而结合饱和蒸气压特性研究了两种环保混合气体的绝缘性能及其应用的可行性。研究结果表明:C_4F_7N-CO_2混合气体在讨论的3种温度(-5℃、-15℃和-25℃)限制下所能达到的绝缘强度明显高于C_5F_(10)O-CO_2混合气体,采取适当混合比的C_4F_7N-CO_2混合气体能满足当前电力设备应用所需的环境温度要求,且绝缘性能较好,全球变暖潜能值(global warming potential,GWP)较低。如在-25℃温度限制下,5%C_4F_7N-95%CO_2混合气体约在0.65 MPa时可达到0.5 MPa下SF_6气体的绝缘强度,C_4F_7N摩尔分数低于20%的C_4F_7N-CO_2混合气体GWP值低于850。 展开更多

关键词 C4F7N C5F10O 新型环保气体 饱和蒸气压 绝缘特性

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冲击电压下CF_3I/N_2混合气体放电极性效应研究 被引量：7

2

作者 赵谡 肖登明 +1 位作者 张辉 邓云坤 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第12期3636-3642,共7页

SF_6气体具有极强的温室效应,寻找新型SF_6替代气体成为国内外学者需要解决的迫切问题。该文研究了CF_3I/N_2混合气体针–板间隙和球–板间隙在正负雷电冲击电压作用下的绝缘特性,对CF_3I及其混合气体在电力设备中的应用具有重要意义。... SF_6气体具有极强的温室效应,寻找新型SF_6替代气体成为国内外学者需要解决的迫切问题。该文研究了CF_3I/N_2混合气体针–板间隙和球–板间隙在正负雷电冲击电压作用下的绝缘特性,对CF_3I及其混合气体在电力设备中的应用具有重要意义。实验结果表明:极不均匀电场与稍不均匀电场下,CF_3I/N_2混合气体的间隙放电均存在显著的极性效应。在电极间隙为5mm时随着气压的升高还出现了极性反转现象。针–板电极下原本较高的负极性50%击穿电压在气压较低时出现了低于正极性击穿电压的情况,球–板电极下原本较高的正极性50%击穿电压也出现了低于负极性击穿电压的情况。分析表明,CF_3I/N_2混合气体出现极性效应以及在短间隙下的极性反转是由于电极间隙间空间电荷的迁移和扩散与气压的共同作用造成的。因此,使用CF_3I/N_2混合气体作为绝缘介质的电力设备应着重考虑不同气压及均匀度下的极性效应及反转问题。 展开更多

关键词 CF3I/N2混合气体 液化温度 雷电冲击 极性效应 空间电荷

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冲击电压下CF_3I/CO_2混合气体间隙的绝缘特性与极性效应 被引量：6

3

作者 赵谡 邓云坤 +2 位作者 张辉 薛鹏 肖登明 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期124-129,共6页

广泛应用于电力系统的SF_6气体是一种强温室效应气体,寻找新型环保型替代气体成为电力行业亟待解决的问题。为此文中对体积比为3:7的CF_3I/CO_2混合气体进行了实验研究,测量了雷电冲击电压下CF_3I混合气体的50%击穿电压,并和纯SF_6气体... 广泛应用于电力系统的SF_6气体是一种强温室效应气体,寻找新型环保型替代气体成为电力行业亟待解决的问题。为此文中对体积比为3:7的CF_3I/CO_2混合气体进行了实验研究,测量了雷电冲击电压下CF_3I混合气体的50%击穿电压,并和纯SF_6气体的绝缘性能进行了比较。结果表明:CF_3I/CO_2具有较好的绝缘能力,在稍不均匀电场下可以达到SF_6气体绝缘强度的0.84倍,在极不均匀场下也可以达到SF_6气体的0.65倍。还对CF_3I/CO_2混合气体的极性效应进行了分析,结果显示极不均匀场下的CF_3I混合气体极性效应更加明显,并且还出现了极性反转现象。 展开更多

关键词 CF3I/CO2混合气体 SF6 雷电冲击电压 极性效应 极性反转

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CF_3I-N_2混合气体在稍不均匀和极不均匀电场中的工频击穿特性 被引量：21

4

作者 邓云坤 马仪 +3 位作者 陈先富 张少泉 陈晓云 肖登明 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期754-764,共11页

三氟碘甲烷(CF3I)是近年来被认为最有可能替代六氟化硫(SF_6)的环保型绝缘气体之一。通过建立CF3I混合气体绝缘性能试验平台,对CF3I-N_2二元混合气体在不同体积分数(20%和30%)、气压(0.1~0.3 MPa)、放电间隙(5~30 mm)以及电场不均匀系数... 三氟碘甲烷(CF3I)是近年来被认为最有可能替代六氟化硫(SF_6)的环保型绝缘气体之一。通过建立CF3I混合气体绝缘性能试验平台,对CF3I-N_2二元混合气体在不同体积分数(20%和30%)、气压(0.1~0.3 MPa)、放电间隙(5~30 mm)以及电场不均匀系数(针–板模型和球–板模型)下的工频击穿特性进行了研究,揭示了CF3I-N_2混合气体工频击穿电压受CF3I体积分数、间隙距离、气压以及电场不均匀度等因素的影响规律。结果表明,在稍不均匀电场中,CF3I-N_2混合气体的工频击穿电压随放电间距的增大而增大,同时随气压的升高线性增加。在极不均匀电场中,CF3I-N_2混合气体的工频击穿电压近似于随间隙的增大线性增加,但击穿电压随气压的变化出现了不同程度的饱和现象。与SF_6气体相比,CF3I体积分数为20%和30%的CF3I-N_2混合气体能够分别达到纯SF_6气体50%和55%以上的工频耐压水平。 展开更多

关键词 CF3I-N2混合气体 SF6替代气体 稍不均匀电场 极不均匀电场 工频击穿特性

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基于Boltzmann方程的CF_3I混合气体协同效应分析 被引量：9

5

作者 赵谡 邓云坤 +1 位作者 钟蕊霜 肖登明 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期1553-1558,共6页

CF_3I是一种极具潜力的SF_6替代气体,为了研究CF_3I在不同缓冲气体中的绝缘特性和协同效应,通过求解两项近似Boltzmann方程,对不同混合比例CF_3I/N_2和CF_3I/CO_2混合气体的协同效应系数进行了计算分析,并与试验结果进行对比。计算结果... CF_3I是一种极具潜力的SF_6替代气体,为了研究CF_3I在不同缓冲气体中的绝缘特性和协同效应,通过求解两项近似Boltzmann方程,对不同混合比例CF_3I/N_2和CF_3I/CO_2混合气体的协同效应系数进行了计算分析,并与试验结果进行对比。计算结果表明,300 K时CF_3I的绝缘强度是SF_6气体的1.2倍,CF_3I/N_2和CF_3I/CO_2混合气体都出现了协同效应现象,CF_3I/CO_2混合气体的协同效应系数显著高于CF_3I/N_2混合气体,但CF_3I/N_2混合气体的绝缘强度高于相同条件下的CF_3I/CO_2混合气体。当CF_3I含量超过20%时,CF_3I/N_2及CF_3I/CO_2混合气体的绝缘强度随CF_3I含量变化基本呈线性变化。试验结果显示,CF_3I/N_2混合气体的击穿电压同样高于CF_3I/CO_2混合气体,但两种混合气体的协同效应系数基本相同。 展开更多

关键词 BOLTZMANN方程 临界击穿 CF3I 混合气体 协同效应

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CF3I气体在C-GIS中开断电弧后的副产物分析 被引量：3

6

作者 赵小令 谭东现 +3 位作者 赵谡 林启明 肖登明 邓云坤 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第14期4325-4333,共9页

随着SF6气体的温室效应引起越来越广泛的关注,环保型绝缘灭弧气体的相关研究成为电气行业热点。CF3I气体以其优良的绝缘和热力学特性成为最有潜力的SF6替代气体。对CF3I气体在大电流拉弧后的气体成分进行了色谱质谱分析,结合其热平衡态... 随着SF6气体的温室效应引起越来越广泛的关注,环保型绝缘灭弧气体的相关研究成为电气行业热点。CF3I气体以其优良的绝缘和热力学特性成为最有潜力的SF6替代气体。对CF3I气体在大电流拉弧后的气体成分进行了色谱质谱分析,结合其热平衡态条件下高温气体成分和数量密度的计算,研究CF3I气体在电弧燃烧过程的分解过程,并采用两项展开的玻尔兹曼方程分析燃弧前后气体绝缘放电特性的变化。结果显示,CF3I气体弧后主要气体副产物为全氟代烃,包括CF4和C2F6,固体副产物为碘单质和碳单质。在成功开断电弧后,CF3I气体分解的比例非常小,其绝缘强度甚至高于原始气体。但开断失败后约96%的CF3I气体都分解成了CF4,此时绝缘强度降到了原始气体的56%。因而,在采取适当措施及时消除固体副产物且保证灭弧成功的前提下,CF3I弧后副产物问题不会影响其作为潜在绝缘灭弧介质运用在环网开关柜设备中。 展开更多

关键词 CF3I气体 弧后副产物 色谱质谱分析 热分解反应

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基于电子输运参数的CF3I及CF3I-N2混合气体绝缘性能分析 被引量：17

7

作者 邓云坤 马仪 +2 位作者 赵谡 肖登明 张洪霞 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第7期1641-1651,共11页

三氟碘甲烷(CF3I)因其优异的电气和物化性能被认为是最有可能替代六氟化硫(SF_6)的气体之一。采用玻耳兹曼方程计算纯CF3I及CF3I-N2混合气体的电子输运参数,分析这些参数随约化电场强度E/N和CF3I混合比例的变化规律,从微观角度研究CF3I... 三氟碘甲烷(CF3I)因其优异的电气和物化性能被认为是最有可能替代六氟化硫(SF_6)的气体之一。采用玻耳兹曼方程计算纯CF3I及CF3I-N2混合气体的电子输运参数,分析这些参数随约化电场强度E/N和CF3I混合比例的变化规律,从微观角度研究CF3I及CF3I-N2混合气体的绝缘性能。结果表明,纯CF3I气体在均匀场中的绝缘强度约为SF_6的1.19倍;且当CF3I所占比例达到70%时,CF3I-N2混合气体能够达到与纯SF_6相当的绝缘性能。此外,CF3I混合气体在电场敏感性方面优于SF_6,但协同效应不如SF_6-N2混合气体显著。 展开更多

关键词 玻耳兹曼方程 电子输运参数 CF3I混合气体 SF6替代气体

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工频电场下全尺寸电缆的空间电荷检测系统研制 被引量：9

8

作者 刘德远 张昱 +2 位作者 邓云坤 吴建东 尹毅 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期3327-3334,共8页

由于交联聚乙烯电力电缆长期运行在交流电压下,对于其内部空间电荷在交流电场下的分布规律研究十分必要。为研究电缆绝缘中的空间电荷在交流电场下的动态特性,基于电声脉冲法研制了工频电场下全尺寸电缆空间电荷检测装置。利用自动均分... 由于交联聚乙烯电力电缆长期运行在交流电压下,对于其内部空间电荷在交流电场下的分布规律研究十分必要。为研究电缆绝缘中的空间电荷在交流电场下的动态特性,基于电声脉冲法研制了工频电场下全尺寸电缆空间电荷检测装置。利用自动均分移相原理,在不设置相位检测和同步模块的条件下,通过调整周期电场和检测脉冲的频率关系完成周期电场下的高相位分辨率空间电荷检测。通过Multisim仿真确定检测系统的硬件参数,保证了系统的可行性。最后在工频电场下,以电压等级8.7/10 kV的交联聚乙烯电缆为研究对象进行了全尺寸空间电荷的检测。为了克服电场频率的波动,提出2种不同的数据分析模式。根据交流相位误差与平均次数的关系确定正确的分析模式,确保空间电荷信息的准确性。结果表明:该空间电荷检测装置可获得1.79°的高相位分辨率,通过不同电场下的空间电荷检测验证了检测系统的准确性,并获得了准确的空间电荷信息。 展开更多

关键词 交流电场 交联聚乙烯电缆 空间电荷 电声脉冲法 自动均分相移检测原理

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温度梯度下平板结构电声脉冲法空间电荷测量信号的恢复算法 被引量：3

9

作者 许嘉轩 胡嘉磊 +3 位作者 王亚林 邓云坤 吴建东 尹毅 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期3335-3342,共8页

为获得温度梯度下电气设备绝缘中的空间电荷分布,以1维平板结构交联聚乙烯片状试样为研究对象,采用电声脉冲法分别测量了试样温度在恒定和梯度分布下表征空间电荷分布的电压信号,研究了电压–声波–空间电荷变换的恢复算法。通过不同恒... 为获得温度梯度下电气设备绝缘中的空间电荷分布,以1维平板结构交联聚乙烯片状试样为研究对象,采用电声脉冲法分别测量了试样温度在恒定和梯度分布下表征空间电荷分布的电压信号,研究了电压–声波–空间电荷变换的恢复算法。通过不同恒定温度条件下表征空间电荷分布的电压信号分析表明,20~80 ℃范围内交联聚乙烯内部声波主要成份在0~35MHz,此范围内衰减系数与温度存在1维线性关系。基于此现象,对传统恒定温度下空间电荷恢复模型中表征声传播过程的传递函数计算矩阵进行修正,提出了适用于温度梯度条件下空间电荷恢复处理的新算法。通过不同温度梯度条件下交联聚乙烯空间电荷表征电压信号的恢复处理,获得了5 kV/mm未发生明显空间电荷积累条件下的空间电荷分布,并根据基于泊松方程计算获得的内部电场分布和理论值的比对,验证了所提空间电荷恢复算法的准确性。最后应用新算法对直流电场下交联聚乙烯中的空间电荷进行初步测量和分析,发现温度梯度明显减少了高温侧的空间电荷积累,而增大了低温侧的场强畸变。 展开更多

关键词 空间电荷 平板结构 温度梯度 衰减系数:恢复算法

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c-C_4F_8/N_2与c-C_4F_8/CO_2混合气体的绝缘性能 被引量：30

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作者 满林坤 邓云坤 肖登明 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期788-794,共7页

为寻找温室效应指数(GWP)低的SF_6替代气体,研究了c-C_4F_8/N_2与c-C_4F_8/CO_2混合气体的绝缘性能,在球板电极下进行了不同间隙距离、不同气压、不同气体体积分数的c-C_4F_8/N_2与c-C_4F_8/CO_2混合气体工频击穿实验。同时进行了SF_6、... 为寻找温室效应指数(GWP)低的SF_6替代气体,研究了c-C_4F_8/N_2与c-C_4F_8/CO_2混合气体的绝缘性能,在球板电极下进行了不同间隙距离、不同气压、不同气体体积分数的c-C_4F_8/N_2与c-C_4F_8/CO_2混合气体工频击穿实验。同时进行了SF_6、c-C_4F_8、N_2和CO_2的对比实验,并对击穿之后的分解产物进行了检测。实验结果表明:c-C_4F_8/N_2与c-C_4F_8/CO_2混合气体的击穿电压值都随着间隙距离、气压和c-C_4F_8体积分数的增加而增加;c-C_4F_8气体与N_2、CO_2之间均存在协同效应;稍不均匀场中0.1MPa气压下的c-C_4F_8体积分数为30%的c-C_4F_8/N_2与c-C_4F_8/CO_2混合气体的绝缘性能分别约为SF_6的75%和79%;5%~30%体积分数的c-C_4F_8/N_2与c-C_4F_8/CO_2的协同效应系数分别在0.20~0.79之间和0.15~0.65之间。从绝缘性能、液化温度和环境保护等方面来看,c-C_4F_8/N_2与c-C_4F_8/CO_2混合气体有可能作为SF_6的替代气体,应用在电力设备中。 展开更多

关键词 SF6的替代气体 绝缘性能 工频耐压实验 c-C4F8/N2与c-C4F8/CO2混合气体

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SF_6替代气体与空气混合的绝缘性能研究 被引量：7

11

作者 林启明 邓云坤 +1 位作者 赵谡 肖登明 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期56-62,共7页

CF_3I和c-C_4F_8作为目前研究最多的SF_6替代气体,需要与缓冲气体混合以降低液化温度。为了评估使用空气作为SF_6替代气体缓冲气体的可能性,通过求解两项近似的Boltzmann方程,计算了CF_3I/空气、c-C_4F_8/空气混合气体的电子崩参数。首... CF_3I和c-C_4F_8作为目前研究最多的SF_6替代气体,需要与缓冲气体混合以降低液化温度。为了评估使用空气作为SF_6替代气体缓冲气体的可能性,通过求解两项近似的Boltzmann方程,计算了CF_3I/空气、c-C_4F_8/空气混合气体的电子崩参数。首先,分别计算了CF_3I/空气、c-C_4F_8/空气混合气体的约化电离系数、约化附着系数、约化有效电离系数、约化临界场强,以及表征对不均匀电场敏感程度的c值(约化有效电离系数关于约化电场的关系曲线中零点附近的斜率值)。然后,将计算值与约化临界场强和c值分别与CF_3I/CO_2、CF_3I/N_2和c-C_4F_8/CO_2、c-C_4F_8/N_2混合气体进行对比,从绝缘强度、对不均匀电场的敏感程度两个方面评估空气作为缓冲气体的优劣。结果表明,70%/30%的CF_3I/空气、c-C_4F_8/空气混合气体绝缘性能与SF_6相当;在空气、CO_2、N_23种缓冲气体中,与CF_3I混合,空气是最佳选项;与c-C_4F_8混合,空气和N_2难分高下,二者均优于CO_2。 展开更多

关键词 气体绝缘 BOLTZMANN方程 空气 CF3I c-C4F8 SF6替代气体

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水分含量对直流电场下油纸绝缘空间电荷动态特性的影响 被引量：2

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作者 邓云坤 马仪 +3 位作者 王达达 张少泉 陈晓云 尹毅 《南方电网技术》 北大核心 2018年第9期8-13,共6页

为研究水分含量对直流电场下油纸绝缘内部空间电荷积聚特性与消散特性的影响,使用快速空间电荷测量系统与极化去极化电流测量系统分别测量了不同水分含量的油纸绝缘试样在直流电场下的电导情况与加压短路过程的空间电荷分布情况。结果表... 为研究水分含量对直流电场下油纸绝缘内部空间电荷积聚特性与消散特性的影响,使用快速空间电荷测量系统与极化去极化电流测量系统分别测量了不同水分含量的油纸绝缘试样在直流电场下的电导情况与加压短路过程的空间电荷分布情况。结果表明:0. 91%水分含量条件下,油纸电导与场强呈现线性关系; 5. 21%水分含量条件下,电导与场强呈二次抛物线关系,且水分含量的上升使油纸绝缘电导提升多个数量级;相同水分含量条件下,外加场强的上升能增加电极处积累的同极性空间电荷。0. 91%水分含量条件下,油纸内部积聚的正极性空间电荷在加压过程中不断增加,且正极性空间电荷注入的深度不断提高; 5. 21%水分含量条件下,随加压持续,阴极积聚的同极性空间电荷向油纸内部迁移;不同水分含量条件下,加压过程中水分含量的上升使电极处积聚的同极性空间电荷与感应电荷增,而原先油纸内部积聚的正极性空间电荷减少。且油纸靠近电极处积聚的异极性空间电荷增多;短路过程中,水分含量的上升加快了油纸的放电过程,并抑制了电极处极性反转现象的出现。 展开更多

关键词 油纸绝缘 直流电场 水分含量 空间电荷 电导

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