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SF_6替代气体C_4F_7N-N_2电离特性的稳态汤逊法研究 被引量：13
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作者 龙云翔 郭立平 +3 位作者 沈震宇 陈成 周文俊 刘伟 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1064-1070,共7页
为了对C_4F_7N-N_2新型混合气体的电离特性做出评估,搭建了基于稳态汤逊(SST)法的实验平台。通过对电负性气体SF_6和电中性气体N_2的电离系数密度比、吸附系数密度比及有效电离系数密度比的试验研究及与文献报道的试验结果对比,验证了... 为了对C_4F_7N-N_2新型混合气体的电离特性做出评估,搭建了基于稳态汤逊(SST)法的实验平台。通过对电负性气体SF_6和电中性气体N_2的电离系数密度比、吸附系数密度比及有效电离系数密度比的试验研究及与文献报道的试验结果对比,验证了该平台的可靠性。应用SST平台,在20℃和约化电场强度为200～500 Td的条件下,通过对气体非自持放电阶段的pA级电子崩电流的测量,开展了9%C_4F_7N-91%N_2气体和20%C_4F_7N-80%N_2气体的SST试验和电离特性研究,发现20%C_4F_7N-80%N_2的临界绝缘强度为407.43 Td,而9%C_4F_7N-91%N_2的临界绝缘强度为305.93Td。结果表明,在间隙不出现自持放电的情况下,9%C_4F_7N-91%N_2混合气体的临界绝缘强度约为纯SF_6气体的85%,20%C_4F_7N-80%N_2混合气体的临界绝缘强度约为纯SF_6气体的1.15倍,表现出优于纯SF_6的绝缘特性。 展开更多
关键词 c4f7n-n2混合气体 稳态汤逊法 有效电离系数 吸附系数 临界绝缘强度
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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
2
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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弧后C_(4)F_(7)N/N_(2)混合气体复原过程研究
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作者 庚振新 张孟 +3 位作者 张佳 夏亚龙 林莘 刘祥峰 《四川电力技术》 2023年第4期7-11,共5页
C_(4)F_(7)N/N_(2)混合气体是目前潜在替代SF 6的绝缘介质之一。C_(4)F_(7)N/N_(2)混合气体分解与复原过程的研究,对于深入了解该混合气体的熄弧性能具有重要意义。首先,模拟C_(4)F_(7)N/N_(2)混合气体在0.3~30 kK热平衡条件下分解产物... C_(4)F_(7)N/N_(2)混合气体是目前潜在替代SF 6的绝缘介质之一。C_(4)F_(7)N/N_(2)混合气体分解与复原过程的研究,对于深入了解该混合气体的熄弧性能具有重要意义。首先,模拟C_(4)F_(7)N/N_(2)混合气体在0.3~30 kK热平衡条件下分解产物粒子浓度的变化;然后,确立C_(4)F_(7)N/N_(2)混合气体的分解路径及粒子种类并计算出各反应的正、逆向速率常数;最后,引用0.1 MPa下C_(4)F_(7)N/N_(2)混合气体弧后温度衰减曲线,作为模拟弧后C_(4)F_(7)N/N_(2)混合气体复原过程中的温度变化数据,通过Chemkin软件计算弧后C_(4)F_(7)N/N_(2)混合气体各粒子的复原过程。模拟结果表明:弧后温度在10 kK以上时C_(4)F_(7)N和N 2在8~10 ms内完全分解,以C、N、F、CF_(2)C、CFCF、NF、CN等粒子和自由基的形式存在;弧后温度降低至2 kK左右,N 2复合至摩尔分数约70%左右,而C_(4)F_(7)N未见复合。 展开更多
关键词 c_(4)f_(7)n/n_(2)混合气体 气体复原 弧后 反应速率常数 粒子浓度
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