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SF_(6)替代绝缘气体的虚拟筛选与分子设计综述 被引量：15
1
作者 张咪 高克利 +1 位作者 侯华 王宝山 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2816-2830,共15页
采用新型环保绝缘气体替代SF_(6)是电力行业发展的必然趋势,也是助力碳达峰、碳中和的关键举措。该文综述了筛选与设计环保替代气体所面临的挑战及最新进展,从理论计算角度详细阐述了绝缘强度、液化温度、温室效应、安全性能(毒性、可燃... 采用新型环保绝缘气体替代SF_(6)是电力行业发展的必然趋势,也是助力碳达峰、碳中和的关键举措。该文综述了筛选与设计环保替代气体所面临的挑战及最新进展,从理论计算角度详细阐述了绝缘强度、液化温度、温室效应、安全性能(毒性、可燃性)、灭弧特性等构效关系模型,对比分析了各种理论模型的优缺点,指出现有理论模型所面临的主要问题,模型严重依赖于训练集实验数据且描述符的物理图像不明确,并提出了相应的改进方向,即开展多类型气体的系统性实验研究以及针对气体放电、液化、温室效应、致毒、燃烧、灭弧等过程的微观化学机理研究。同时探讨了多维度构效关系模型在SF_(6)替代气体的高通量虚拟筛选以及合理化分子设计方面所发挥的重要作用及其局限性。指出了各维度之间的相关性及相互制约关系仍不明确,这是导致至今仍未发现综合性能全面超越SF_(6)新气体的重要原因,提出了化学键杂化与官能团取代两种新型环保绝缘气体分子结构设计方法,获得了包含分子结构设计与性能评估、实验室合成与测试、工业制备与电气应用等关键步骤的新型环保绝缘气体创新技术路线,为加快电气设备中SF_(6)的完全替代提供理论依据。 展开更多
关键词 sf_(6)替代气体 多维度构效关系模型 虚拟筛选 分子设计 量子化学
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六氟化硫替代气体绝缘强度的官能团加和理论方法 被引量：10
2
作者 侯华 王宝山 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期3709-3715,共7页
绝缘强度是设计与发现新型SF6替代气体的关键参数,预测未知气体的绝缘强度通常采用基于量子化学计算建立的构效关系模型,计算过程复杂、误差大、且无法正确描述具有特殊化学键的气体分子.为了能够直观反映绝缘强度随结构的变化规律,提... 绝缘强度是设计与发现新型SF6替代气体的关键参数,预测未知气体的绝缘强度通常采用基于量子化学计算建立的构效关系模型,计算过程复杂、误差大、且无法正确描述具有特殊化学键的气体分子.为了能够直观反映绝缘强度随结构的变化规律,提出了官能团加和方法,将分子结构分解为独立的官能团,在一级近似下,将优化后的官能团绝缘强度直接加和,即可获得气体的绝缘强度.与65种已知气体的实验绝缘强度对比,官能团加和方法计算的绝缘强度与实验值相吻合,平均绝对与相对偏差分别为0.0656与6.28%,理论预测值与实验值的相关系数达到0.9879,优于构效关系模型方法.研究结果表明,引入不饱和键或形成环结构,同时避免孤立的CHx,CF等基团,而用CF3,OCF3,SCF3等基团取代,则有利于获得绝缘性能优异的气体分子. 展开更多
关键词 绝缘强度 六氟化硫替代气体 官能团加和 构效关系模型 分子设计
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新型环保绝缘介质CF_(3)SO_(2)F混合气体电弧等离子体输运参数计算与影响因素分析
3
作者 王安阳 柯学 +3 位作者 颜湘莲 郭宇铮 王雯 王俊 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期4261-4271,共11页
绝缘气体输运参数计算对于其绝缘灭弧性能和其他宏观物性研究具有重要意义。首先基于最小吉布斯自由能方法,获得了CF_(3)SO_(2)F混合气体在300~30000 K温度下的粒子组分。在粒子组分的基础上,采用Chapman-Enskog方法求解Boltzmann方程,... 绝缘气体输运参数计算对于其绝缘灭弧性能和其他宏观物性研究具有重要意义。首先基于最小吉布斯自由能方法,获得了CF_(3)SO_(2)F混合气体在300~30000 K温度下的粒子组分。在粒子组分的基础上,采用Chapman-Enskog方法求解Boltzmann方程,计算了0.01~1 MPa压强范围内CF_(3)SO_(2)F混合气体的输运系数(电导率、热导率和黏滞系数),重点考察了气压、混合比例和缓冲气体类别对CF_(3)SO_(2)F混合气体输运参数的影响。结果表明:增大气压会抑制气体解离和电离反应,延缓升温过程对输运系数的影响;增大CF_(3)SO_(2)F混合比例则会直接影响体系主要粒子的相对含量,进而使解离和电离反应的温度发生变化,导致低温区的电导率和中高温区的黏滞系数增大,中高温区的热导率减小;与前两者相比,气体混合类别对输运参数影响较小。此外,相比SF_(6),CF_(3)SO_(2)F混合气体具有更大的热导率和更小的黏滞系数,能够更有效地将焦耳热传递到电弧外从而避免弧后击穿。该研究不仅为CF_(3)SO_(2)F混合气体用于高压电气设备提供一定的指导,也为进一步评估其绝缘和灭弧能力及绝缘气体配置优化提供了必要的数据支撑。 展开更多
关键词 CF_(3)SO_(2)F 环保绝缘气体 sf_(6)替代气体 电弧等离子体 输运参数
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特高压直流输电技术及环保型GIL发展的现状与关键问题分析 被引量：2
4
作者 胡未洪 《中阿科技论坛（中英文）》 2022年第3期152-156,共5页
为满足我国日益增长的用电量需求,电网的输电电压朝着特高压、超特高压等级发展已经成为历史必然趋势。在此背景下,特高压直流输电技术在经济、灵活以及稳定运行等各方面表现出了巨大优势,相较交流输电技术,已经逐渐成为未来输电系统设... 为满足我国日益增长的用电量需求,电网的输电电压朝着特高压、超特高压等级发展已经成为历史必然趋势。在此背景下,特高压直流输电技术在经济、灵活以及稳定运行等各方面表现出了巨大优势,相较交流输电技术,已经逐渐成为未来输电系统设计的重要方向。此外,特高压直流GIL输电被认为是双碳背景下解决我国输电重大需求问题的关键性办法之一,尤其是环保型GIL,能够在降低碳排放的前提下,充分利用直流特高压传输在长距离下的巨大优势,需得到进一步的探索与研究。本文对发展直流输电技术的必要性、优势与缺陷进行了概述,并对环保型GIL发展的现状与关键问题进行了分析。 展开更多
关键词 特高压直流输电 环保型GIL sf_(6)替代气体
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