环保绝缘气体C5F10O的急性吸入安全性研究

本文开展小鼠急性吸入C₅F₁₀O气体毒性研究,并在吸入试验后14天观察期内记录小鼠健康恢复情况,以检验C₅F₁₀O气体对小鼠健康有无长期影响。结果表明：小鼠吸入低浓度C₅F₁₀O气体后会有轻微中毒反应,如呼吸加快、对外界刺激极为敏感等临床症状,但上述症状会在随后的几个小时内恢复;小鼠吸入高浓度C₅F₁₀O气体后会出现严重中毒临床症状,身体瘫软并丧失行动能力,并很快出现死亡现象。小鼠4 h急性吸入C₅F₁₀O气体的半数致死浓度(LC50)值为7 461×10^-6(雌性)和8 724×10^-6(雄性),在全球化学品统一分类和标签制度(GHS)中应被归类为第4类,属于低毒气体。小鼠吸入C₅F₁₀O气体后主要对其呼吸和消化系统产生急性伤害,相关研究人员在工作中应注意加强个人防护,佩戴防毒面具...     

准均匀电场下C5F10O/干燥空气与C5F10O/N2的绝缘特性

SF_6因优异的电气特性广泛应用于电器绝缘设备中,但其产生的温室效应对大气环境具有极大损害。近年来,C_5F_(10)O作为一种环保型SF_6潜在替代气体受到国内外科研工作者的关注。为进一步探究C_5F_(10)O/干燥空气与C_5F_(10)O/N_2的绝缘特性,文中利用气体绝缘性能测试平台,对不同气压、不同C_5F_(10)O分压下的2种混合气体在准均匀电场下进行工频击穿试验。实验结果表明,C_5F_(10)O混合气体绝缘强度随气体压强的增大而增大;提高C_5F_(10)O分压亦可提高两类缓冲气体的绝缘强度,且对N_2绝缘强度提升相对值大于干燥空气。从绝缘强度考虑,适当增大C_5F_(10)O混合气体气压和C_5F_(10)O分压,C_5F_(10)O/干燥空气比C_5F_(10)O/N_2混合气体更具潜力替代室内中低压设备中的SF_6。     

环保型绝缘气体C5F10O与密封材料三元乙丙橡胶和丁腈橡胶的相容性

C₅F₁₀O混合气体具有在中低压气体绝缘设备中替代SF₆的潜力,但其与现有气体绝缘设备常用密封材料的长期相容性目前仍未揭示,这为C₅F₁₀O在电力工业中的应用带来了挑战。为此,以现有气体绝缘设备最常用的三元乙丙(ethylene propylene diene monomer,EPDM)和丁腈橡胶(nitrile butadiene rubber,NBR)为研究对象,通过28 d的热加速老化实验来模拟C₅F₁₀O与橡胶在设备中的长期共存过程,结合光电子能谱和气相色谱检测,分析了两种典型橡胶与C₅F₁₀O长期作用后的密封性能和C₅F₁₀O的稳定性。结果表明：在长期共存条件下,C₅F₁₀O与两种橡胶均会发生反应,生成CO、CO₂、C₃F₆、C<...     

基于FTIR技术的环保气体C5F10O/N2分解组分检测方法

近年来,C₅F₁₀O因优良的绝缘性能和环保特性被广泛关注,且C₅F₁₀O混合气体已经在气体绝缘环网柜等设备中开始应用。研究C₅F₁₀O混合气体分解组分的检测方法,对于设备的故障诊断和运维具有重要意义。为此以C₅F₁₀O/N₂混合气体热分解产物为研究对象,搭建傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)检测实验平台,基于FTIR技术探索C₅F₁₀O/N₂混合气体过热分解组分的种类,并与气相色谱质谱联用仪(gas chromatography mass spectrometry,GCMS)的检测结果对比,确定FTIR检测混合气体分解组分的可行性。通过FTIR检测分析,确定C₅F₁₀O/N₂热解后的分解组中...     

环保型绝缘气体技术经济性能综合评估研究

SF₆是一种强温室气体,排入环境危害巨大,研究能替代SF₆的环保型绝缘气体是绿色发展的必然。文中首先简略介绍了针对SF₆替代气体的研究情况,重点结合工程实际应用需求,提出了环保型气体多维度评价体系,并依据提出的评价标准对多种潜在的SF₆替代气体进行了综合分析。综合理化性能、安全性能和绝缘性能多个维度评估,结果表明,C₅F₁₀O、C₆F₁₂O、C₃F₇CN综合性能优异,其中C₅F₁₀O、C₆F₁₂O混合气体具备应用于中低压设备,C₃F₇CN混合气体具备应用于中高压气体绝缘设备的潜力,该评估与目前的环保型绝缘气体设备的发展趋势相符,具有很好的参考性。     

C4F7N环保气体性能分析及其在环网柜中的应用展望

C₄F₇N因其优异的绝缘和环保特性成为最有潜力替代SF₆气体的绝缘介质。分析阐述了C₄F₇N-CO₂混合气体的基础绝缘性能和在负荷开关中的灭弧性能,总结了不同电场类型、气压、混合比、氧气含量对C₄F₇N-CO₂混合气体基础绝缘性能的影响,分析了不同配比的C₄F₇N-CO₂混合气体在压气式、去离子栅式和磁吹式等3种不同灭弧结构负荷开关上的燃弧特性。研究结论为C₄F₇N-CO₂混合气体作为绝缘和灭弧介质应用于环网柜提供了参考。最后,在现有的研究基础上提出未来C₄F₇N-CO₂混合气体应用于环网柜中的研究方向,一是对现有的开关结构和混合气体配比进一步优化,二是重点关注C₄F     

环保型气体绝缘介质C5F10O过热分解产物的生成过程分析

C_5F_(10)O气体绝缘介质具有优异的环保性能和绝缘性能,在C_5F_(10)O气体工程化应用时,不可避免地面临设备内部经常出现的局部过热性故障,在局部过热性故障的长期作用下,C_5F_(10)O自身是否还能继续保持稳定是决定其能否工程应用的一个重要因素。本文在已有的气体绝缘介质局部过热实验平台上进行C_5F_(10)O过热实验,通过GC-MS确定C_5F_(10)O在局部过热性故障状态下的分解产物,并根据质谱图确定其分子结构式,结合密度泛函理论计算和分析C_5F_(10)O的分解途径和各个分解产物的生成途径。结果表明:C_5F_(10)O/He混合气体在局部高温550℃下主要生成了CO、CO_2、CF_4、C_2F_6、C_3F_8、C_4F_(10)、C_2F_4、C_3F_6、C_3F_7H等化合物,其中CO和碳氟化合物主要来自于C_5F_(10)O的裂解和重组,CO_2主要由羰基CO·与氧气反应生成,C_3F_7H主要由七氟丙烷和水反应生成。     

准均匀电场下C5F10O/干燥空气与C5F10O/N2的绝缘特性

SF6因优异的电气特性广泛应用于电器绝缘设备中,但其产生的温室效应对大气环境具有极大损害.近年来,C5F10O作为一种环保型SF6潜在替代气体受到国内外科研工作者的关注.为进一步探究C5F10O/干燥空气与C5F10O/N2的绝缘特性,文中利用气体绝缘性能测试平台,对不同气压、不同C5F10O分压下的2种混合气体在准均...     

微水对环保型绝缘介质C_5F_(10)O分解的影响

C_5F_(10)O作为潜在的SF6替代气体近年来得到了广泛关注,目前针对其分解特性的研究较少。文中采用密度泛函理论分析了微量水分对C_5F_(10)O分解特性的影响情况。首先计算了微水环境下C_5F_(10)O可能的分解路径及焓值,其次讨论了分解产物的电离参数。研究发现水分子解离产生的H和OH与C_5F_(10)O分解产生的C3F7、CF3等自由基反应会产生C3F7COH、C3F7OH、CF3COH、C3F7、CF3OH、CF2O等物质,上述分解产物的电离参数较弱,且CF2O和HF属于有毒物质。微水的存在将促进C_5F_(10)O的分解,进而影响C_5F_(10)O混合气体的绝缘性能。相关研究成果为后期深入探究C_5F_(10)O混合气体的绝缘特性试验方法尤其是微水含量值制定提供了依据。     

环保型绝缘气体C5F10O/CO2与紫铜的相容性研究

六氟化硫(SF6)具有极佳的绝缘、灭弧特性,但其温室效应对全球环境造成的影响时刻督促着科研工作者们不断寻找其替代气体.行业内对C5F10O/CO2的绝缘以及灭弧能力均有所研究,但对其作为SF6潜在的替代气体与金属材料的相容性方面的报道较少.文中研究了不同故障点温度下C5F10O/CO2与高压电气设备内部常用的紫铜材料的...     

环保型C5F10O混合气体设备研制现状与展望

电气设备中温室气体SF₆对全球气候变暖的影响愈来愈受到重视,新型绝缘介质全氟戊酮C₅F₁₀O因优异的环保性能成为本领域的研究热点。纯C₅F₁₀O液化温度高,不宜直接在电气设备中应用,需要与液化温度较低的缓冲气体混合使用。文中通过总结C₅F₁₀O混合气体理化特性、绝缘特性、放电分解特性及其与电气设备内部常见金属材料的相容特性,发现C₅F₁₀O混合气体具有优良的分解特性;通过选择合适的混合方案,选用与C₅F₁₀O相容性良好的材料,C₅F₁₀O混合气体具备作为绝缘介质在电气设备中应用的潜力。现阶段国内外已经有环保型C₅F₁₀O混合气体绝缘设备工程示范应用案例,相关成果可为C₅F₁₀O混合气体设备的扩大应用提供支撑,助推中国能...     

热态C5F10O/CO2混合气体电击穿特性研究

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C5F10O/CO2混合气体在C5F10O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SF6;在温度高于3 000 K时,混合气体的临界击穿场强为SF6的1.2倍以上,具有较强的绝缘能力。研究结果可为C5F10O/CO2混合气体高压断路器弧后电击穿特性研究提供参考。     

欧盟含氟气体法规对C4F7N气体应用的影响

2022年底美国3M公司宣布将于2025年底停产氟化物气体(其中包括C₄F₇N、C₅F₁₀O和C₆F₁₂O),同时欧盟也提出更加严格的含氟温室气体法规提案,引发了国内外环保绝缘气体研究机构、设备制造商和电网企业的广泛关注,对C₄F₇N气体未来的研究和应用前景产生了困惑。为分析欧美含氟气体法规对C₄F₇N气体未来应用发展趋势的影响,首先回顾了C₄F₇N气体的提出、技术研究和应用现状,指出目前在应用层面C₄F₇N气体更加适合用于110 k V及以上至特高压等级设备,目前以欧洲和我国应用为主,在研究层面国内学者占主导。接着从3M公司的C₄F₇N气体生产成本、技术指标、市场前景等方面分析了其停产C₄F₇N...     

C6F12O/CO2混合气体沿面放电分解特性研究

C₆F₁₂O/CO₂混合气体具有在中低压气体设备中应用的潜力,设备运行中因固体绝缘表面金属异物存在引发的沿面放电,是绝缘劣化及故障发生的隐患之一,研究C₆F₁₂O/CO₂混合气体沿面放电的分解特性对设备的运维具有重要意义。为此,文中开展不同实验电压下C₆F₁₂O/CO₂混合气体沿面放电分解实验,利用气相色谱法对分解组分进行定量分析,获得了不同放电强度下主要分解组分种类及其分解特性,讨论了产气速率与放电强度间的关系。结果表明:C₆F₁₂O/CO₂混合气体沿面放电主要分解产物为CF₄、C₂F₆、C₃F₈、C3F7H和C₃F₆;各产物分解特性相似,体积分数随放电量体现“线性—饱和”增长趋势,30 kV下对应饱和体积分数分别为21.3、7.0、11.9、7.7、13.7μL/L;主要组分产气速率关系为:v(CF₄)>v(C₃F₆)>v(C₃F₈)>v(C3F7H)>v(C₂F₆),其中CF₄产气速率从1.2(μL·L^-1)/12 h增至3.1(μL·L^-1)/12 h,与放电量关联性最好,可作为沿面放电下放电强度的判定依据。研究可为C₆F₁₂O/CO₂混合气体绝缘设备的工程应用方案提供参考。     

悬浮电极缺陷不同局部放电强度下的C6F12O/CO2混合气体分解特性研究

C₆F₁₂O是一种具有潜力的SF₆替代气体,为了探究C₆F₁₂O/CO₂混合气体在悬浮电极缺陷不同局部放电强度下的分解特性,搭建了局部放电分解实验平台,在不同外施电压下对C₆F₁₂O/CO₂混合气体进行96 h局部放电分解实验,利用气相色谱法对分解组分进行定量分析,对分解组分含量、产气速率、特征气体比值与局部放电强度的关系分别进行了研究。结果表明：4种典型产物(CF₄、C₂F₆、C₃F₈、C₃F₇H)浓度、产气速率的变化规律上存在差异,可选择作为判断局部放电强度的特征组分;特征组分浓度关系为c(CF₄)>c(C₂F₆)≈c(C₃F₈     

环保绝缘介质C5F10O混合气体体积分数比定量检测

C5F10O混合气体在中低压电压等级电气设备中替代SF6气体作为绝缘介质具有很好的应用前景.因C5F10O的体积分数比对其混合气体的电气性能起到决定性作用,而已有的研究中,C5F10O混合气体大多是采用道尔顿分压法配制,存在配气误差无法确定的问题.该文基于紫外差分光谱法提出快速准确的定量检测C5F10O混合气体体积分数...     

C4F7N-CO2混合气体绝缘性能计算分析

作为一种新兴的环保绝缘气体,七氟异丁腈（C₄F₇N）因其优异的绝缘性能和远低于六氟化硫（SF₆）的全球增温潜势引起了研究人员的广泛关注。在C₄F₇N电子碰撞截面等基础数据不完整的情况下,文中基于气体流注放电判据,提出了C₄F₇N-CO₂混合气体有效电离反应系数的计算方法,分析了C₄F₇N-CO₂混合气体的临界击穿场强及绝缘性能的变化规律。研究结果表明,当C₄F₇N气体的热化系数为1.2或1.4时,C₄F₇N-CO₂混合气体的临界击穿场强计算值与实验数据吻合较好。此外,C₄F₇N-CO₂混合气体临界击穿场强随气体比例的变化曲线均存在明显的非线性特点。当C₄...     

SF6电流互感器绝缘缺陷的放电及气体分解特性

选取铝筒均压型和电容屏均压型的500 kV SF₆电流互感器（CT）试品,研究了绝缘子沿面缺陷和复合缺陷下的放电及气体分解特性,并分析了缺陷类型、放电路径长度和采气位置对该特性的影响。发现相位分辨率的脉冲序列（PRPD）谱图是气体分解特性研究的良好辅助手段,改良设计的采气口检测结果更准确。绝缘介质缺陷的典型特征是含C物质（CF₄、CS₂）的生成。绝缘子沿面缺陷下SO₂含量高于SO₂F₂,S₂OF₁₀的含量增长率较低,且放电路径长度会影响典型产物的种类。复合缺陷下SO₂F₂和SO₂的含量增长率较高,S₂OF₁₀的含量增长率相对低。     

O2对C6F12O/CO2混合气体绝缘性能和分解特性的影响

由于C6F12O具有优良的绝缘性能和环保特性,受到国内外SF6替代气体领域内学者们的广泛关注.为探索C6F12O混合气体应用的最优方案,研究O2对C6F12O/CO2混合气体绝缘性能和分解特性的影响.搭建气体工频击穿试验平台对不同O2混合比、不同气压的C6F12O/CO2混合气体进行工频击穿试验研究,使用气相色谱质谱联...     

基于气相色谱法的SF6混合绝缘气体分解产物检测

SF6混合气体与纯SF6的理化性能相似,但其分解产物特征气体分析的算法存在较大差别,使用纯SF6气体分解产物的检测设备,测量结果误差较大,无法满足检测精度的要求.为精准检测SF6混合绝缘气体分解产物,采用气相色谱法,通过阀切换、担体选择、色谱条件优化等技术手段,实现分解产物特征组分气体的定量及定性分析.在实验室和现场条...