Calculation and characteristic analysis on synergistic effect of CF3I gas mixtures

CF_3I is a potential SF_6 alternative gas.In order to study the insulation properties and synergistic effects of CF_3I/N_2 and CF_3I/CO_2 gas mixtures,two-term approximate Boltzmann equations were used to obtain the ionization coefficient α,attachment coefficient η and the critical equivalent electrical field strength(E/N)_(cr).The results show that the(E/N)_(cr)of CF_3I gas at 300 K is 1.2 times that of SF_6 gas,and CF_3I/N_2 and CF_3I/CO_2 gas mixtures both have synergistic effect occurred.The synergistic effect coefficient of CF_3I/CO_2 gas mixture was higher than that of CF_3I/N_2 gas mixture.But the(E/N)_(cr)of CF_3I/N_2 is higher than that of CF_3I/CO_2 under the same conditions.When the content of CF_3I exceeds 20%,the (E/N)_(cr) of CF_3I/N_2 and CF_3I/CO_2 gas mixture increase linearly with the increasing of CF_3I gas content.The breakdown voltage of CF_3I/N_2 gas mixture is also higher than that of CF_3I/CO_2 gas mixture in slightly non-uniform electrical field under power frequency voltage,but the synergistic effect coefficients of the two gas mixtures are basically the same.     

频率扰动录波器的设计与发展

频率是决定电力系统性能最重要的参数之一。为了加深对电网频率扰动的认识,提高电力系统在线监测水平,本课题组在2000年左右提出了建立电力系统频率监测网(Frequency Monitoring Network,FNET)的设想,经过一段时间的努力,目前已在北美地区建立了全面覆盖的频率监测信息系统。FNET系统由许多高精密的频率扰动录波器组成,这些频率扰动录波器(Frequency Disturbance recorder,FDR)可以便携地接入到110 V/220 V的电源插座上,实时获取动态的电网频率数据,并通过网络远距离传送所测得的频率数据至信息处理中心,从而实现对电网安全稳定性的实时动态监视。目前已经有超过40台频率扰动录波器部署于美国境内用来监测整个电力网络。文中总结了一些FDR已实现的设计思路并且讨论了FNET在硬件方面的研究进展。     

绿色环保型气体绝缘材料研究进展

SF_6是中高压领域应用最广的气体绝缘与灭弧介质,但该气体是一种强温室气体,对环境存在严重威胁。长期以来,国内外在SF_6替代气体探索方面开展了大量研究工作,近期取得了许多积极进展。本文综述了SF_6替代气体的最新研究进展,重点介绍了SF_6替代气体的绝缘性能和灭弧性能研究情况,并在此基础上汇总了环保型中高压电力设备的研制与应用进展。最后,对该领域的现状与下一步的研究方向进行了探讨。     

C_5F_(10)O-CO_2和C_5F_(10)O-N_2电弧等离子体热动属性与输运参数对比分析

C_5F_(10)O及其混合气体为潜在的SF_6替代气体,研究其热动属性与输运参数特性对于进一步研究其灭弧性能和掌握气体性质具有重要意义。由于C_5F_(10)O的液化温度较高,需要添加缓冲气体,为此计算对比C_5F_(10)O分别与CO_2和N_2混合气体电弧等离子体的热动属性与输运参数。首先计算300~30 000 K温度范围内两种混合气体的平衡态化学组成;在此基础上,对比分析了两种混合气体电弧等离子体的热动属性(质量密度、比焓、比热),以及输运参数(电导率、热导率、黏性系数)的变化规律。结果表明,N_2和CO_2气体的分解温度及组成元素的差异,导致C_5F_(10)O-N_2和C_5F_(10)O-CO_2在该温度范围内的化学组成、热动属性和输运参数存在较大差异,此差异会影响气体电弧特性。此外,计算结果可为进一步研究C_5F_(10)O混合气体电弧特性及灭弧性能提供基础,同时有助于理解不同气体的灭弧性能差异及原因。     

CF3I-N2混合气体作为SF6替代气体用于GIS/C-GIS的绝缘性能分析（英文）

CF3I has been widely considered as a potential alternative for SF6,because it has low global warming potential(GWP)but an insulation capability that is 1.2 times greater than that of SF6.In this paper,the electron swarm parameters of CF3I and its gas mixture with N2,including the effective ionization coefficient and electron drift velocity,are examined theoretically through the Boltzmann equation method in the condition of steady-state Townsend(SST)experiments.Based on the derived data of the limiting field strength of CF3I-N2gas mixture,taking into consideration of environmental aspects such as GWP,ozone depletion potential(ODP),liquefaction temperature and toxicity,we studied the possibility of applying the gas mixture as the insulation medium in gas-insulated switchgears(GIS)or cubic type gas-insulated switchgears(C-GIS).It is found that CF3I-N2gas mixtures contained 30%～70%CF3I perform comprehensively better than pure SF6and compressed N2,and especially in medium and low voltage environments,the boiling point of CF3I-N2gas mixture meets the domestic and global requirements in mid-low latitude regions.Therefore we conclude that the gas mixture is acceptable for replacing SF6as the insulation medium in C-GISs.     

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...     

CF_(3)I-CO_(2)混合气体在稍不均匀和极不均匀场中的雷电冲击特性北大核心CSCD

为了解决当前SF替代气体的问题,近年来人们对三氟碘甲烷(CF_(3)I)及其混合气体的研究颇多,发现其混合气体在一定电压内有替代SF的潜力。通过搭建放电实验平台,控制放电间隙距离、气压和混合比率对CF_(3)I-CO_(2)的混合气体在稍不均匀电场和极不均匀电场下的雷电冲击特性进行了实验研究。研究发现CF_(3)I-CO_(2)混合气体在这两种不同电场下的击穿电压都随间隙距离呈正相关,但两者增长趋势不相同,而击穿电压随气压则表现出明显差异化的规律。在稍不均匀电场下,间隙距离较小时击穿电压与距离呈线性关系,而当间隙距离偏大时则呈现饱和状态的现象;击穿电压与气压的关系则呈现出增长速率加快的现象。在极不均匀电场下,击穿电压与距离呈饱和趋势增长;气压上则是以较慢的速率增长;此外,在一些特殊情况下还出现了极性反转现象和“驼峰”现象。通过与纯SF的击穿电压相比,两种电场下CF_(3)I-CO_(2)混合气体的绝缘性能在混合比率k=30%时最佳,可以为CF_(3)I混合气体应用于气体绝缘设备中提供参考。     

基于电子输运参数的CF_3I及CF_3I-N_2混合气体绝缘性能分析

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。