[發(fā)明專利]一種絕緣替代氣體性能評估方法、裝置和設備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911128336.5
• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN110794272A
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發(fā)明（設計）人: 樊小鵬;周永言;李麗;唐念;鄒莊磊;黎曉淀;張曼君
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責任公司;廣東電網(wǎng)有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R31/20
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 郭帥

本申請公開了一種絕緣替代氣體性能評估方法、裝置和設備，從潛在替代氣體的預置量測指標入手，獲取滿足預置量測指標的潛在替代氣體作為待研究的目標氣體，通過分析目標氣體的飽和蒸氣壓特性，選取適用溫度范圍內(nèi)的充氣壓力極限值，進行目標氣體的絕緣介質(zhì)擊穿實驗和氣固結(jié)合絕緣性能的預置實驗，獲得氣體的絕緣性能與自恢復特性，根據(jù)實驗結(jié)果對目標氣體作為替代氣體的性能進行分析，得到目標氣體替代SF₆氣體作為絕緣氣體的可行性評估結(jié)果，從目標氣體的量測指標、飽和蒸氣壓特性、絕緣性能、擊穿分解特性、自恢復特性等方面，定量地給出了一套完整的測試方案與評價體系，為絕緣替代氣體的研究提供了指導。

技術(shù)領域

本申請涉及電氣技術(shù)領域，尤其涉及一種絕緣替代氣體性能評估方法、裝置和設備。

背景技術(shù)

空氣、CO₂、N₂以及SF₆作為氣體絕緣介質(zhì)應用于各種電壓等級的電氣設備中，其中SF₆氣體憑借其優(yōu)秀的絕緣性能與滅弧能力，以及穩(wěn)定的化學特性、無毒性、不易燃等特點，在中高壓電氣設備中占據(jù)著支配地位。氣體絕緣開關(guān)GIS、氣體絕緣母線GIB以及氣體絕緣輸電管道GIL等高壓輸電系統(tǒng)的重要組成部分，幾乎全部采用SF₆及其混合氣體作為氣體絕緣介質(zhì)。目前，每年約有1萬噸SF₆氣體應用于電氣領域，占SF₆總使用量的80％以上；但是SF₆氣體的溫室效應潛能值(GWP)是CO₂氣體的23900倍，具有極強的吸收紅外射線能力，而且在大氣中的存留時間長達3200年，是造成全球氣候變暖的重要原因，而且SF₆氣體在發(fā)生擊穿放電時，會分解產(chǎn)生S₂F₁₀等有毒的含氟化合物，嚴重威脅生產(chǎn)安全與人員健康，因此，尋找絕緣強度與SF₆性能相當甚至更好，且液化溫度較低的絕緣替代氣體成為當前的重點研究方向。

目前對于絕緣替代氣體的研究剛剛起步，往往針對的是某一種有潛力的氣體展開某一特定方面的實驗研究。如針對CF₃I、c-C₄F₈、C₄F₇N、C₅F₁₀O等絕緣替代氣體展開宏觀絕緣實驗與微觀放電參數(shù)的研究。但是在實際應用過程中，受限于環(huán)境溫度與電壓等級等因素，絕緣替代氣體的應用條件往往比較苛刻，必須在充氣壓力與液化溫度之間尋找到平衡點。而現(xiàn)有的絕緣替代氣體往往存在分子量較大、飽和蒸氣壓過低的問題，導致其應用范圍較窄，并不能完美替代SF₆氣體在電氣領域中的使用。因此，需要繼續(xù)拓寬潛在絕緣替代氣體的研究范圍，發(fā)掘更多的新型環(huán)保型氣體并進行大量的實驗研究，相應地在這個過程中會花費大量的時間精力與科研經(jīng)費；而且每一種潛在絕緣替代氣體的化學特性與電學參數(shù)不盡相同，實驗表征手段也存在差異，難以形成統(tǒng)一的評價標準與有效的應用參考，對絕緣替代氣體的研究成果轉(zhuǎn)化造成困難。因此，提供一種可行的絕緣替代氣體性能評估方法，為尋找絕緣替代氣體的研究提供指導，以解決現(xiàn)有的由于潛在絕緣替代氣體的化學特性與電學參數(shù)不盡相同，實驗表征手段也存在差異，難以形成統(tǒng)一的評價標準與有效的應用參考，對絕緣替代氣體的研究成果轉(zhuǎn)化造成困難是本領域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┝艘环N絕緣替代氣體性能評估方法、裝置和設備，用于為尋找絕緣替代氣體的研究提供指導，以解決現(xiàn)有的由于潛在絕緣替代氣體的化學特性與電學參數(shù)不盡相同，實驗表征手段也存在差異，難以形成統(tǒng)一的評價標準與有效的應用參考，對絕緣替代氣體的研究成果轉(zhuǎn)化造成困難的技術(shù)問題。

有鑒于此，本申請第一方面提供了一種絕緣替代氣體性能評估方法，包括：

獲取待研究的目標氣體，所述目標氣體為滿足預置量測指標的潛在替代氣體；

基于所述目標氣體的飽和蒸氣壓特性，確定預置溫度范圍內(nèi)的充氣壓力極限值；