[發明專利]一種高壓電氣設備放電分解產物空間分布情況的計算方法

有效

• 申請號: 201911191848.6
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN110910968B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 付鈺偉
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G16C20/10
• 分類號: G16C20/10;G16C20/70
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 曾慶喜

1.一種高壓電氣設備放電分解產物空間分布情況的計算方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：

步驟1、根據高壓電氣設備所充絕緣氣體類型和含量，確定高壓電氣設備所充絕緣氣體的優化分子結構S、配比C；

步驟2、根據所述絕緣氣體的優化分子結構S，確定絕緣氣體的放電分解路徑；

步驟3、根據所述絕緣氣體的優化分子結構S和放電分解路徑，確定絕緣氣體放電分解路徑的速率常數K；

步驟4、根據所述絕緣氣體放電分解路徑和速率常數K、以及放電類型，確定絕緣氣體放電分解產物非平衡0維分布情況N1；

步驟5、根據所述絕緣氣體非平衡0維分布情況N1以及高壓電氣設備空間結構，確定絕緣氣體放電分解產物空間分布情況N2。

2.根據權利要求1所述的一種高壓電氣設備放電分解產物空間分布情況的計算方法，其特征在于，所述步驟1中絕緣氣體為SF₆、CO₂、CF₃I、C₃F₈、C₅F₁₀O、C₄F₇N、C₆F₁₀O單一氣體中的其中一種；或者絕緣氣體為上述單一氣體與空氣、CO₂、N₂中的其中一種氣體組成的混合氣體。

3.根據權利要求2所述的一種高壓電氣設備放電分解產物空間分布情況的計算方法，其特征在于，所述步驟1中高壓電氣設備是以所述絕緣氣體作為絕緣介質的斷路器、氣體絕緣全封閉組合電器GIS、氣體絕緣傳輸線GIL電氣設備中的一種。

4.根據權利要求3所述的一種高壓電氣設備放電分解產物空間分布情況的計算方法，其特征在于，所述步驟4中絕緣氣體放電分解產物為絕緣氣體在電弧、局部放電、火花放電、電暈放電情況下的中性和帶電分解產物。

5.根據權利要求4所述的一種高壓電氣設備放電分解產物空間分布情況的計算方法，其特征在于，所述步驟1中緣氣體的優化分子結構S計算方法為：將所述絕緣氣體的初猜分子幾何結構參數輸入經密度泛函方法簡化后的方程，對分子軌道能級展開系數進行迭代計算，優化至殘差為0即獲得所述絕緣氣體的優化分子結構S。

6.根據權利要求5所述的一種高壓電氣設備放電分解產物空間分布情況的計算方法，其特征在于，所述步驟2中絕緣氣體的放電分解路徑按照以下方法計算：對所述絕緣氣體的潛在分解位置進行柔性掃描計算，根據反應能量隨反應坐標的變化曲線確定反應物、過渡態、產物，構建所述絕緣氣體的放電分解路徑，其中，反應物和產物為反應能量曲線的駐點，過渡態為反應能量曲線的鞍點。

7.根據權利要求6所述的一種高壓電氣設備放電分解產物空間分布情況的計算方法，其特征在于，所述步驟3中絕緣氣體放電分解路徑的速率常數K計算如下：

根據變分過渡態理論聯立式(1)和(2)計算獲得：

K＝κ(T)×min_s?k^GT(s,T)＝κ(T)×k^GT(s_*,T)?????(2)

式(1)和(2)中：Q^≠(T)表示過渡態結構的內配分函數；φ^R(T)表示單位體積內反應物的總配分函數；V^≠表示過渡態結構與反應物的勢能差；s表示反應坐標，κ(T)表示穿透因子，k_B為玻爾茲曼常數，T為溫度，h為普朗克常數，k^GT表示廣義過渡態理論GT下的速率常數，min_s表示k^GT在反應坐標s上的最小值，s_*表示k^GT取最小值時的反應坐標。