[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

本發明公開了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，首先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確定絕緣氣體的放電分解路徑及絕緣氣體放電分解路徑的速率常數K；然后確定絕緣氣體放電分解產物非平衡0維分布情況N1；最后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。本發明解決了現有技術中存在的高壓電氣設備放電分解產物空間分布情況未知的計算難題，為實現高壓電氣設備絕緣強度的合理評估奠定理論基礎。

技術領域

本發明屬于高壓電氣設備故障診斷和運行狀態監測技術領域，具體涉及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。

背景技術

高壓電氣設備(如斷路器、GIS、GIL等)分別以SF₆、SF₆替代氣體作為絕緣介質，是電力系統安全運行的重要保證。在高壓電氣設備運行中出現的電弧、局部放電、火花放電、電暈放電等放電現象是絕緣氣體分解的主要誘因。多數分解產物穩定性差，隨著放電溫度的降低會重新復合為初始絕緣氣體分子，但仍有部分產物無法重新復合，導致設備絕緣強度降低且不利于弧后介質強度恢復過程，對設備及其所在電力系統的安全運行帶來威脅。

氣體絕緣強度可以用折合臨界擊穿場強(E/N)_cr表示，可以在獲得絕緣氣體放電分解產物組分和電子碰撞截面數據的基礎上，通過求解Boltzmann方程獲得電子能量分布方程，進一步計算得到氣體折合臨界擊穿場強(E/N)_cr。此外，絕緣氣體放電分解產物的電子溫度隨著溫度的衰減逐漸偏離重粒子溫度，化學反應的馳豫時間大于粒子暫態變化的特征時間，導致體系同時偏離熱力學平衡和化學平衡，且分解產物隨設備內部空間結構分布不均勻。因此，準確的高壓電氣設備放電分解產物空間分布情況是研究絕緣特性的關鍵，然而國內外相關研究較少。

因此，本領域的技術人員致力于開發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，解決高壓電氣設備放電分解產物空間分布情況未知的技術難題，為實現高壓電氣設備絕緣強度的合理評估奠定理論基礎。

發明內容

本發明的目的是提供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，解決了現有技術中存在的高壓電氣設備放電分解產物空間分布情況未知的計算難題，為實現高壓電氣設備絕緣強度的合理評估奠定理論基礎。

本發明所采用的技術方案是，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，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。

本發明的特點還在于，

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。