[發(fā)明專利]一種氣體滅弧性能的判斷方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210121608.4
• 申請日: 2022-02-09
• 公開（公告）號: CN114487009A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王增彬;宋坤宇;李謙;趙曉鳳;魏俊濤;楊賢;李興旺
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司;廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G01N27/04;G01N11/00;G01R27/02
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 陳志明

1.一種氣體滅弧性能的判斷方法，其特征在于，包括：

利用吉布斯自由能最小化原理，結(jié)合電中性條件、物質(zhì)守恒條件及道爾頓分壓定律，計算隨溫度和壓強變化的氣體組分；

根據(jù)所述隨溫度和壓強變化的氣體組分，運用標(biāo)準(zhǔn)的熱力學(xué)關(guān)系計算氣體的熱力學(xué)性質(zhì)；其中，所述氣體的熱力學(xué)性質(zhì)包括：密度、焓值及定壓比熱；

利用Chapman-Enskog方法求解玻爾茲曼方程，得到粒子的速度分布函數(shù)變化，并根據(jù)粒子的速度分布函數(shù)變化計算得到粒子的輸運系數(shù)；其中，所述粒子的輸運系數(shù)包括：熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率、粘性系數(shù)；

根據(jù)所述熱力學(xué)性質(zhì)及所述輸運系數(shù)，判斷氣體滅弧性能。

2.如權(quán)利要求1所述的一種氣體滅弧性能的判斷方法，其特征在于，所述根據(jù)所述熱力學(xué)性質(zhì)及所述輸運系數(shù)，判斷氣體滅弧性能，包括：

根據(jù)所述熱力學(xué)性質(zhì)判斷能量耗散情況，若所述能量耗散越高，則氣體滅弧性能越好；其中，所述氣體的熱力學(xué)性質(zhì)包括：密度、焓值及定壓比熱；

根據(jù)所述輸運系數(shù)判斷氣體滅弧性能，若所述輸運系數(shù)越高，則氣體滅弧性能越好。

3.如權(quán)利要求2所述的一種氣體滅弧性能的判斷方法，其特征在于，所述根據(jù)所述輸運系數(shù)判斷氣體滅弧性能，若所述輸運系數(shù)越高，則氣體滅弧性能越好，包括：

根據(jù)所述熱導(dǎo)率判斷氣體滅弧性能，若所述熱導(dǎo)率越高，則氣體滅弧性能越好；

根據(jù)所述電導(dǎo)率判斷氣體滅弧性能，若所述電導(dǎo)率越高，則氣體滅弧性能越好；

根據(jù)所述粘性系數(shù)判斷氣體滅弧性能，若所述粘性系數(shù)越高，則氣體滅弧性能越好。

4.如權(quán)利要求1所述的一種氣體滅弧性能的判斷方法，其特征在于，所述吉布斯自由能，通過以下公式表示：

其中，G為吉布斯自由能，i代表粒子，N為粒子種類數(shù)，n_i為粒子i的數(shù)密度，μ_i為粒子i的化學(xué)式；

所述粒子i的化學(xué)式，通過以下公式計算：

其中，μ_i為粒子i的化學(xué)式，為粒子i的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)化學(xué)式，R為理想氣常數(shù)，T為溫度，n_i為粒子i的數(shù)密度，j代表粒子，N為粒子種類數(shù)，n_j為粒子j的數(shù)密度，p為總壓力，p⁰為參考壓力；

所述電中性條件，通過以下公式表示：

n_e＝∑_in_iz_i；

其中，n_e為電中性，i代表粒子，n_i為粒子i的數(shù)密度，z_i為粒子i的帶的正電荷的量；

所述物質(zhì)守恒條件，通過物質(zhì)守恒定律表示：

其中，n_S為元素S的數(shù)量，n_F為元素F的數(shù)量，Const為常數(shù)；

所述道爾頓分壓定律，通過以下公式表示：

P_i＝n_ikT；

P_total＝∑_iP_i；

其中，P_total為所有粒子的分壓之和，i代表粒子，P_i為粒子i的壓力，n_i為粒子i的數(shù)密度，k為玻爾茲曼常數(shù)，T為溫度。