C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)混合气体近区故障开断性能研究

作     者：赵启 刘绍勇 罗金文 王子寒 王海斌 殷晓刚 ZHAO Qi;LIU Shaoyong;LUO Jinwen;WANG Zihan;WANG Haibin;YIN Xiaogang

作者机构：中国西电电气股份有限公司西安710075 中国长江电力股份有限公司乌东德水电站昆明651500 西安高压电器研究院股份有限公司西安710077 

出 版 物：《高压电器》 (High Voltage Apparatus)

年 卷 期：2024年第60卷第9期

页      面：85-91页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：中国长江电力股份有限公司与中国电气装备集团有限公司对本研究的支持 

主　　题：SF_(6)替代气体 C_(4)F_(7)N 混合气体 近区故障 开断性能 

摘      要：六氟化硫(SF_(6))气体因其具有优良的绝缘与灭弧性能,现已广泛应用于电力设备中,但由于其具有强温室效应,随着全球变暖问题的日益严重,急需寻找能够替代SF_(6)的新型环保气体。其中,全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)具有优异的绝缘性能,有良好的工程应用前景,然而目前尚无针对C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)混合气体断路器的近区故障开断特性研究。文中针对126 k V/3 150 A/40 k A柱式C_(4)F_(7)N混合气体断路器的近区故障开断性能进行研究,对比了断路器充入C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)混合气体、CO_(2)/O_(2)混合气体和SF_(6)气体在不同电流过零时电流下降率(di/dt)下的近区故障开断性能。L90近区故障开断实验结果显示,在相同条件下SF_(6)气体表现出最佳的开断性能,能够在较宽的燃弧时间窗口内稳定开断实验电流。0.7 MPa的C_(4)F_(7)N/CO_(2)/O_(2)混合气体和CO_(2)/O_(2)混合气体在di/dt=12 A/μs条件下的开断表现与0.5 MPa的SF_(6)气体在di/dt=20 A/μs条件下的开断表现接近。基于实验结果提出了灭弧室结构的改进方案,并进行了实验验证文中的研究为C_(4)F_(7)N混合气体断路器的开发与设计提供了参考。