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全氟异丁腈环保气体环网柜设计关键技术

高压电器 2024年第9期60卷 104-113,134页

作者：高克利颜湘莲黄印王雯高飞罗满勤文伟姚永其中国电力科学研究院有限公司电网环境保护全国重点实验室北京100192 湖南长高成套电器有限公司长沙410611 平高集团有限公司河南平顶山450003

为响应国家“双碳”战略,中国配电网正逐步禁止使用SF_(6)气体绝缘设备,全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)作为国际主流的SF_(6)环保替代气体之一,研发点多面广的C_(4)F_(7)N环保气体环网柜(C_(4)F_(7)N环网柜)显得尤为必要。文中针对C_(4)F_(7)... 详细信息

为响应国家“双碳”战略,中国配电网正逐步禁止使用SF_(6)气体绝缘设备,全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)作为国际主流的SF_(6)环保替代气体之一,研发点多面广的C_(4)F_(7)N环保气体环网柜(C_(4)F_(7)N环网柜)显得尤为必要。文中针对C_(4)F_(7)N环网柜设计关键技术开展研究,分析了C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体的绝缘和液化等关键性能,提出了绝缘设计的场强控制值并计算得到液化温度,优选了气压不变、C_(4)F_(7)N体积占比10%的混合气体技术方案。开展了C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体与铸钢、工程塑料、橡胶和环氧玻纤材料的热加速实验,发现气固材料试样相容性良好,并验证了环网柜整机的气固相容性可满足设备现场运行需求。对不同C_(4)F_(7)N体积占比的混合气体开展了三工位开关接地关合实验,获得了接地开关击穿特性、操作速度的影响及触头烧蚀状况,结果表明C_(4)F_(7)N体积占比10%下接地关合性能符合标准要求的连续多次关合工况,检验了C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体及设备设计技术方案的有效性。研发了C_(4)F_(7)N环网柜样机,通过了全套型式实验,产品在安徽电网示范并规模化应用。文中提出了采用C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体绝缘的环网柜设计关键技术,为C_(4)F_(7)N环保气体输变电设备研发及应用提供了有益参考。

关键词：全氟异丁腈混合气体 C_(4)F_(7)N环网柜气固相容性接地关合性能

CFN/CO及其分解气体与环氧树脂的相容特性分析

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电工技术学报 2024年

作者：段竣然颜湘莲高克利刘伟秦明辉韩冬张国强中国科学院电工研究所科大智能电气技术有限公司中国电力科学研究院有限公司中国科学院大学国网安徽省电力有限公司电力科学研究院

全氟异丁腈(C4F7N)混合气体绝缘电气设备正处于研发与小规模应用阶段，气固材料的相容性是普遍关注的问题之一。该文以氦气(He)为对照组，以气体电气设备常用的固体绝缘材料双酚A型环氧树脂为研究对象，开展了70℃和100℃条件下为期28... 详细信息

全氟异丁腈(C4F7N)混合气体绝缘电气设备正处于研发与小规模应用阶段，气固材料的相容性是普遍关注的问题之一。该文以氦气(He)为对照组，以气体电气设备常用的固体绝缘材料双酚A型环氧树脂为研究对象，开展了70℃和100℃条件下为期28天的相容性热加速试验。从气体组分、固体表面形貌、表面化学性质、玻璃化转变温度等方面评价了C4F7N/CO2混合气体及其分解气体两种气氛与双酚A型环氧树脂材料的相容特性。结合α-Al2O3掺杂微粒与环氧树脂基体的界面区理论，分析了环氧树脂试样电学性能的变化规律。研究结果表明，综合考虑气体与固体的相互作用，C4F7N/CO2及其分解气体与双酚A型环氧树脂具有良好的气固相容性。

关键词： C F N CO 分解气体双酚A型环氧树脂气固相容性

C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体与环网柜中固体材料的相容性试验

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电网技术 2023年第11期47卷 4790-4800页

作者：颜湘莲高克利韩冬黄印王雯陈图南中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192 中国科学院电工研究所北京市海淀区100190 中国科学院大学工程科学学院北京市石景山区100049 清华大学深圳国际研究生院海洋工程研究院广东省深州市518055

全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)环保气体是目前国际主流推广的SF6替代气体,C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体被广泛应用于环网柜等设备中。为了保障环网柜的长期稳定运行,需开展C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体与环网柜典型固体材料相容性研究。该文提... 详细信息

全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)环保气体是目前国际主流推广的SF6替代气体,C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体被广泛应用于环网柜等设备中。为了保障环网柜的长期稳定运行,需开展C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体与环网柜典型固体材料相容性研究。该文提出了热加速和电热联合两种气固相容性试验方法,先对C_(4)F_(7)N/CO_(2)及分解气体与金属、塑料、橡胶和环氧玻纤等环网柜固体材料进行热加速试验,对比分析试验前后的气体成分及固体表面形貌、元素构成和光谱特性等关键性能,掌握了气固材料试样的相容性规律;在此基础上,采用环网柜整机带电相容性试验方法,施加运行电压和加热温度模拟现场工况,检测气体状态和设备绝缘性能的差异,结果表明C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体与环网柜固体材料具有良好的相容性,满足长期可靠运行要求。该文提出的C_(4)F_(7)N混合气体与设备材料的气固相容性试验方法和规律等为环保气体电力设备的材料选型、设计研发提供了有益参考,具有重要的实用价值。

关键词： C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体环网柜固体材料气固相容性分解气体

基于第一性原理的新型环保绝缘介质CF_(3)SO_(2)F相容性评估

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高电压技术 2023年第7期49卷 2848-2857页

作者：万旭昊郭宇铮高克利周文俊郑宇龚升乐武汉大学电气与自动化学院武汉430072 中国电力科学研究院有限公司北京100192

利用基于第一性原理的计算模拟从微观角度研究了新型环保绝缘介质CF_(3)SO_(2)F与常见电工设备表面的气固相容特性。首先,应用前线分子轨道理论分析确定了CF_(3)SO_(2)F分子易与设备表面发生相互作用的潜在位点;然后,通过计算模拟分析了... 详细信息

利用基于第一性原理的计算模拟从微观角度研究了新型环保绝缘介质CF_(3)SO_(2)F与常见电工设备表面的气固相容特性。首先,应用前线分子轨道理论分析确定了CF_(3)SO_(2)F分子易与设备表面发生相互作用的潜在位点;然后,通过计算模拟分析了CF_(3)SO_(2)F气体介质与5种典型电工设备固体表面的作用强度和电荷转移,同时研究了SF_(6)气体作为对照;再后,深入分析了CF_(3)SO_(2)F与SF_(6)气体相似相容性质的来源;最后,通过分子动力学模拟研究了CF_(3)SO_(2)F与典型固体表面的动态相容性。结果表明,由于相似的活泼原子电子结构,CF_(3)SO_(2)F具有与SF_(6)相近的高稳定性与优秀气固相容性,尤其对于接触表面为铜、氧化铜、氧化铝和环氧树脂的电工设备中,但CF_(3)SO_(2)F与金属铝表面的相容性较差。实验验证了介质与氧化铜和氧化铝表面的优秀相容性,支持了计算方法的有效性。

关键词：第一性原理 CF_(3)SO_(2)F SF_(6) 气固相容性前线分子轨道理论