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摘要
环境友好型SF6替代气体的相关研究目前受到了极大的重视。文中介绍了国内外基于密度泛函理论(density functional theory, DFT)SF6替代气体筛选方法的相关研究,详细阐述了预测未知绝缘气体的绝缘强度和液化温度的筛选方法,分析了计算选择的泛函、基组对计算结果的影响,指出了在M06-2X/6-311+G(3df)级别下计算值与实验值偏差较小。对比了预测时选择的气体分子微观参数对预测结果的影响,分析表明分子表面静电势与液化温度和绝缘强度相关性较强。提出了卤族元素取代对气体分子的绝缘强度和液化温度的影响及其变化规律,即随着卤族元素相对分子质量的增大,绝缘强度和液化温度也相应升高的变化规律。此外,电子碰撞电离的碰撞截面是筛选完成后进行绝缘特性研究的重要参数,通过对比基于密度泛函理论在DM公式和改进后的DM公式下的碰撞截面值,结果表明改进后的DM公式提高了计算结果的准确性。最后指出了未来研究发展的方向,考虑气体的绝缘、灭弧、环保等多个方面建立了SF6替代气体的综合评价体系。
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单位南方电网科学研究院有限责任公司; 西安交通大学; 电力设备电气绝缘国家重点实验室
