热态SF6/N2混合气体击穿特性研究

作者：钟建英; 王志刚; 张博; 庚振新; 林莘

来源：高压电器, 2020, 56(07): 8-14.

DOI：10.13296/j.1001-1609.hva.2020.07.002

• 热态SF6/N2混合气体
• 粒子组分
• 玻尔兹曼方程
• 折合击穿场强

研究了热态SF6/N2混合气体的电击穿特性。在局部热力学和化学平衡假设下,采用质量作用定律法,计算压强0.01～2.00 MPa、温度300～4 000 K范围内的SF6/N2电弧等离子体各组分的摩尔分数,分析电弧熄灭过程热态SF6/N2电弧等离子体各粒子组分随温度和压强的变化过程。采用两项近似方法求解玻尔兹曼方程,得到了不同折合电场下热态SF6/N2混合气体的电子能量分布函数,分析不同碰撞过程中各微观粒子的折合电离系数和折合吸附系数,得到了热态SF6/N2混合气体的折合击穿场强(E/N)cr。研究表明:SF6/N2混合气体的折合击穿场强(E/N)cr随着电弧等离子体温度的降低而增大,其增大的速率主要与混合气体中SF6的分解复合特性有关,增大气压可有效抑制SF6在高温下的分解速度,加速电弧等离子体各粒子的复合过程,从而提高SF6/N2混合气体的(E/N)cr;40%SF6/60%N2和30%SF6/70%N2混合气体在2 000～3 500 K高温范围内的(E/N)cr分别至少高出相同条件下纯SF63 Td和6 Td;2 000 K温度以下,随着SF6的大量复合,混合气体折合击穿场强(E/N)cr快速增强,SF6含量越多增强速率越大,但仍低于相同条件下纯SF6的(E/N)cr。研究结果可为解决高压SF6/N2混合气体断路器弧后重击穿导致开断失败等问题奠定理论基础。

• 单位
  沈阳工业大学; 平高集团有限公司