[发明专利]一种中高压电气设备绝缘和灭弧介质及其选取方法

说明书

本申请提供了一种中高压电气设备绝缘和灭弧介质及其选取方法，所述绝缘和灭弧介质为全氟酮混合气体，全氟酮混合气体具有绝缘强度高，温室效应低，可替代六氟化硫作为新一代气体绝缘和灭弧介质，可广泛应用于气体绝缘变压器、气体绝缘组合电器、气体绝缘输电管道等高压电气设备。通过本申请提供的选取方法可以简单、高效地选取出适合不同环境温度下不同中高压电气设备的绝缘和灭弧介质的比例，获得综合性能最优的绝缘和灭弧介质。

技术领域

本申请涉及绝缘介质领域，尤其涉及一种中高压电气设备绝缘和灭弧介质及其选取方法。

背景技术

六氟化硫(SF₆)气体具有优良的绝缘与灭弧性能，以其作为绝缘和灭弧介质的电力设备在110kV以上系统中占绝对主导地位。但是，SF₆气体在应用中面临着两个非常严重的问题：①SF₆气体是一种严重的温室效应气体，其全球变暖潜能(global warmingpotential,GWP)大约为二氧化碳(CO₂)的23900倍，并在1997年签订的《京都议定书》中被列入排放受限制的6种温室效应气体之一；②SF₆气体的液化温度较高，限制了其在高寒地区的应用，如0.1MPa和0.6MPa时SF₆气体的液化温度分别约为-64℃和-25℃，而0.1MPa和0.6MPa时CO₂的液化温度分别约为-78.5℃和-53℃。

目前，氮气(N₂)和干燥空气也被作为绝缘介质用于中压环网柜等设备中，含少量SF₆气体的SF₆-N₂混合气体已成功应用于气体绝缘变压器和气体绝缘管道等设备中，同时还研究了其他SF₆混合气体、干燥空气、CO₂等。然而，由于N₂和干燥空气绝缘强度较低，仅为SF₆气体的三分之一左右，导致以其为绝缘介质的设备体积较大、充气压力较高、成本较高，并且SF₆气体含量依然较高，对环境的威胁依然较大。

发明内容

本申请提供了一种中高压电气设备绝缘和灭弧介质及其选取方法，以解决现有绝缘和灭弧介质绝缘性能低、对环境威胁大的问题。

第一方面，本申请提供了一种中高压电气设备绝缘和灭弧介质的选取方法，所述绝缘和灭弧介质为全氟酮混合气体，所述选取方法包括：

获取所述中高压电气设备所应用的环境温度和中高压电气设备的充气压力阈值；

根据所述环境温度，得到不同混合比例的全氟酮混合气体对应的饱和蒸气压和临界击穿场强；

根据所述充气压力阈值选取饱和蒸气压满足要求的多个不同混合比例的全氟酮混合气体；

比较所选取的多个不同混合比例的全氟酮混合气体对应的临界击穿场强，将数值最大的临界击穿场强所对应混合比例的全氟酮混合气体作为所述中高压电气设备用绝缘介质。

优选的，所述根据所述环境温度，得到不同混合比例的全氟酮混合气体对应的饱和蒸气压，包括：

采用克劳修斯—克莱普朗方程或者安托因方程得到所述环境温度下不同混合比例的全氟酮混合气体对应的饱和蒸气压。

优选的，所述根据所述环境温度，得到不同混合比例的全氟酮混合气体对应的饱和蒸气压，包括：

查询饱和蒸气压表，得到所述环境温度下不同混合比例的全氟酮混合气体对应的饱和蒸气压；

其中，所述饱和蒸气压表中保存了在不同环境温度下不同混合比例的全氟酮混合气体对应的饱和蒸气压。

优选的，所述根据所述环境温度，得到不同混合比例的全氟酮混合气体对应的临界击穿场强，包括：