[发明专利]一种绝缘替代气体性能评估方法、装置和设备

说明书

本申请公开了一种绝缘替代气体性能评估方法、装置和设备，从潜在替代气体的预置量测指标入手，获取满足预置量测指标的潜在替代气体作为待研究的目标气体，通过分析目标气体的饱和蒸气压特性，选取适用温度范围内的充气压力极限值，进行目标气体的绝缘介质击穿实验和气固结合绝缘性能的预置实验，获得气体的绝缘性能与自恢复特性，根据实验结果对目标气体作为替代气体的性能进行分析，得到目标气体替代SF₆气体作为绝缘气体的可行性评估结果，从目标气体的量测指标、饱和蒸气压特性、绝缘性能、击穿分解特性、自恢复特性等方面，定量地给出了一套完整的测试方案与评价体系，为绝缘替代气体的研究提供了指导。

技术领域

本申请涉及电气技术领域，尤其涉及一种绝缘替代气体性能评估方法、装置和设备。

背景技术

空气、CO₂、N₂以及SF₆作为气体绝缘介质应用于各种电压等级的电气设备中，其中SF₆气体凭借其优秀的绝缘性能与灭弧能力，以及稳定的化学特性、无毒性、不易燃等特点，在中高压电气设备中占据着支配地位。气体绝缘开关GIS、气体绝缘母线GIB以及气体绝缘输电管道GIL等高压输电系统的重要组成部分，几乎全部采用SF₆及其混合气体作为气体绝缘介质。目前，每年约有1万吨SF₆气体应用于电气领域，占SF₆总使用量的80％以上；但是SF₆气体的温室效应潜能值(GWP)是CO₂气体的23900倍，具有极强的吸收红外射线能力，而且在大气中的存留时间长达3200年，是造成全球气候变暖的重要原因，而且SF₆气体在发生击穿放电时，会分解产生S₂F₁₀等有毒的含氟化合物，严重威胁生产安全与人员健康，因此，寻找绝缘强度与SF₆性能相当甚至更好，且液化温度较低的绝缘替代气体成为当前的重点研究方向。

目前对于绝缘替代气体的研究刚刚起步，往往针对的是某一种有潜力的气体展开某一特定方面的实验研究。如针对CF₃I、c-C₄F₈、C₄F₇N、C₅F₁₀O等绝缘替代气体展开宏观绝缘实验与微观放电参数的研究。但是在实际应用过程中，受限于环境温度与电压等级等因素，绝缘替代气体的应用条件往往比较苛刻，必须在充气压力与液化温度之间寻找到平衡点。而现有的绝缘替代气体往往存在分子量较大、饱和蒸气压过低的问题，导致其应用范围较窄，并不能完美替代SF₆气体在电气领域中的使用。因此，需要继续拓宽潜在绝缘替代气体的研究范围，发掘更多的新型环保型气体并进行大量的实验研究，相应地在这个过程中会花费大量的时间精力与科研经费；而且每一种潜在绝缘替代气体的化学特性与电学参数不尽相同，实验表征手段也存在差异，难以形成统一的评价标准与有效的应用参考，对绝缘替代气体的研究成果转化造成困难。因此，提供一种可行的绝缘替代气体性能评估方法，为寻找绝缘替代气体的研究提供指导，以解决现有的由于潜在绝缘替代气体的化学特性与电学参数不尽相同，实验表征手段也存在差异，难以形成统一的评价标准与有效的应用参考，对绝缘替代气体的研究成果转化造成困难是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种绝缘替代气体性能评估方法、装置和设备，用于为寻找绝缘替代气体的研究提供指导，以解决现有的由于潜在绝缘替代气体的化学特性与电学参数不尽相同，实验表征手段也存在差异，难以形成统一的评价标准与有效的应用参考，对绝缘替代气体的研究成果转化造成困难的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种绝缘替代气体性能评估方法，包括：

获取待研究的目标气体，所述目标气体为满足预置量测指标的潜在替代气体；

基于所述目标气体的饱和蒸气压特性，确定预置温度范围内的充气压力极限值；