[发明专利]一种检测放电工况下断路器中气体分解产物的方法及系统

权利要求书

1.一种检测放电工况下断路器中气体分解产物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，利用密度泛函理论对气体各粒子进行优化，并分别构建各气体粒子对应的模型；

步骤2，根据各气体粒子中化学键键能的大小，确定初始状态下气体分子的解离路径或电离路径；

步骤3，基于密度泛函理论对解离路径上涉及气体粒子的结构进行优化，并构建解离路径或电离路径上涉及气体粒子的模型；

步骤4，重复步骤1)至步骤3)，验证不同泛函和基组下的计算结果，与NIST-JANAFThermochemical Tables数据库中的数据进行对比，根据对比结果确定精度最高的泛函与基组；

步骤5，利用薛定谔方程计算气体中性分子、正离子和负离子的能量，通过能量关系计算气体分子及其产物的亲和能与电离能，根据得到的亲和能与电离能，评估气体分子电离或吸附的难易程度；

步骤6，检测放电工况下气体的分解产物，分析分解产物的形成机理。

2.根据权利要求1所述的检测放电工况下断路器中气体分解产物的方法，其特征在于，所述步骤1中，气体粒子包括气体分子、正离子、负离子和自由基。

3.根据权利要求1所述的检测放电工况下断路器中气体分解产物的方法，其特征在于，所述步骤6中，通过搭建局部放电分解产物检测实验平台，基于气相色谱质谱法检测放电工况下气体的分解产物。

4.一种实现权利要求3所述方法的检测放电工况下断路器中气体分解产物的系统，其特征在于，包括局部放电检测装置，所述局部放电检测装置包括检测电极(4)，所述检测电极(4)包括检测腔体以及设置于检测腔体内的针电极和板电极，所述针电极和板电极连接在变压器T的副边绕组上，并通过变压器T与电源相连；所述变压器T副边绕组一端串联保护电阻R1后分别与针电极和耦合电容C相连，另一端串联检测阻抗R2后与板电极相连，且板电极接地；耦合电容C的另一端连接在变压器T副边绕组与检测阻抗R2之间；检测阻抗R2与局部放电分析仪(6)电连接；检测电极(4)的检测腔体通过气体循环泵(3)与气相质谱色谱联用仪(5)相连，气相质谱色谱联用仪(5)与计算机连接；

气体混合装置包括C₄F₇N罐体和CO₂罐体，所述C₄F₇N罐体和CO₂罐体通过三通阀汇合后输送至回收装置(2)或检测电极(4)。

5.根据权利要求4所述的检测放电工况下断路器中气体分解产物的系统，其特征在于，所述气相质谱色谱联用仪(5)上连接有He气罐。

6.根据权利要求4所述的检测放电工况下断路器中气体分解产物的系统，其特征在于，所述检测腔体为S304不锈钢腔体，容积为10L，能够承受0.6Mpa气压。

7.根据权利要求4所述的检测放电工况下断路器中气体分解产物的系统，其特征在于，所述针电极的直径为6mm，厚度为62mm，针尖部分为10mm，曲率半径为0.25mm。

8.根据权利要求4所述的检测放电工况下断路器中气体分解产物的系统，其特征在于，所述板电极的直径为40mm，厚度为20mm，板电极与针电极之间的间距为10mm。