[发明专利]一种用于替代六氟化硫的绝缘混合气体及其应用

说明书

本发明涉及电力系统气体绝缘检测技术，具体涉及一种用于替代六氟化硫的绝缘混合气体及其应用。所述绝缘混合气体由组元1和组元2组成，所述组元1为八氟环丁烷；所述组元2选自反式‑1‑氯‑3,3,3‑三氟丙烯、2‑氯‑3,3,3‑三氟丙烯和顺式‑1,1,1,4,4,4‑六氟‑2‑丁烯中的一种。本发明的绝缘混合气体具有和六氟化硫相当甚至更加优异的绝缘性能，而且具更低的GWP值；由于组元1和组元2形成了具有类似单一气体特性，在降低液化温度的同时，保留了原有气体的绝缘强度、低GWP、低毒性的优势。该绝缘气体特别适用于中高压领域的气体绝缘电气变压器、输送或分配电力的气体绝缘线、或者连接器/切断器。

技术领域

本发明属于电力系统气体绝缘检测技术领域，特别涉及一种用于替代六氟化硫的绝缘混合气体及其应用。

背景技术

六氟化硫是一种无色无味无毒的强电负性气体，它作为一种优良的绝缘与灭弧介质，常用于气体绝缘电气设备中。但是六氟化硫的全球变暖潜能值高，环保性能指标较低，按100年时间来估算，它的温室效应值约为二氧化碳的23900倍，是《京都协议书》中列出的六种禁止排放的温室气体之一。2016年，《巴黎协定》提出21世纪下半叶实现温室气体的净零排放。而目前，大气中六氟化硫的浓度正以每年8.7％的速率递增，且来自电力工业的六氟化硫排放量在六氟化硫排放总量中占比极高。因此，寻找绝缘性能与六氟化硫相当甚至优于六氟化硫，且具有良好环保特性与理化特性的气体作为绝缘介质替代六氟化硫，即发展六氟化硫替代技术，能从根源上减少六氟化硫的使用，具有十分重要的意义。

国内外研究者积极寻找六氟化硫(SF₆)的替代气体。美国国家标准研究院(NIST)、美国电力研究协会(EPRI)、日本电气学会等机构从击穿特性、开断特性、化学分解特性等方面综合评价了近百种气体及其二元或多元混合气体，筛选出十几种潜在SF6替代气体并提出了应用性建议。目前，潜在的六氟化硫替代气体可主要分为三类：第一类：采用自然气体替代SF₆气体，如二氧化碳、氮气、干燥空气，但这些天然气体的绝缘性能远不如SF6气体；第二类：采用六氟化硫混合气体替代六氟化硫气体，如SF₆/N₂、SF₆/CO₂、SF₆/CF₄等。然而，采用SF₆混合气体不能从根本上替代SF₆的使用。第三类：采用环保型绝缘气体替代SF₆气体，如八氟环丁烷(c-C4F8)、三氟碘甲烷(CF3I)、七氟异丁腈(C4F7N)、全氟五碳酮(C5F10O)、1,3,3,3-四氟丙烯等。上述绝缘气体存在或GWP值偏高、或液化温度较高、或毒性较大等缺点。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供了一种用于替代六氟化硫的绝缘混合气体。

为此，本发明所提供的绝缘混合气体由组元1和组元2组成，所述组元1为八氟环丁烷；所述组元2选自反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯、顺式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯中的一种。

可选的方案中，所述绝缘混合气体具有类似单一气体特性，并且绝缘混合气体的液化温度小于混合气体中每种组元的液化温度。

可选的，所述组元1的质量百分数为12％～51％，组元2的质量百分数为49％～88％。

进一步的方案中，本发明的绝缘气体包含组元3，组元3选自氮气、氧气、空气和二氧化碳中的任意一种或两种以上的混合。

可选的方案中，以质量百分比为100％计，所述绝缘混合气体由组元1、组元2和组元3的质量百分数分别为：15.4％～43.6％：39.6％～84.1％：0.5％～23％。

本发明的绝缘混合气体在气体绝缘电气变压器、输送或分配电力的气体绝缘线、连接器或切断器中应用。