（已批）SF6替代气体绝缘及局部放电性能的综合研究科技项目立项可行性分析报告（存档）

电负性气体缓冲气体混合气体工频直流冲击间距混合比压强局放试验击穿试验局放试验击穿试验不同缺陷电压类型影响因素与仿真结果对比，验证混合气体耐电强度与及其混合气体进行同条件下实验对比，提出最优配比组合图本项目技术路线主要技术难点首次针对多种电负性气体及其与缓冲气体混合气体放电机理进行深入研究。

以为例，首次提出对或混合气体局部放电能力进行研究，研究多因数对混合气体局部放电性能影响规律及混合气体协同效应首次提出在针板缺陷下，分别在不同放电时间综合放电情况下对几种纯电负性气体及其与缓冲气体混合气体从局部放电起始力搬运专家咨询费专家咨询管理费日常实验器材管理维护二资本性支出总计资本性支出设备购置费附表安装调试费其它费用总计其中外委费附表八经费预算详细说明详见备注九有关证明文件编写要求科技应用示范项目依托工程单位对项目意见及盖章申请单位已有工作基础证明材料参与项目结题证明，荣誉证书软硬件平台照片附表仪器设备购置预算明细表单价万元以上单位万元附表仪器设备试制预算明细表单价万元以上单位万元序号设备名称单台价值万元台件拟试制数量台件总价备注单价万元以上设备合计单价万元以下设备累计序号设备名称单价万元台件拟购置数量台件总价备注气体局部放电装置装置主体罐体设计与制造单价万元以上设备合计单价万元以下设备累计附表现有仪器设备使用明细表单价万元以上单位万元序号设备名称设备型号单价数量台件总价隶属单位设备状况购置时间使用费计算单价附表软件购置预算明细表单价万元以上单位万元序号软件名称单价万元套拟购置数量套软件总价备注电磁场仿真单价万元以上软件合计单价万元以下软件合计累计附表外委费预算明细表单位万元序号拟协作研究任务名称拟协作研究任务内容经费预算累计对混合气体和混合气体耐电性能进行了研究。

文献针对混合气体局部放电性能进行了研究，分析了混合比气体压强电极距离等因素对混合气体局部放电起始电压影响。

文献从击穿和局部放电角度对混合气体和混合气体进行了研究，并与混合气体进行了对比分析。

文献描述了从局部放电到击穿过程，并对放电过程中产生光变化进行研究。

综上，目前国内外对及其混合气体替代气体可能性研究刚刚起步，仅对开断性能进行了初步研究，还需进步从工频击穿实验和实验分别对纯及其混合气体击穿特性和特性进行系统研究，同时对纯气体及其混合气体从局部放电起始到击穿不同阶段放电特性进行研究对于研究虽然比较丰富，但针对其混合气体在直流和冲击电压下绝缘状态还存在空白对和研究仅停留在气体放电属性初级阶段，还需对其与缓冲气体混合比项目简表项目名称替代气体绝缘及局部放电性能综合研究项目负责人姓名张晓星工作单位重庆大学性别男年龄职称教授项目分类发电能源输电变电次配电次电力建设系统运行继保自动化电网规划设计技术通信及信息技术计量营销智能电网新技术综合研究项目起止时间年月年月申请经费总额万元项目摘要字以内国内外大量研究发现，和气体都是环境友好型气体，其温室效应影响和大气寿命极小，同时还具有良好绝缘性能和理化性质，被认为最有可能替代气体作为绝缘介质用于电气设备中。

但以上纯净电负性气体存在液化温度高放电会析出碳粒子或碘粒，安交通大学学报肖登明几种混合气体耐电强度及分析上海交通大学学报陈庆国，肖登明等混合气体放电特性西安交通大学学报肖登明几种混合气体耐电强度及分析上海交通大学学报，急需寻找环境友好型替代品作为绝缘介质用于电气设备中，缓解环境温室效应。

而和是无色无味无毒不可燃气体，是目前发现绝缘和灭弧性能较好可替代气体，其中不但小于，而且其大气寿命短，约为年为，是三分之和对大气环境危害程度也远低于。

以上气体臭氧消耗潜在值均约为。

如果将其作为绝缘介质用于电气设备中必将大大减小电力工业对环境污染程度，同时可以提高电力工业环保形象，对于推广使用环保型替代气体起到了先锋模范作用，大量使用后可降低替代气体使用成本，进步提升新型绝缘气体性价比。

二项目研究背景早在年代，国外学者开始研究用和缓冲气体等混合气体作为电气设备绝缘介质，几十年来，混合气体研究取得了定成果，但是含量通常较高大于不能从根本上解决气体带来温室效应问题。

鉴于环保要求，国外也对些和样含有原子电负性气体进行大量研究，近年来，三氟碘甲烷八氟环丁烷全氟丙烷六氟乙烷等气体被认为是最具有潜质替代气体作为新绝缘介质用于气体绝缘设备中。

等通过研究得出纯气体绝缘性能是相同条件下气体倍，混合气体伏秒特性近似与气体相同等通过研究指出在气体不均匀电场中飞弧电压低于气体，但是在均匀电场下，气体飞弧电压高于气体，同时，气体伏秒特性受电场均匀程度影响比较严重日本东京电机大学等通过研究表明，混合气体开断性能其是倍，同时开断性能随比例增大线性增强，而则是非线性增强，即呈现协同效应，因此混合气体开断性能要强于，指出混合气体最适合用于中用作绝缘介质等学者通过脉冲汤森实验对及混合气体进行研究，混合气体临界耐电强度基本与纯气体相等，。

混合气体作为绝缘介质应用已引起了国内外电力和环境相关专家重视。

年美国国家标准和技术协会技术会议上把混合气体列为未来应该长期研究有潜力绝缘气体，年日本东京电力工业中心研究机构和东京大学提出了应用混合气体作为绝缘介质。

日本东京大学研究了间隙下混合气体交流击穿电压。

文献仅从降低液化温度角度研究了中添加，以及气体后击穿特性，而没有考虑混合气体温室效应指数，文献虽然在研究混合气体耐电特性时，考虑了混合气体温室效应指数，但是对于混合气体适用环境没有进行研究，文献用击穿实验方法对混合气体耐电性能进行了研究，分析了气体与气体协同效应，并与气体相应性能进行了对，杰，唐炬，肖淞，张敏混合气体局部放电特性实验研究高电压技术张晓星，周君杰，唐炬，卓然，谌阳混合气体在针板电极下局部放电绝缘特性实验研究电工技术学报四项目研究内容技术路线与实施方案主要研究内容主要技术内容拟采用理论研究结合试验研究思路，开展两个方面工作替代气体放电机理研究主要研究在替代气体电子崩放电阶段，不同放电参数对电子崩发展所起作用，其结果对于预测和控制绝缘气体击穿有较大帮助。

击穿和局部放电实验研究。

在定实验条件诸如不同电场分布不同电压波形下，直接测得替代气体绝缘气体耐电强度和局部放电强度，并对机理研究结果进行修正和补充。

其技术路线具体如下理论研究采用蒙特卡罗模拟方法，建立微观模型，结合稳态汤生实验法，拟合求出电负性气体及其与缓冲气体混合气体电离系数密度比电离系数分子数密度以及吸附系数密度比ηη吸附系数，模拟粒子在气体中运动过程，计算电子碰撞截面如动量转换截面激发碰撞截面电离碰撞截面和附着截面等速度分布电子能量分布和放电参数之间关系，模拟气体中电子崩发展过程。

通过上述参数最终得出电负性气体及其与缓冲气体混合气体耐电强度，为后续实验提供理论指导。

绝缘特性及局部放电特性试验研究调压器隔离变压器试验变压器保护电阻电容分压器气体放电分解装置天线检测阻抗耦合电容示波器图替代气体综合放电特性试验连接图采用已研制替代气体实验装置，试验接线如图所示。

通过针板电极分别对电负性气体及混合气体进行工频直流冲击电压下击穿实验，得到电负性气体及混合气体在不同电场下击穿特性，通过计算得到混合气体在不同电场分布情况下绝缘特性及协同效应，并与理论计算值进行比较模拟气体绝缘电气设备中典型绝缘缺陷，采用不同间距不同混合比和不同压力，测量混合气体局部放电起始电压，结合测得实验数据和波形与相应性质进行对比对电负性气体及混合气体从局部放电起始到击穿进行长时间持续实验，对其综合放电特性进行研究，为混合气体替代作为新绝缘介质用于电气设备绝缘介质奠定坚实理论基础和应用实验基础。

电负性气体缓冲气体混合气体工频直流冲击间距混合比压强局放试验击穿试验局放试验击穿试验不同缺陷电压类型影响因素与仿真结果对比，验证混合气体耐电强度与及其混合气体进行同条件下实验对比，提出最优配比组合图本项目技术路线主要技术难点首次针对多种电负性气体及其与缓冲气体混合气体放电机理进行深入研究。

以为例，首次提出对或混合气体局部放电能力进行研究，研究多因数对混合气体局部放电性能影响规律及混合气体协同效应首次提出在针板缺陷下，分别在不同放电时间综合放电情况下对几种纯电负性气体及其与缓冲气体混合气体从局部放电起始用人工费学生劳务设备费仅限于研发阶段产生设备软件费用，单价不得超过万。

购置设备费附表试制设备费附表现有仪器设备使用费附表软件购置费附表材料费电负性气体和缓冲气体及各种标气采购与电缆电极磨损更换实验罐体维护清洗罐体溶剂点焊锡及胶等消耗品购买测试化验加工费理论分析软件研制模拟实验万元年年万元燃料动力费电水等费差旅费调研会议费参加国际或全国会议注册费用国际合作与交流费国际交流和国际间信件费用出版印刷文献信息传播知识产权事务费出版印刷文献信息传播知识产权事务费技术培训费用于软件学习交流劳务费实验器材安装及人力搬运专家咨询费专家咨询管理费日常实验器材管理维护二资本性支出总计资本性支出设备购置费附表安装调试费其它费用总计其中外委费附表八经费预算详细说明详见备注九有关证明文件编写要求科技应用示范项目依托工程单位对项目意见及盖章申请单位已有工作基础证明材料参与项目结题证明，荣誉证书软硬件平台照片附表仪器设备购置预算明细表单价万元以上单位万元附表仪器设备试制预算明细表单价万元以上单位万元序号设备名称单台价值万元台件拟试制数量台件总价备注单价万元以上设备合计单价万元以下设备累计序号设备名称单价万元台件拟购置数量台件总价备注气体局部放电装置装置主体罐体设计与制造单价万元以上设备合计单价万元以下设备累计附表现有仪器设备使用明细表单价万元以上单位万元序号设备名称设备型号单价数量台件总价隶属单位设备状况购置时间使用费计算单价附表软件购置预算明细表单价万元以上单位万元序号软件名称单价万元套拟购置数量套软件总价备注电磁场仿真单价万元以上软件合计单价万元以