非平衡态sf6等离子体弛豫特性研究

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1、非平衡态SF6等离子体弛豫特性研究夏亚龙林莘徐建源庚振新张佳沈阳工业大学电气工程学院摘要：木文从等离子体动力学的角度出发，求解描述带电粒子碰撞过程的Fokker-Planck动力学方程，计算非平衡态下SF&等离子体中电子的慢化频率、偏转频率、平行扩散频率和动能交换频率，分析了电子速度减慢、动能耗散以及电子与重粒子间动能传递的能力;求解粒子间能量变化率，得到电子-电子、电子-重粒子、重粒子-重粒子间通过碰撞达到温度平衡所用的时间。研究结果表明:SFe等离子体由非平衡态向平衡态过渡所需的时间应该采用电子-重粒子间的温度平衡吋间表征，压强

2、0.1〜2.0MPa下，当SFs气体处于绝缘介质和导电通道临界状态时（等离子体温度3500〜4000K）,SF&等离子体由非平衡态过渡到平衡态所用的时间在9.5〜535.9us之间；高压断路器介质恢复（热恢复过程持续时间10us左右）和隔离开关多次重燃（单次燃弧持续时间小于10us）等过程中的非平衡态SF6等离子体很难过渡到平衡态。关键词：非平衡态;SF6;等离子体;弛豫特性;作者简介：夏亚龙，男，1989年生，博士生，研究方向为现代电气设备设计理论与技术等。E-mail:xia.yalong@163.com（通信作者）作者简介：林

3、莘，女，1961年牛，教授，博-上牛导师，研究方向为高压电器、高电压与绝缘技术、智能电器等。E-mai1:sylinxin@163.com收稿日期：2017-01-23基金：国家自然科学基金重点资助项目（51637006）StudyontheRelaxationCharacteristicsofNon-equi1ibriumSF6PlasmaXiaYalongLinXinXuJianyuanGengZhenxinZhangliaSchoolofElectricalEngineeringShenyangUniversityofTech

4、nology;Abstract：ThispapersolvedtheFokkcr-Planckdynamicequationwhichdescribingthecollisionprocessofchargedparticlesfromtheviewofplasmadynamics,theslowingdownfrequency,deflectionfrequency,paralleldiffusionfrequencyandkineticenergyexchangefrequencyofelectroninthenon-equi1

5、ibriumSF6arcplasmawereobtained.Alltheseparameterswereusedtoanalyzetheabilityofelectronveloeityslowing,kineticenergydissipationandkineticenergyexchangebetweenelectronsandheavyparticlesduringthecollisionprocess.Thenthoughcalculatedtheenergychangeratebetweenparticles,thet

6、imetoreachthetemperaturebalancebetweenelectrons,heavyparticles,electronsandheavyparticlesduetocollisionweregot.ThecalculatingresuItsshowthat,thetransitiontimerequiredfromnon-equilibriumtoequilibriumstateforSF6plasmashouldbecharacterizedbythetemperatureequilibriumtimebe

7、tweenelectronsandheavyparticles.WhentheSFfigasisinthecriticalstate,theboundarybetweeninsulatingmediumandconductivechannel,whosetemperatureisabout3500〜4000K,thetransitiontimefromnon-cqu订ibriumtoequilibriumstateisabout9.5〜535.9us,underthepressureof0.1〜2.0MPa.Itisverydiff

8、icuIttoreachtheequilibriumstatefornon-equilibriumSF6plasma,whichisduringthedielectricrecoveryprocessinSF6circuitbreak