sf_6n_2混合气体绝缘性能及其放电的光谱特性研究

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1、：密级分类号；ＴＭ８５５么立单位代码１０１４２ＵＤＣ：；？！乐復Ｊ寺少、賓硕占学位论文ＳＦ／Ｎ能及其放电的光谱特性研究ｇｓ混合气体绝缘性馨２０１巧１２学号；：单长巧作者学位类别：工程硕±领域：由气下稱论文类型：工程设计与研究．２０１６年３月４日沈阳工业大学硕士学位论文SF6/N2混合气体绝缘性能及其放电的光谱特性研究ResearchonBreakdownCharacteristicsandTheSpectralCharacteristicsatDischargeofSF6/N2Mixt

2、ures作者：单长旺单位：电气工程学院指导教师：林莘教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：单位：单位：论文答辩日期：2016年2月26日学位授予单位：沈阳工业大学摘要气体绝缘开关设备广泛的应用于电力系统中，设备的绝缘一直是一个十分严峻的问题，SF6气体因介电强度高、灭弧能力强等特点被广泛应用于气体绝缘设备中。由于SF6气体具有极强的温室效应和液化温度高等缺点，在全球范围内掀起了SF6替代气体的研究热潮。而干燥N2或空气的绝缘能力有限，且具有明显的极性效应，使得设备向小型化发展受到了限制。为了使设备在良好绝缘的前提下体积更小且对对环境的影响降到最低，本文对SF6/N2混合气体

3、展开研究，并对工程实践提出指导意见。本文根据SF6在气体绝缘设备中应用，设计实验模型对SF6及SF6/N2的绝缘和放电的光谱特性进行实验研究。通过测量SF6及SF6/N2混合气体在板-板电极下的击穿电压，分析混合气体的绝缘能力，寻找最佳混合比；采用光谱仪测量板-板电极下电弧等离子体的光谱信息，分析不同SF6混合比的混合气体在不同电极间距、不同压强下光谱信息的波长、光强和半高宽等参数信息，得到电子温度、电子密度随电极间距和气体压强的变化关系，推导和计算等离子的电导率参数的变化规律；通过测量棒-板电极下正负极性下的击穿电压，分析SF6及SF6/N2混合气体的极性效应。实验研究

4、表明：SF6与N2混合后具有良好的绝缘性能，SF6及SF6/N2混合气体的击穿电压与气体压强和极板间隙距离成线性关系，0.3MPa时当混合气体中SF6混合比仅为20%时，其击穿电压可达到相同条件下纯SF6气体的72%。保持极板间距不变，在0.1MPa-0.4MPa下SF6及SF6/N2混合气体气体放电时测得的光强、电子密度和电导率参数均随着气压的增大逐渐升高，电子温度逐渐减小；保持气体压强不变，SF6及SF6/N2混合气体放电时的光强随着极板间距的的增加逐渐升高，而电子温度、电子密度及电导率均基本保持不变；SF6/N2混合气体完全击穿时随着混合气体中SF6混合比的升高光强

5、逐渐增大，电子温度逐渐升高，电子数密度和电导率逐渐下降。棒-板电极不均匀电场下，N2负极性的击穿电压高于正极性的击穿电压，具有较高的极性效应，而SF6气体具有与N2相反的极性效应，表现为正极性的击穿电压略高于负极性的击穿电压，极性效应不明显；随着气压的升高，SF6及SF6混合气体正极性的击穿电压出现饱和现象，在0.25MPa-0.4MPa压强下出现鞍马效应，当混合气体中含有20%SF6气体时，随着压强的升高在0.25MPa-0.30MPa间气体的极性效应发生反转。通过研究提出在中压气体绝缘开关中采用低含量SF6/N2混合气体做绝缘的思路，并对工程实践提供实验支持和指导意见

6、。关键词：SF6，SF6/N2，击穿电压，电子温度，电子数密度，电导率，极性效应IAbstractGasinsulatedswitchgearequipmentiswidelyusedintheelectricpowersystem,theinsulationoftheequipmenthasbeenaveryseriousproblem,SF6iswidelyusedingasinsulatedequipmentduetothecharacteristicsofhighdielectricstrengthandstrongarcingability.DuetotheSF

7、6takesshortcomingsofstronggreenhouseeffectandhighliquefactiontemperature,aresearchboomonSF6alternativegasbecomesaglobalscalespark.DryairorN2possesseslimitedinsulationability,andhasobviouspolarityeffect,thedevelopmentofminiaturizationofdevicesislimited.Inordertomaket