C4F7N/CO2混合气体熄弧特性试验研究
王佳田，林莘，张佳，庚振新，徐建源，刘鹏飞，王强
（沈阳工业大学 电气工程学院，辽宁 沈阳 110870）
摘 要：为研究全氟异丁腈（C4F7N）与二氧化碳（CO2）混合气体的熄弧特性，利用LC振荡回路搭建电弧试验平台，对六氟化硫（SF6）、5%C4F7N/95%CO2以及9%C4F7N/91%CO2混合气体在0.6、0.8 MPa下进行20 kA短路电流开断试验，利用测量得到的电弧电压、电弧电流，计算电弧电导，进而研究C4F7N/CO2混合气体的熄弧性能。研究结果表明，随着C4F7N含量的增加，电弧电压熄弧峰值以及电弧电导与SF6气体逐渐接近，表现出优良的灭弧性能。
关键词：C4F7N/CO2混合气体；电弧试验；熄弧性能
中图分类号：TM501+.2 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2020)02-0046-05
Experimental Study on Arc Extinguishing Characteristics of C4F7N/CO2 Mixed Gas
WANG Jia-tian, LIN Xin, ZHANG Jia, GENG Zhen-xin, XU Jian-yuan, LIU Peng-fei, WANG Qiang
（School of Electrical Engineering, Shenyang University of Technology, Shenyang 11 0870, China）
Abstract: In order to study the arc-extinguishing characteristics of C4F7N and CO2 mixed gas, the arc test platform was built by LC oscillation circuit, and 20 kA short circuit current breaking tests were carried out with SF6, 5%C4F7N/95%CO2 and 9%C4F7N/91%CO2 mixed gas at 0.6 MPa and 0.8 MPa. The measured arc voltage and arc current were used to calculate the arc conductance, so as to study on the arc-extinguishing performance of C4F7N/CO2 mixed gas. The results show that with the increase of C4F7N content, the arc voltage quenching peak and arc conductance are close to those in the SF6 gas, showing a strong arc-extinguishing ability.
Key words: C4F7N/CO2 mixture gas; arcing experiment; arc extinguishing performance
参考文献
[1] OKABE S, WADA J, UETA G.Dielectric properties of gas mixtures with C3F8/C2F6 and N2/CO2[J].IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation，2015，22(4)：2108-2116.
[2] 林莘. 现代高压电器技术[M]. 北京：机械工业出版社，2004.
[3] HERMANN J K.Gas insulated substations[M]. Chichester：Wiley-IEEE Press，2014.
[4] 陈会利. SF6/ N2 及SF6/ CF4混合气体放电特性研究[D]. 沈阳：沈阳工业大学，2018.
[5] 赵虎，张晗，李兴文，等. SF6-CO2 和SF6-CF4混合气体断路器的喷口压力特性[J]. 高电压技术，2016，42(6)：1767-1774．
[6] 肖登明，焦俊韬，YAN Jiudun. 环保型绝缘气体的灭弧能力分析[J]. 高电压技术，2016，42(6)：1681-1687．
[7] MAIK H, TOBIAS H, PASCAL M, et al.Alternative Gas Insulation in Medium-Voltage Switchgear[C]//23rd International Conference on Electricity Distribution，2015.
[8] KIEFFEL Y, IRWIN T, PONCHON P, et al.Green gas to replace SF6 in electrical grids[J]. IEEE Power and Energy Magazine，2016，14(2)：32-39.
[9] KIEFFEL Y, BIQUEZ F. SF6 Alternative Development for High Voltage Switchgears[C]//IEEE Electrical Insulation Conference，2015.
[10] 周文俊，郑宇，高克利，等. 环保型绝缘气体电气特性研究进展[J]. 高电压技术，2018，44(10)：3114-3124．
[11] WU Y, WANG C, SUN H, et al.Properties of C4F7N-CO2 thermal plasmas：Thermodynamic properties, transport coefficients and emission coefficients[J].Journal of Physics D：Applied Physics，2018，51(15)：155-206.
[12] HERMOSILLO V, GREGOIRE C, VANCELL D, et al. Performance Evaluation of CO2/Fluoronitrile Mixture at High Short Circuit Current Level in GIS and Dead-Tank High-Voltage Circuit Breakers[C]//CIGRE，2018.
[13] HOPF A, BRITTON J, ROSSNER M, et al. Dielectric Strength of SF6 Substitutes, Alternative Insulation Gases and PFC-gasmixtures[C]//IEEE Electrical Insulation Conference，2017.
[14] 李祎， 张晓星， 陈琪， 等. 气体绝缘介质C4F7N的急性吸入毒性试验[J]. 高电压技术，2019，45(1)：109-116．
[15] 李志闯，丁卫东，高克利，等. C4F7N/CO2混合气体中环氧绝缘子雷电冲击沿面绝缘特性[J]. 高电压技术，2019，45(4)：1071-1077．
[16] 侯华，颜湘莲，余小娟，等. 分子筛吸附C4F7N/CO2混合绝缘气体及其分解产物的理论研究[J]. 高电压技术，2019，45(4)：1040-1047．
[17] 姜旭，霍鹏，朱会，等. 环保型C4F7N/CO2混合气体试验平台搭建及绝缘特性分析[J]. 高压电器，2018，54(7)：179-183．
[18] 李兴文， 邓云坤， 姜旭， 等. 环保气体C4F7N 和C5F10O与CO2混合气体的绝缘性能及其应用[J]. 高电压技术，2017，43(3)：708-715．
[19] 王凌志，周文俊，张天然，等. C4F7N/CO2混合气体在均匀和极不均匀电场下的工频绝缘性能[J]. 高电压技术，2019，45(4)：1101-1107．
