张垒 赵艳涛 闫飞越 张路阳

摘 要：SF6气体凭借优异的绝缘及灭弧性能，在GIS中广泛应用。但是，由于其强烈的温室效应，寻找优异的替代气体显得日益重要。本文对GIS母线采用SF6/N2混合气体时的绝缘和温升性能进行研究，为SF6/N2混合气体母线的研制及产品化应用提供了理论和实践依据。

关键词：SF6/N2混合气体;绝缘性能;温升性能

中图分类号：TM595文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）08-0134-03

Development of GIS Bus Adopting SF6/N2 Gas Mixtures

ZHANG Lei ZHAO Yantao YAN Feiyue ZHANG Luyang

（Henan Pingzhi High-voltage Switchgear Co.， Ltd.，Pingdingshan Henan 467013）

Abstract： SF6 is widely used in GIS due to the excellent performance of insulation and arc extinguishing. However， because of the strong greenhouse effect， it is increasingly important to find out the substitution. The capability of insulation and temperature rise of GIS bus adopting SF6/N2 gas mixtures had been studied in this paper，which provided theoretical and practical basis for the development and productized application of bus adopting SF6/N2 gas mixtures.

Keywords： SF6/N2 gas mixtures;insulating property;temperature performance

SF6气体具有绝缘强度高、自恢复能力强等优点，广泛应用于高压开关领域。但是，SF6气体是被列入《京都议定书》的温室效应气体。因此，研究替代SF6的绝缘气体具有重要的环保意义。

SF6替代气体的研究基于两个思路。其一，寻找新型绝缘气体，直接替代SF6作为绝缘介质。其二，寻找SF6的混合物作为绝缘介质。目前，SF6/N2混合气体被公认是比较好的替代方案，肖登明、邱毓昌等对SF6/N2的绝缘性能进行了研究[1]。但是，针对GIS产品，利用SF6/N2混合气体的绝缘和温升性能，开展的研究和产品设计还比较少。

1 SF6/N2混合气体的绝缘性能

根据流注放电理论，混合气体发生自持放电的条件为：

[oxcrαdx=K]                                   （1）

式中，[α]为SF6/N2混合气体的有效电离系数;[K]为常数。

根据文献[2]，在SF6/N2组成的混合气体中，若SF6的体积分数为[x]，那么SF6/N2混合气体发生自持放电条件中的常数[K]满足以下条件：

[K=xKSF6+（1-x）KN2]                 （2）

式中，[KSF6=10.5];[KN2=5.0]。

式（1）中，混合气体的有效电离系数[α]等于构成混合气体的各组分气体有效电离系数按分子数量的加权平均值，故SF6/N2混合气体的有效电离系数为：

[α=xαSF6+1-xα]                    （3）

根據SF6气体放电理论，其有效电离系数[αSF6]满足关系[3]：

[αSF6P=ksEP-EPcr]                       （4）

根据N2气体放……