卓然,柯锟,张跃,傅明利,王邸博,向吉祥,张晓星

(1. 湖北工业大学电气与电子工程学院,湖北 武汉 430068；2. 南方电网科学研究院有限责任公司,广东 广州 510000；3. 武汉大学电气与自动化学院,湖北 武汉 430072)

0 引言

SF6因其优异的绝缘特性及灭弧特性,广泛应用于各类电气绝缘设备中[1—4]。然而,SF6具有很强的温室效应,其温室效应潜在值(global warming potential,GWP)高达CO2的23 500倍,在大气中的寿命超过3 000 a[5—6]。虽然《京都协议书》明确限制SF6的排放[7—8],但大气中SF6的含量仍以每年8.7%的速度增长,其中电力工业领域所使用的SF6气体占全球SF6总产量的80%[9]。为减少其使用量和排出量,国内外的科研工作者们不断寻找可替代SF6的绝缘气体。

替代气体的研究首先是将缓冲气体与SF6进行混合[10—12],但这无法从根本上解决SF6的温室效应。近期,C5F10O因良好的绝缘特性备受研究者关注。C5F10O的分子结构式为CF3C(O)CF(CF3)2,化学性质稳定,GWP值为1,大气寿命仅为15 d[13—15],对环境的影响远远小于SF6。不过由于在常压条件下,C5F10O的液化温度为26.9 ℃[13,16],为满足工程应用环境中不同的液化温度要求,需将其与CO2、N2、干燥空气等液化温度较低的大气成分混合之后再投入使用[17]。

国内外针对C5F10O及其混合气体作绝缘介质的研究已取得了一些成果。文献[17]通过比较准均匀电场下低压C5F10O、C5F10O/干燥空气与SF6直流击穿电压,得知在一定条件下C5F10O/干燥空气能够与SF6的绝缘强度相当,说明C5F10O混合气体有潜力替代中低压电气绝缘设备中的SF6；文献[18]证明了应用液化温度为-25 ℃的C5F10O/干燥空气混合气体可将空气开关柜的额定电压从12 kV提升至24 kV。文献……