尤天鹏， 董旭柱， 周文俊， 郑宇， 李涵， 任书波

(武汉大学 电气与自动化学院，湖北 武汉 430072)

0 引 言

SF6气体绝缘变压器(gas insulated transformer,GIT)、环网柜等中压电力设备是以SF6气体为绝缘及冷却介质的设备，因其优良的绝缘、防火性能，广泛应用于地下变电所、地铁车站和人口密集区域等场所。每年约有10 000吨SF6气体应用于电力行业，占总使用量的80%以上[1]。然而SF6气体的大气寿命长达3 200年，具有极强的红外吸收能力，全球变暖潜能值(global Warming Potential，GWP)约为CO2的23 500倍，是导致全球变暖的重要因素之一[2]。在2 015年通过的《巴黎协定》为全球变暖变化做出了安排，特别强调在21世纪下半叶实现温室气体的零排放[3]。对SF6替代气体的寻找与研究显得势在必行[4]。

日本京都大学的山本等从7种氟氯类气体中筛选出了c-C4F8气体，c-C4F8气体的绝缘强度与SF6气体相近[5]。法国Alstom公司联合美国3M公司共同推出了g3气体(4%～10%C4F7N/CO2)，在0.1 MPa下C4F7N的绝缘强度约为SF6气体的2倍，该气体能降低设备对密封性的要求[6]。瑞士ABB公司的PC Stoller等对C5F10O混合气体进行了相关试验，升高气压后气体的绝缘强度与SF6气体类似[7]。

国内许多学者对在中压设备中有使用潜力的环保绝缘气体进行了大量研究。西安交通大学的王小华等对C5F10O气体进行了雷电冲击试验，并采用冲入CO2的方式提高气体压力。试验结果表明，随着气体压力的升高，雷电冲击的耐压增长趋势降低[8]。华北电力大学的屠幼萍等研究了直流电压下C4F7N的击穿特性、闪络电压和局放起始电压特性，并与SF6气体对比[9]。武汉大学周文俊等对比了C4F7N/CO2气体在均匀电场和稍不均匀场下的工频绝缘特性，研究了不同气压下的C4F7N/CO2气体替代SF6气体的潜力[10]。……