目 錄
第1章 緒論 1
1.1 SF6應(yīng)用現(xiàn)狀 1
1.2 SF6與PFC混合氣體 3
1.3 發(fā)展趨勢(shì) 3
第2章 SF6擊穿特性 5
2.1 SF6分子結(jié)構(gòu) 5
2.2 帶電粒子產(chǎn)生與消失 6
2.3 均勻電場(chǎng)下SF6擊穿 8
2.4 自持放電與流注 10
2.5 極不均勻電場(chǎng)下SF6擊穿 13
2.6 稍不均勻電場(chǎng)SF6擊穿 15
2.7 脈沖電壓下SF6的擊穿特性 16
2.8 電極表面狀態(tài)、導(dǎo)電微粒對(duì)SF6氣體擊穿特性的影響 18
2.9 SF6氣體擊穿電壓估算方法 22
2.10 SF6氣體分解物與毒性 23
第3章 SF6間隙放電特性 28
3.1 數(shù)學(xué)模型 28
3.2 FCT法與求解 29
3.3 SF6間隙放電特性 30
3.3.1 平板電極均勻電場(chǎng) 30
3.3.2 棒-板電極SF6放電過程 37
3.4 納秒脈沖電壓下SF6間隙放電特性 44
3.4.1 SF6間隙放電行為特征 45
3.4.2 初始條件對(duì)放電過程的影響 49
第4章 納秒脈沖電壓電極介質(zhì)覆蓋SF6放電特性 59
4.1 納秒脈沖電壓氣體放電機(jī)理 59
4.1.1 流注機(jī)理 59
4.1.2 電子崩鏈模型 59
4.1.3 逃逸電子模型 60
4.1.4 快速電離波理論 61
4.2 納秒脈沖電壓下對(duì)稱電極介質(zhì)覆蓋SF6放電特性 61
4.2.1 模型 62
4.2.2 MacCormack算法 64
4.2.3 邊界條件 66
4.3 電極介質(zhì)覆蓋放電影響因素 67
4.3.1 納秒脈沖電壓幅值的影響 67
4.3.2 納秒脈沖電壓上升沿的影響 70
4.3.3 氣隙尺度的影響 72
4.3.4 介質(zhì)覆蓋層參數(shù)的影響 75
4.3.5 氣體壓強(qiáng)的影響 79
4.4 非對(duì)稱電極介質(zhì)覆蓋SF6放電特性 83
4.4.1 電壓幅值的影響 83
4.4.2 脈沖電壓上升沿的影響 87
4.4.3 氣隙尺寸的影響 91
4.4.4 覆蓋介質(zhì)層厚度的影響 93
4.4.5 介電常數(shù)的影響 95
4.4.6 壓強(qiáng)的影響 97
第5章 介質(zhì)覆蓋SF6放電非線性行為 100
5.1 混沌概念 100
5.1.1 Hopf分岔 100
5.1.2 混沌現(xiàn)象 100
5.1.3 最大李雅普諾夫指數(shù) 101
5.2 介質(zhì)覆蓋SF6短間隙放電模型 102
5.2.1 SF6電負(fù)性氣體放電過程表述 102
5.2.2 非線性方程的SG算法 104
5.3 電極覆蓋SF6短氣隙放電過程的時(shí)空行為 105
5.3.1 電極覆蓋SF6短氣隙放電動(dòng)力學(xué)特性 105
5.3.2 電荷輸運(yùn)與放電電流脈沖的關(guān)系 107
5.4 影響因素 108
5.4.1 電壓幅值的影響 108
5.4.2 電壓頻率的影響 109
5.4.3 氣隙尺寸的影響 110
5.4.4 介質(zhì)εB的影響 112
5.5 SF6短氣隙放電的時(shí)空特征 112
5.6 SF6短氣隙放電的混沌演化 119
5.6.1 準(zhǔn)周期道路通向混沌的演化 119
5.6.2 倍周期道路通向混沌的演化 124
第6章 SF6放電軌跡的分岔現(xiàn)象 129
6.1 氣體放電經(jīng)典理論 129
6.1.1 湯遜理論 129
6.1.2 流注理論 130
6.1.3 非均勻電場(chǎng)的氣隙擊穿 130
6.2 SF6氣體放電軌跡與分形 132
6.3 SF6放電過程的分形表征 133
6.3.1 計(jì)盒維數(shù) 133
6.3.2 計(jì)盒維數(shù)的計(jì)算 133
6.4 基于WZ模型的SF6放電通道分叉特性 134
6.4.1 計(jì)算模型 134
6.4.2 模型電極結(jié)構(gòu)及求解區(qū)域剖分 136
6.4.3 計(jì)算步驟 136
6.5 SF6放電通道分叉特性 137
6.5.1 η對(duì)放電通道發(fā)展的影響 138
6.5.2 放電閾值場(chǎng)強(qiáng)Ec對(duì)放電通道發(fā)展的影響 139
6.5.3 維持電場(chǎng)Es對(duì)放電通道發(fā)展的影響 140
6.6 基于改進(jìn)WZ模型的SF6放電通道分叉特性 142
6.6.1 短氣隙放電通道發(fā)展概率模型 142
6.6.2 數(shù)值仿真流程 144
6.7 SF6放電通道分叉演化過程 144
6.7.1 外施電壓對(duì)放電通道發(fā)展的影響 147
6.7.2 電導(dǎo)率的影響 149
第7章 SF6混合氣體放電特性 152
7.1 SF6混合氣體放電研究方法 152
7.1.1 獲取放電參數(shù)方法 152
7.1.2 理論計(jì)算方法 153
7.2 SF6/N2放電特性 153
7.2.1 電場(chǎng)特性及電極布置 154
7.2.2 工頻電壓SF6/N2擊穿特性 155
7.2.3 沖擊電壓SF6/N2擊穿特性 163
7.3 SF6/N2擊穿影響因素 172
7.4 SF6/N2混合氣體放電參數(shù) 175
7.5 替代SF6混合氣體研究的最新進(jìn)展 180
7.5.1 c-C4F8和CF3I應(yīng)用前景 180
7.5.2 SF6混合氣體與c-C4F8和CF3I混合氣體比較 182
第8章 SF6/N2/CO2放電特性 189
8.1 50%-50%SF6/N2間隙均勻電場(chǎng)放電特性 189
8.2 納秒脈沖電壓下50%-50%SF6/N2放電過程 195
8.2.1 納秒脈沖電壓幅值的影響 195
8.2.2 納秒脈沖電壓上升沿時(shí)間的影響 206
8.3 SF6/N2/CO2放電特性 216
8.3.1 不同混合比SF6/N2/CO2氣體放電特性 217
8.3.2 0.2～0.6MPa下SF6/N2/CO2放電特性 227
第9章 超臨界氮放電特性 237
9.1 超臨界氮物性與放電模型 238
9.1.1 超臨界氮 238
9.1.2 超臨界氮放電過程控制方程 239
9.2 超臨界氮放電特性 241
9.2.1 擊穿場(chǎng)強(qiáng)與壓強(qiáng)的關(guān)系 242
9.2.2 3.4MPa下超臨界氮的放電特性 243
9.2.3 擊穿場(chǎng)強(qiáng)與溫度的關(guān)系 246
9.3 絕緣特性恢復(fù) 250
第10章 SF6絕緣變壓器 253
10.1 SF6氣體絕緣變壓器特點(diǎn) 253
10.2 發(fā)展趨勢(shì) 254
10.3 結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)要點(diǎn) 255
10.4 絕緣配合與溫升計(jì)算 256
10.4.1 自冷式SF6絕緣變壓器溫升計(jì)算 257
10.4.2 自冷式SF6/N2絕緣變壓器溫升計(jì)算 260
第11章 SF6應(yīng)用于GIS 271
11.1 電弧與SF6滅弧特性 272
11.1.1 電弧形成 272
11.1.2 物理過程 273
11.1.3 電弧熄滅 274
11.1.4 SF6氣體中的電弧 275
11.2 SF6斷路器滅弧方式 279
11.3 滅弧室噴口電場(chǎng) 279
11.3.1 分析方法 280
11.3.2 計(jì)算模型 281
11.3.3 滅弧室場(chǎng)量對(duì)介質(zhì)絕緣回復(fù)的影響 288
參考文獻(xiàn) 292
附錄 295