一种高绝缘气体的筛选方法技术

本申请实施例示出一种高绝缘气体的筛选方法，包括：获取目标气体的分子微观参数，以及，目标气体的绝缘参数；筛选出对所述绝缘参数产生影响的微观参数作为目标微观参数；确定所述目标微观参数与所述绝缘参数的关系式；通过所述关系式计算气体的绝缘参数；根据所述气体的绝缘参数，筛选出高绝缘气体。本申请实施例示出的方法通过探索不同基团对气体分子的绝缘强度和液化温度的影响规律，根据气体分子的基团和结构特征，探索可能具备优良绝缘强度和液化温度的气体分子结构，为进一步全面、系统研究提供依据。该发明专利技术提出了一种通过计算高效筛选和探索高绝缘气体的方法，可为环境友好型绝缘介质的探索提供基础和依据。

【技术实现步骤摘要】
一种高绝缘气体的筛选方法
本专利技术涉及电气绝缘介质领域，特别涉及一种高绝缘气体的筛选方法。
技术介绍
六氟化物(SF6)因其具有优良的电气绝缘强度(ES，electricstrength)，广泛应用于高压电力设备。然而，SF6是一种具有极高全球变暖潜能值(GWP)的温室气体，并且在大气中的寿命非常长，SF6已被列为几种排放受限制的温室气体之一。几十年来，国内外研究者和相关机构开展了大量，对现有的气体的性质，以及，性能进行研究，以期寻找出与SF6具有相似性能的气体，进而替代SF6在高压电力设备中的应用。现有技术示出的寻找SF6的替代性气体的研究，大多基本针对认识到的所有气体进行了筛选和研究，迄今为止没有发现任何一种已知气体在综合性能上能与SF6气体相比，因此，如何探索性能优良的新型气体或混合气体成为目前和未来很长一段时间该领域的研究热点问题。现有技术示出的SF6替代气体的探索主要通过理论计算或实验测量等手段研究不同气体的宏、微观参数，并通过与SF6气体对比研究其作为绝缘或灭弧介质的可行性。但是，这些传统的方法和技术研究与筛选效率低，没有明确的方向性，同时会造成人员、资源的巨大浪费。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于提供一种高绝缘气体的筛选方法，以解现有技术示出的高绝缘气体筛选方法，筛选效率低的技术问题。本申请实施例示出一种高绝缘气体的筛选方法，所述方法包括：获取目标气体的分子微观参数，以及，目标气体的绝缘参数，所述绝缘参数包括：目标气体的分子绝缘强度、沸点、分子质量、电子数量；筛选出对所述绝缘参数产生影响的微观参数作为目标微观参数；确定所述目标微观参数与所述绝缘参数的关系式；通过所述关系式计算气体的绝缘参数；根据所述气体的绝缘参数，筛选出高绝缘气体。可选择的，所述根据所述气体的绝缘参数，筛选出高绝缘气体步骤包括：将所述气体的绝缘参数与SF6的各项指标进行对比；可选择的，所述获取目标气体的分子微观参数的步骤具体为：利用密度泛函理论方法计算，或通过实验、查表的途径获得目标气体的分子微观参数。可选择的，所述利用密度泛函理论方法计算分子微观参数的计算过程为：运用密度泛函理论，基于量子化学软件Gaussian，建立分子模型，求解薛定谔方程：其中，是约化普朗克常数，V是外势，ψ为波函数，E为粒子能量，m是粒子质量，x是粒子的坐标。可选择的，所述确定所述目标微观参数与所述绝缘参数的关系式的步骤具体为：通过多元回归分析确定所述目标微观参数与所述绝缘参数的关系式。可选择的，所述通过多元回归分析确定所述目标微观参数与所述绝缘参数的关系式的步骤具体为：对于Er或TB的相关分析，AuBv作为两个自变量A和B的乘积被引入到任意指数u和v的权重；利用最小二乘法回归，通过使残差和最小来分析和预测AuBv和Er之间的相关性；其中，Er为电子数量，TB为分子的沸点。根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对于极性分子而言：Er＝-1.05+3.8·10-3μ0.3Ne1.3+5.6·10-4α0.6εia2.8；其中，α为分子的极化率，ε为分子的垂直电离能。可选择的，对于极性分子而言：TB＝3370+270α0.3μ0.04-2830εia0.07m0.01；其中，α为分子的极化率，ε为分子的垂直电离能，m是分子质量。由以上技术方案可知，本申请实施例示出一种高绝缘气体的筛选方法，所述方法包括：获取目标气体的分子微观参数，以及，目标气体的绝缘参数，所述绝缘参数包括：目标气体的分子绝缘强度、沸点、分子质量、电子数量；筛选出对所述绝缘参数产生影响的微观参数作为目标微观参数；确定所述目标微观参数与所述绝缘参数的关系式；通过所述关系式计算气体的绝缘参数；根据所述气体的绝缘参数，筛选出高绝缘气体。本申请实施例示出的方法，首先，通过气体筛选：计算和目标气体的分子微观参数，然后确定所述目标微观参数与所述绝缘参数的关系式，进而确定大量气体的宏观绝缘强度、沸点等参数，对大量气体进行综合分析和筛选；规律探索，基于大量气体分子的结果，分析气体分子的基团特征和结构与关键分子微观参数的关系，探索不同基团对气体分子的绝缘强度和液化温度的影响规律，根据气体分子的基团和结构特征，探索可能具备优良绝缘强度和液化温度的气体分子结构，为进一步全面、系统研究提供依据。该专利技术提出了一种通过计算高效筛选和探索高绝缘气体的方法，可为环境友好型绝缘介质的探索提供基础和依据。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为根据一优选实施例示出的一种高绝缘气体的筛选方法的流程图；图2为根据一优选实施例示出的平均静电子极化率α的计算值与标准值的比对结果；图3为根据一优选实施例示出的垂直电离能的εia计算值与标准值的比对结果；图4为根据一优选实施例示出不同的气体相对SF6的绝缘强度与沸点温度的关系。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，本申请实施例示出一种高绝缘气体的筛选方法，所述方法包括：S101获取目标气体的分子微观参数，以及，目标气体的绝缘参数，所述绝缘参数包括：目标气体的分子绝缘强度、沸点、分子质量、电子数量；S102筛选出对所述绝缘参数产生影响的微观参数作为目标微观参数；S103确定所述目标微观参数与所述绝缘参数的关系式；S104通过所述关系式计算气体的绝缘参数；S105根据所述气体的绝缘参数，筛选出高绝缘气体。可选择的，所述根据所述气体的绝缘参数，筛选出高绝缘气体步骤包括：将所述气体的绝缘参数与SF6的各项指标进行对比；可选择的，所述获取目标气体的分子微观参数的步骤具体为：利用密度泛函理论方法计算，或通过实验、查表的途径获得目标气体的分子微观参数。可选择的，所述利用密度泛函理论方法计算分子微观参数的计算过程为：运用密度泛函理论，基于量子化学软件Gaussian，建立分子模型，求解薛定谔方程：其中，是约化普朗克常数，V是外势，ψ为波函数，E为粒子能量，m是粒子质量，x是粒子的坐标。可选择的，所述确定所述目标微观参数与所述绝缘参数的关系式的步骤具体为：通过多元回归分析确定所述目标微观参数与所述绝缘参数的关系式。可选择的，所述通过多元回归分析确定所述目标微观参数与所述绝缘参数的关系式的步骤具体为：对于Er或TB的相关分析，AuBv作为两个自变量A和B的乘积被引入到任意指数u和v的权重；利用最小二乘法回归，通过使残差和最小来分析和预测AuBv和Er之间的相关性；其中，Er为电子数量，TB为分子的沸点。根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对于极性分子而言：Er＝-1.05+3.8·10-3μ0.3Ne1.3+5.6·10-4α0.6εia2.8其中，α为分子的极化率，εia为分子的垂直电离能。可选择的，对于极性分子而言：TB＝3370+本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高绝缘气体的筛选方法，其特征在于，所述方法包括：获取目标气体的分子微观参数，以及，目标气体的绝缘参数，所述绝缘参数包括：目标气体的分子绝缘强度、沸点、分子质量、电子数量；筛选出对所述绝缘参数产生影响的微观参数作为目标微观参数；确定所述目标微观参数与所述绝缘参数的关系式；通过所述关系式计算气体的绝缘参数；根据所述气体的绝缘参数，筛选出高绝缘气体。

【技术特征摘要】
1.一种高绝缘气体的筛选方法，其特征在于，所述方法包括：获取目标气体的分子微观参数，以及，目标气体的绝缘参数，所述绝缘参数包括：目标气体的分子绝缘强度、沸点、分子质量、电子数量；筛选出对所述绝缘参数产生影响的微观参数作为目标微观参数；确定所述目标微观参数与所述绝缘参数的关系式；通过所述关系式计算气体的绝缘参数；根据所述气体的绝缘参数，筛选出高绝缘气体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述气体的绝缘参数，筛选出高绝缘气体步骤包括：将所述气体的绝缘参数与SF6的各项指标进行对比；根据比对结果，筛选出具备潜力的高绝缘气体。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取目标气体的分子微观参数的步骤具体为：利用密度泛函理论方法计算，或通过实验、查表的途径获得目标气体的分子微观参数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用密度泛函理论方法计算分子微观参数的计算过程为：运用密度泛函理论，基于量子化学软件Gaussian，建立分子模型，求解薛定谔方程：其中，是约化普朗克常数，V是外势，ψ为波函数，E为粒子能量，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓云坤，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南,53