【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电器绝缘，更具体地涉及一种六氟化硫替代气体的筛选方法。
技术介绍
1、六氟化硫(sf6)是电力行业应用最为广泛的绝缘和灭弧介质。然而，sf6具有极强的温室效应潜值(gwp＝23900)，其引起的环境问题逐渐成为制约我国电网绿色发展的重要因素。国际社会于2016年签订的《巴黎协定》明确要求在2050年实现温室气体零排放。寻找环境友好、性能优良的sf6替代气体是目前高压电气设备领域亟待解决的关键问题。
2、目前，替代六氟化硫的技术路线主要包括两类。一类是使用氟化腈(perfluoronitriles,pfn)、氟化酮(perfluoroketones,pfk)气体与缓冲气体的混合气。例如c4-pfn((cf3)2cfcn)、c5-pfk(c5f10o、c6f12o)等，这些气体具有极高的绝缘强度，且其gwp值远低于sf6，对臭氧层无破坏性，但是由于这些气体的沸点较高，需要与缓冲气体co2、n2或干燥空气混合使用。如c5f10o和c6f12o气体绝缘强度为sf6气体的两倍以上，但其液化温度较高，在标准气压下分别约为26.5℃和49℃。需要添加空气、co2形成混合气体使用，美国abb公司的击穿试验显示c5f10o和c6f12o混合气体的绝缘性能与sf6相当，具备代替sf6的潜力。
3、另一类是使用干燥空气。干燥空气可用于高压开关中作为绝缘介质，还可以应用于高压真空断路器的绝缘介质，其标准大气压力下液化温度为-193℃。瑞士abb公司已于2014年研发出了环保型干燥空气绝缘充气柜，充气压力为0.08m
4、以上替代方案均存在不同的问题：
5、(1)干燥空气的绝缘强度较低。
6、(2)c-c4f8、cf3i、c5f10o、g3等气体由于液化温度较高，无法单独使用，需要与低液化温度的缓冲气体混合来避免液化。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷或不足，本专利技术提供了一种六氟化硫替代气体的筛选方法。
2、为此，本专利技术所提供的六氟化硫替代气体的筛选方法包括以下步骤：
3、s1，选择标准大气压力下、液化温度范围在-90℃～20℃的绝缘气体作为气体组元；获得多种气体组元；
4、s2，采用公式(1)求取气体组元i相对于六氟化硫的绝缘强度er.i；采用公式(2)求取气体组元i的燃烧下限leli；其中气体组元i为步骤s1所得多种气体组元中的任意一种气体组元；
5、er.i＝0.088α+0.08ea+0.306 (1)
6、
7、式中：α为气体组元i分子的极性率，单位为c·m2/v；ea为气体组元i的电子亲合能，单位为：kj/mol；δhm,i为气体组元i的标准燃烧焓，单位为103kj·mol-1；
8、s3,根据s2计算的结果，筛选同时满足条件①-③的气体组元作为气体1：①标准大气压力下、液化温度为-90～-35℃，②相对于六氟化硫的绝缘强度为0.5～2.5，③燃烧下限为0.1～0.5；筛选同时满足条件④-⑥的气体组元作为气体2：④标准大气压力下、液化温度为-50～20℃，⑤相对于六氟化硫的绝缘强度为0.5～2.5，⑥气体不可燃，无燃烧极限；
9、s4,设定气体1和气体2混合气体中气体1和气体2的摩尔比x1：x2；
10、采用公式(3)求取气体1和气体2混合气体的相对于六氟化硫的绝缘强度er.mix；采用公式(4)求取气体1和气体2混合气体的抑制燃烧系数qmix；
11、er.mix＝er.气体1·x1+er.气体2·x2 (3)
12、qmix＝nhqh+ncqc+nfqf+ncf3qcf3+nchf2qchf2+nc＝cqc＝c+nbrqbr (4)
13、其中：
14、er.气体1为气体1相对于六氟化硫的绝缘强度；
15、er.气体2为气体2相对于六氟化硫的绝缘强度；
16、nh为气体1分子中氢原子数目与气体2分子中氢原子数目之和；nc为气体1分子中碳原子数目与气体2分子中碳原子数目之和；nf为气体分子中氟原子数目与气体2分子氟原子数目之和；ncf3为气体分子中cf3基团数目与气体2分子中cf3基团数目之和；nchf2为气体1分子中chf2基团数目与气体2分子中chf2基团数目之和；nc＝c为气体1分子中碳碳双键基团数目与气体2分子中碳碳双键基团数目之和；nbr为气体1分子中溴基团数目与气体2分子中溴基团数目之和；
17、qh为氢原子的抑制燃烧系数,qh＝-0.7；qc为碳原子的抑制燃烧系数，qc＝-0.3；qf为氟原子的抑制燃烧系数,qf＝1.1；qcf3为cf3基团的抑制燃烧系数，qcf3＝2.7；qchf2为chf2基团的抑制燃烧系数，qchf2＝1.5；qc＝c为碳碳双键基团的抑制燃烧系数，qc＝c＝-0.5；qbr为溴原子的抑制燃烧系数,qbr＝3.1；
18、s5，根据公式(3)和公式(4)的结果，筛选同时满足er.mix>0.55、抑制燃烧系数qmix>0.9的气体组合作为替代六氟化硫气体的绝缘介质。
19、可选的方案是，s1中的绝缘气体选自氢氟烯烃、氢氟烃、氯氟烃、全氟酮、氢氟醚或氢氟硫醚气体。
20、本专利技术还提供了相关存储介质，该存储介质上存储有让算机程序/指令，该算机程序/指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。
21、本专利技术同时提供了相关软件产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。
22、本专利技术获得的六氟化硫替代气体在宏观性质上类似于单一物质的绝缘气体即具有类似单一气体特性的绝缘混合气体，具备该特性的混合气体，具有绝缘强度高于干燥空气、液化温度低于氟化腈、氟化酮等气体、不可燃、低液化温度的特征。
23、优选方案中，本专利技术的绝缘混合气体环保性能好，消耗臭氧潜能值(odp值)为0，gwp值相对于六氟化硫大幅降低。
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1.一种六氟化硫替代气体的筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的六氟化硫替代气体的筛选方法，其特征在于，S1中的绝缘气体选自氢氟烯烃、氢氟烃、氯氟烃、全氟酮、氢氟醚或氢氟硫醚气体。
3.一种存储介质，其特征在于，其上存储有让算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1～2任一项所述方法的步骤。
4.一种软件产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1～2任一权利要求所述方法的步骤。
【技术特征摘要】
1.一种六氟化硫替代气体的筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的六氟化硫替代气体的筛选方法，其特征在于，s1中的绝缘气体选自氢氟烯烃、氢氟烃、氯氟烃、全氟酮、氢氟醚或氢氟硫醚气体。
3.一种存储介质，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕剑，杨志强，曾纪珺，赵波，张伟，唐晓博，韩升，亢建平，李凤仙，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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