SF6具有高的介電強(qiáng)度和優(yōu)良的滅弧性能,廣泛應(yīng)用于各種中高壓電氣設(shè)備中,如氣體絕緣開(kāi)關(guān)設(shè)備、氣體絕緣線路和氣體絕緣變壓器等。然而,六氟化硫是一種強(qiáng)烈的溫室氣體,其全球變暖潛能值(GWP)高達(dá)23500(100年的時(shí)間范圍),大氣壽命約為3200年。據(jù)統(tǒng)計(jì),世界上80%的sf6用于電力工業(yè),目前sf6引起的平衡升溫為0.004℃(攝氏度),有明顯的上升趨勢(shì)。2016年簽署的《巴黎氣候協(xié)議》旨在將全球變暖控制在遠(yuǎn)低于2攝氏度的水平,并“努力”將其限制在1.5攝氏度[5]。據(jù)報(bào)道,在最壞的排放情況下,今天的SF6減排可能會(huì)貢獻(xiàn)1.5%的目標(biāo)。因此,尋找一種能部分或完全替代sf6的環(huán)保型氣體成為電力工業(yè)發(fā)展的迫切需要。
近兩年來(lái),C4F7N被認(rèn)為是最新一代的絕緣氣體之一。C4F7N和SF6的基本性質(zhì)十分相似。純C4F7N的絕緣強(qiáng)度是SF 6的兩倍,其GWP值僅為2090。C4F7N也是無(wú)色、不易燃的,化學(xué)穩(wěn)定性高達(dá)700°C左右。在工程應(yīng)用中,C4F7N因其沸點(diǎn)高,必須與CO2、N2或干
空氣混合。此外,18-20%C4F7N在CO2氣體混合物中的介電強(qiáng)度相當(dāng)于純
sf6,具有替代sf6的潛力。
目前,對(duì)C4F7N的絕緣和滅弧性能的研究已取得了具體的成果。Nechmi等人測(cè)試了3.7%C4F7N/96.3%CO2混合氣體在不同電極結(jié)構(gòu)(平面、平面、球面和棒平面)下的交流擊穿電壓和雷電沖擊電壓,研究了C4F7N/CO2混合氣體的有效電離系數(shù)和臨界擊穿電場(chǎng)。結(jié)果表明,3.7%C4F7N/CO2混合氣體適用于高壓電器。Hopf等人還研究了C4F7N/CO2混合氣體的直流擊穿特性。此外,Kieffel等人用420?kV隔離開(kāi)關(guān)研究了4%C4F7N/96%CO2混合氣體的開(kāi)關(guān)性能,發(fā)現(xiàn)100次操作的平均燃弧時(shí)間約為12?ms(低于SF6的典型值15?ms)。從理論上揭示了電弧過(guò)程中的分解過(guò)程和C4F7N/CO2混合氣體的輸運(yùn)特性。