李祎
- 作品数：8 被引量：151H指数：7
- 供职机构：武汉大学电气工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金南方电网公司科技项目中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：电气工程一般工业技术更多>>
- SF_6替代气体研究现状综述被引量：91
- 2018年
- 较高的温室效应使得六氟化硫(SF_6)在气体绝缘设备中的使用受到限制,国内外学者致力于寻找可以替代SF_6的环境友好型气体,并取得了相关的研究成果。常规气体、SF_6混合气体和电负性气体及其混合气体等多种气体作为绝缘或灭弧介质表现出不同的优势,同时也存在一些劣势。总结目前研究的主要替代气体及取得的进展,并从理化性质、绝缘性能、灭弧特性以及机理研究等方面进行详细的归纳总结,分析不同替代气体在工程应用上的适用范围和局限性。在现有研究的基础上分析SF_6替代气体当前的发展趋势和应用前景。
- 张晓星田双双肖淞李祎
- 关键词：SF6绝缘性能
- 温度、气压对C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体局部过热分解特性的影响机制被引量：4
- 2021年
- C_(4)F_(7)N气体被认为是最具潜力替代SF_(6)气体的环保型气体绝缘介质。目前,国内外对C_(4)F_(7)N-CO_(2)混合气体热稳定性及分解特性的相关研究较少。文中试验研究了C_(4)F_(7)N-CO_(2)混合气体在不同温度、气压条件下的热分解特性。研究发现,0.15 MPa下5%C_(4)F_(7)N-95%CO_(2)混合气体的热分解起始温度为350℃,首先生成C_(3)F_(6)和CO,随温度升高还能够检测到CF_(4)、C_(2)F_(6)、C_(3)F_(8)、CF_(3)CN、COF_(2)、(CN)_(2)等产物。温度低于450℃条件下,C_(3)F_(6)、(CN)_(2)含量随着温度的升高而增加,温度超过500℃开始下降。在350~500℃温度下,CO、C_(3)F_(8)、CF_(3)CN、COF_(2)含量随温度升高而增加。温度超过500℃后能够检测到CF_(4),C_(2)F_(6),该两种成分可以作为严重过热故障的特征。相关研究成果揭示了C_(4)F_(7)N-CO_(2)混合气体在不同温度和气压条件下的热分解特性,为C_(4)F_(7)N-CO_(2)混合气体的工程应用提供了参考。
- 张晓星张季李祎肖淞陈琪
- 关键词：热分解特性温度气压
- 活性氧化铝对新型环保绝缘气体C3F7CN/N2及其放电分解产物吸附特性被引量：11
- 2018年
- 高压电气设备内部放电会造成气体分解并影响系统安全性,因此有必要测试传统常用吸附剂活性氧化铝（γ-Al2O3）对新型环保绝缘气体分解产物的吸收性能,并为寻找合适吸附剂提供理论基础。为此,首先在气体绝缘性能测试平台开展了C3F7CN/N2混合气体放电试验,检测到以CF4、C2F6、C3F8、CF3CN、C2F4、C3F6和C2F5CN等为主的分解产物;其次采集了不同时期气体样本,并利用气相色谱质谱联用仪对被γ-Al2O3吸附前后的气体进行了对比检测;最终基于密度泛函理论,构建吸附剂和气体分子模型,分析并验证吸附效果。研究发现,γ-Al2O3可以吸附C3F7CN及其主要的放电分解产物,对C3F7CN的吸附效果甚至强于其他产物,难以作为C3F7CN类新型环保绝缘气体吸附剂放置于设备内部,但由于γ-Al2O3成本较低,因此可用于新型环保绝缘气体废气处理。
- 肖淞张季张晓星陈达畅傅明利唐炬李祎
- 关键词：Γ-AL2O3密度泛函理论
- C3F7CN/CO2混合气体在准均匀电场中的绝缘性能被引量：14
- 2018年
- 近年来C3F7CN作为一种环保绝缘介质受到SF6替代气体领域研究者的广泛关注,目前针对其混合气体的工频击穿特性鲜有系统性研究。利用球电极模拟准均匀电场测试了C3F7CN/CO2混合气体的工频击穿特性及自恢复特性,系统分析了混合比和气压等因素对工频击穿电压的影响情况及C3F7CN与CO2气体间的协同效应,并与相同条件下的SF6进行对比。研究发现,C3F7CN体积分数为2%～8%的混合气体的工频击穿电压随气压增加呈线性增长趋势,随混合比的增加呈饱和增长趋势。混合比为2%的C3F7CN/CO2混合气体工频击穿电压能达到相同条件下纯SF6的50%,混合比为8%的C3F7CN/CO2混合气体工频击穿电压能达到相同条件下纯SF6的75%。C3F7CN与CO2气体存在一定的协同效应。另外,C3F7CN混合气体的复原特性优良。相关研究成果证实了C3F7CN/CO2混合气体具有替代SF6的潜力。
- 张英张英陈琪张晓星李祎肖淞
- 关键词：击穿特性
- 不同类型自由金属微粒对SF6绝缘特性的影响被引量：7
- 2018年
- SF_6是气体绝缘设备的最主要绝缘介质,自由金属微粒缺陷极易诱发其发生绝缘故障,不同金属元素微粒对SF_6绝缘性能的影响研究上存在空白,导致设备关键区域金属材料的选择以及微粒类型的识别等方面研究缺乏理论和实验支撑。为此,该文首次结合实验结果、机理分析和仿真计算对不同类型自由金属微粒对SF_6绝缘特性的影响进行了研究。结果表明：自由金属微粒会导致SF_6击穿电压出现明显的下降。随着微粒数的增多,击穿电压的下降程度降低;电极间距越小,自由金属微粒对气隙的影响就越大;相同微粒数下,铜和铝微粒对SF_6绝缘性能的影响相近且明显大于铁微粒。相关结论对SF_6绝缘设备内部不同自由金属微粒诱发绝缘故障的成因以及对金属微粒类型和数目的检测均具有指导作用。
- 肖淞张晓星周倩唐炬戴琦伟李祎
- 工频交流电压下C6F12O与N2混合气体的击穿特性和分解特性被引量：24
- 2018年
- 探索了新型环保绝缘气体C6F12O与N2混合气体在交流电压下的击穿特性和分解特性。讨论了C6F120与N2在设备中使用的混合比，并在工频交流平台下进行击穿实验，探究C6F12O与N2混合气体在准均匀场下的击穿性能并与SF6混合气体进行比较。对3％C6F120与N2混合气体进行100次击穿实验后采用GC．MS定性检测混合气体击穿后的分解产物，最后采用密度泛函理论计算分解产物的生成过程，分析温度对生成能量的影响并计算分解产物分子轨道间隙。实验结果表明：在0．10MPa下3％C6F120与N2混合气体的击穿电压约为纯N2的1．7倍，与10％SF6与N2混合气体的击穿电压相当。击穿后检测到的分解产物主要为cF4、C2F6、c3F6、C3F8、C4F10和C5F12。计算表明：生成主要分解产物的反应能量随着温度升高呈现不同的变化趋势，且分解产物的分子轨道间隙值由大到小的排序依次为CF4，C2F6，C3F8，C4F10，C5F12，C3F6。CF4分子的轨道间隙值最大，约为12．590eV。
- 田双双张晓星肖淞卓然王邸博邓载韬李祎
- 关键词：N2击穿特性
- 环保型绝缘介质C5F10O放电分解特性被引量：18
- 2018年
- 近期,CnF2nO类物质得到了替代气体研究领域的关注,尤其是C5F10O和C6F12O,两者均具有极低的温室效应潜能指数（global warming potential,GWP）且绝缘特性优异。由于其出色的绝缘表现,国内外科研机构和公司开始关注该物质及其混合气体,目前针对其放电分解特性的研究较少。该文基于密度泛函理论从微观层面对C5F10O的稳定性及可能的分解路径展开分析,首先计算得到C5F10O的电离能等参数,并基于前线分子轨道理论确定分子结构中可能发生反应的位置。其次,分析C5F10O可能的分解途径、分解产物的形成机制并计算得到相应的能量变化。最后,利用气体绝缘试验平台对C5F10O/N2混合气体进行击穿测试,基于气相色谱质谱联用仪对击穿前后气室内气体组分进行分析,探讨分解产物的绝缘性能及放电过程中各类粒子的动态平衡过程。研究结果表明,C5F10O放电分解形成CF3CO·、C3F7·或C3F7CO·、CF3·自由基的过程最容易发生,各类自由基进一步反应将生成CF4、C2F6、C3F8、C3F6、C4F10、C5F12、C6F14,上述产物均具有较强的绝缘性能,且C5F10O分子与自由基间存在动态平衡过程,两者共同保障了体系的绝缘性能。试验发现随着击穿次数的增加,C5F10O各分解产物含量增加,其中CF4、C2F6、C4F10的增长率高于C3F8、C6F14,自由基更易于复合形成小分子产物。相关结论对进一步探究C5F10O混合气体的绝缘特性及协同效应等课题提供一定理论依据,同时为CnF2nO类新型环保型介质研究提供一些借鉴。
- 李祎张晓星肖淞黄立群唐炬邓载韬田双双
- 关键词：密度泛函理论
- CF_3I及微氧条件下放电分解组分形成机理被引量：8
- 2017年
- CF_3I作为一种性能稳定且安全环保的强电负性气体近年来受到替代气体研究领域的关注,但CF_3I放电分解组分的微观形成机理及微氧对CF_3I放电分解组分的影响鲜有研究。为此首先基于密度泛函理论(DFT)探究了CF_3I分解产生的CF_3·、CF_2:自由基间相互反应生成C_2F_6等物质的能量变化,借助过渡态理论对反应路径中的能量变化进行了分析,获得了各分解组分的反应热及活化能;其次分析了微氧条件下CF_3I放电分解过程中的主要反应及产物;最后基于傅里叶变换红外吸收光谱法(FTIR)对CF_3I气体及CF_3I和O_2混合气体的放电分解组分进行了试验验证。研究结果表明,CF_3I放电分解产生的自由基反应生成CF4、C2F6、C2F4、C2F5I的过程无能量势垒,产生C_3F_6和C_3F_8则需要一定的活化能;微氧条件下CF_3I放电分解产生的自由基及组分分子与O·和O_2可以通过三条反应路径生成COF2;试验结果表明O_2的存在可促进消耗CF_3I,破坏其绝缘自恢复过程,使绝缘强度劣化;高气压条件下的CF_3I气体绝缘性能优于低气压,更为可靠。
- 肖淞李祎张晓星卓然王邸博田双双
- 关键词：密度泛函理论过渡态理论微氧
