均勻電場下SF 6 /CF 4 流注放電數(shù)值模擬
發(fā)布時間:2021-08-17 14:24
文中從氣體放電過程中微觀粒子的運動特性出發(fā),針對均勻電場中SF6/CF4混合氣體的流注放電特性進行數(shù)值模擬。基于兩項近似求解Boltzmann方程的方法,得到不同壓強、混合比下SF6/CF4的電子能量分布(electron energy distribution function,EEDF)。根據(jù)EEDF計算折合電離系數(shù)和折合吸附系數(shù),將該放電參數(shù)引入流體模型,以氣體壓強0.1 MPa、間隙距離5 mm為例模擬SF6/CF4的流注放電過程,研究放電過程中空間電子數(shù)密度隨時間和空間的變化規(guī)律。結(jié)果表明:混合比一定時α/N隨E/N的增大顯著提高,E/N一定時混合氣體中CF4體積分數(shù)越高α/N值越大;隨著電子崩向前發(fā)展,崩頭的電子迅速增長,放電5 ns時電子數(shù)密度峰值達到9.7×1012m-3,當間隙完全擊穿,電極間形成等離子體導(dǎo)電通道,此時空間電子數(shù)密度分布基本均勻,電子數(shù)密度達到10...
【文章來源】:高壓電器. 2016,52(12)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
SF6/CF4混合氣體的電子能量分布(f)90%CF4/10%SF6電子能量/eV0102030405060電子能量分布10-310-410-52×10-19Vm23×10-19Vm26×10-19Vm25×10-19Vm2
-54×10-19Vm2電子能量分布/eV-3/2電子能量/eV010203040高能區(qū)低能區(qū)2×10-19Vm23×10-19Vm26×10-19Vm25×10-19Vm2(b)30%CF4/70%SF610-110-210-310-410-5圖3折合吸附反應(yīng)系數(shù)η/NFig.3DischargeparametersofSF6/CF4折合電場/(10-21Vm2)折合電離反應(yīng)系數(shù)/m210-1910-2010-2110-2210-23100200300400500CF4SF680%SF620%SF660%SF640%SF6圖2折合電離反應(yīng)系數(shù)α/NFig.2DischargeparametersofSF6/CF4折合電場/(10-21Vm2)折合電離反應(yīng)系數(shù)/m210-1910-2010-2110-2210-23100200300400500CF4SF680%SF620%SF660%SF640%SF6r方向z方向原點陰極板陽極板軸線計算區(qū)域圖4計算區(qū)域示意圖Fig.4Sketchmapofcomputingarea研究與分析李輝,李鑫濤,徐建源,等.均勻電場下SF6/CF4流注放電數(shù)值模擬·125·
25×10-19Vm24×10-19Vm2電子能量分布/eV-3/2電子能量/eV010203040高能區(qū)低能區(qū)2×10-19Vm23×10-19Vm26×10-19Vm25×10-19Vm2(c)50%CF4/50%SF610-110-210-310-410-54×10-19Vm2電子能量分布/eV-3/2電子能量/eV010203040高能區(qū)低能區(qū)2×10-19Vm23×10-19Vm26×10-19Vm25×10-19Vm2(b)30%CF4/70%SF610-110-210-310-410-5圖3折合吸附反應(yīng)系數(shù)η/NFig.3DischargeparametersofSF6/CF4折合電場/(10-21Vm2)折合電離反應(yīng)系數(shù)/m210-1910-2010-2110-2210-23100200300400500CF4SF680%SF620%SF660%SF640%SF6圖2折合電離反應(yīng)系數(shù)α/NFig.2DischargeparametersofSF6/CF4折合電場/(10-21Vm2)折合電離反應(yīng)系數(shù)/m210-1910-2010-2110-2210-23100200300400500CF4SF680%SF620%SF660%SF640%SF6r方向z方向原點陰極板陽極板軸線計算區(qū)域圖4計算區(qū)域示意圖Fig.4Sketchmapofcomputingarea研究與分析李輝,李鑫濤,徐建源,等.均勻電場下SF6/CF4流注放電數(shù)值模擬·125·
【參考文獻】:
期刊論文
[1]SF6替代氣體的研究進展綜述[J]. 李興文,趙虎. 高電壓技術(shù). 2016(06)
[2]環(huán)保型絕緣氣體的發(fā)展前景[J]. 肖登明. 高電壓技術(shù). 2016(04)
[3]基于Boltzmann方程的C3F8及C3F8-N2混合氣體絕緣性能[J]. 李冰,鄧云坤,肖登明. 高電壓技術(shù). 2015(12)
[4]新型環(huán)保絕緣氣體的研究進展[J]. 廖瑞金,杜永永,李劍,司馬文霞,楊麗君,趙學(xué)童. 智能電網(wǎng). 2015(12)
[5]均勻電場下SF6氣體擊穿電壓的數(shù)值計算及光譜實驗研究[J]. 林莘,李鑫濤,徐建源,單長旺. 中國電機工程學(xué)報. 2016(01)
[6]基于FEM-FCT法的均勻電場下SF6氣體擊穿特性[J]. 李鑫濤,林莘,徐建源,李志兵. 高電壓技術(shù). 2014(10)
[7]基于FEM-FCT算法的SF6/N2混合氣體中棒-板間隙電暈放電特性的仿真研究[J]. 汪沨,李錳,潘雄峰,牛雪松,張廣東,呂景順,孫亞明,馬建海. 電工技術(shù)學(xué)報. 2013(09)
[8]1個大氣壓下50%SF6-50%CF4混合氣體電擊穿特性的研究[J]. 趙虎,李興文,賈申利,劉之方,董勤曉. 中國電機工程學(xué)報. 2013(19)
[9]一種計算湯遜氣體放電參數(shù)的 Boltzmann 方程分析法[J]. 劉子瑞,邱毓昌,李彥明. 電工技術(shù)學(xué)報. 1998(05)
[10]SF6/N2和SF6/CO2的絕緣特性及其比較[J]. 肖登明,邱毓昌. 高電壓技術(shù). 1995(01)
博士論文
[1]直流條件下厘米級間隙流注特性數(shù)值仿真及實驗研究[D]. 董曼玲.華中科技大學(xué) 2012
本文編號:3347933
【文章來源】:高壓電器. 2016,52(12)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
SF6/CF4混合氣體的電子能量分布(f)90%CF4/10%SF6電子能量/eV0102030405060電子能量分布10-310-410-52×10-19Vm23×10-19Vm26×10-19Vm25×10-19Vm2
-54×10-19Vm2電子能量分布/eV-3/2電子能量/eV010203040高能區(qū)低能區(qū)2×10-19Vm23×10-19Vm26×10-19Vm25×10-19Vm2(b)30%CF4/70%SF610-110-210-310-410-5圖3折合吸附反應(yīng)系數(shù)η/NFig.3DischargeparametersofSF6/CF4折合電場/(10-21Vm2)折合電離反應(yīng)系數(shù)/m210-1910-2010-2110-2210-23100200300400500CF4SF680%SF620%SF660%SF640%SF6圖2折合電離反應(yīng)系數(shù)α/NFig.2DischargeparametersofSF6/CF4折合電場/(10-21Vm2)折合電離反應(yīng)系數(shù)/m210-1910-2010-2110-2210-23100200300400500CF4SF680%SF620%SF660%SF640%SF6r方向z方向原點陰極板陽極板軸線計算區(qū)域圖4計算區(qū)域示意圖Fig.4Sketchmapofcomputingarea研究與分析李輝,李鑫濤,徐建源,等.均勻電場下SF6/CF4流注放電數(shù)值模擬·125·
25×10-19Vm24×10-19Vm2電子能量分布/eV-3/2電子能量/eV010203040高能區(qū)低能區(qū)2×10-19Vm23×10-19Vm26×10-19Vm25×10-19Vm2(c)50%CF4/50%SF610-110-210-310-410-54×10-19Vm2電子能量分布/eV-3/2電子能量/eV010203040高能區(qū)低能區(qū)2×10-19Vm23×10-19Vm26×10-19Vm25×10-19Vm2(b)30%CF4/70%SF610-110-210-310-410-5圖3折合吸附反應(yīng)系數(shù)η/NFig.3DischargeparametersofSF6/CF4折合電場/(10-21Vm2)折合電離反應(yīng)系數(shù)/m210-1910-2010-2110-2210-23100200300400500CF4SF680%SF620%SF660%SF640%SF6圖2折合電離反應(yīng)系數(shù)α/NFig.2DischargeparametersofSF6/CF4折合電場/(10-21Vm2)折合電離反應(yīng)系數(shù)/m210-1910-2010-2110-2210-23100200300400500CF4SF680%SF620%SF660%SF640%SF6r方向z方向原點陰極板陽極板軸線計算區(qū)域圖4計算區(qū)域示意圖Fig.4Sketchmapofcomputingarea研究與分析李輝,李鑫濤,徐建源,等.均勻電場下SF6/CF4流注放電數(shù)值模擬·125·
【參考文獻】:
期刊論文
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[2]環(huán)保型絕緣氣體的發(fā)展前景[J]. 肖登明. 高電壓技術(shù). 2016(04)
[3]基于Boltzmann方程的C3F8及C3F8-N2混合氣體絕緣性能[J]. 李冰,鄧云坤,肖登明. 高電壓技術(shù). 2015(12)
[4]新型環(huán)保絕緣氣體的研究進展[J]. 廖瑞金,杜永永,李劍,司馬文霞,楊麗君,趙學(xué)童. 智能電網(wǎng). 2015(12)
[5]均勻電場下SF6氣體擊穿電壓的數(shù)值計算及光譜實驗研究[J]. 林莘,李鑫濤,徐建源,單長旺. 中國電機工程學(xué)報. 2016(01)
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[8]1個大氣壓下50%SF6-50%CF4混合氣體電擊穿特性的研究[J]. 趙虎,李興文,賈申利,劉之方,董勤曉. 中國電機工程學(xué)報. 2013(19)
[9]一種計算湯遜氣體放電參數(shù)的 Boltzmann 方程分析法[J]. 劉子瑞,邱毓昌,李彥明. 電工技術(shù)學(xué)報. 1998(05)
[10]SF6/N2和SF6/CO2的絕緣特性及其比較[J]. 肖登明,邱毓昌. 高電壓技術(shù). 1995(01)
博士論文
[1]直流條件下厘米級間隙流注特性數(shù)值仿真及實驗研究[D]. 董曼玲.華中科技大學(xué) 2012
本文編號:3347933
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