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第1章 绪论1

1.1 SF6应用现状1

1.2 SF6与PFC混合气体3

1.3 发展趋势3

第2章 SF6击穿特性5

2.1 SF6分子结构5

2.2 带电粒子产生与消失6

2.3 均匀电场下SF6击穿8

2.4 自持放电与流注10

2.5 极不均匀电场下SF6击穿13

2.6 稍不均匀电场SF6击穿15

2.7 脉冲电压下SF6的击穿特性16

2.8 电极表面状态、导电微粒对SF6气体击穿特性的影响18

2.9 SF6气体击穿电压估算方法22

2.10 SF6气体分解物与毒性23

第3章 SF6间隙放电特性28

3.1 数学模型28

3.2 FCT法与求解29

3.3 SF6间隙放电特性30

3.3.1 平板电极均匀电场30

3.3.2 棒-板电极SF6放电过程37

3.4 纳秒脉冲电压下SF6间隙放电特性44

3.4.1 SF6间隙放电行为特征45

3.4.2 初始条件对放电过程的影响49

第4章 纳秒脉冲电压电极介质覆盖SF6放电特性59

4.1 纳秒脉冲电压气体放电机理59

4.1.1 流注机理59

4.1.2 电子崩链模型59

4.1.3 逃逸电子模型60

4.1.4 快速电离波理论61

4.2 纳秒脉冲电压下对称电极介质覆盖SF6放电特性61

4.2.1 模型62

4.2.2 MacCormack算法64

4.2.3 边界条件66

4.3 电极介质覆盖放电影响因素67

4.3.1 纳秒脉冲电压幅值的影响67

4.3.2 纳秒脉冲电压上升沿的影响70

4.3.3 气隙尺度的影响72

4.3.4 介质覆盖层参数的影响75

4.3.5 气体压强的影响79

4.4 非对称电极介质覆盖SF6放电特性83

4.4.1 电压幅值的影响83

4.4.2 脉冲电压上升沿的影响87

4.4.3 气隙尺寸的影响91

4.4.4 覆盖介质层厚度的影响93

4.4.5 介电常数的影响95

4.4.6 压强的影响97

第5章 介质覆盖SF6放电非线性行为100

5.1 混沌概念100

5.1.1 Hopf分岔100

5.1.2 混沌现象100

5.1.3 最大李雅普诺夫指数101

5.2 介质覆盖SF6短间隙放电模型102

5.2.1 SF6电负性气体放电过程表述102

5.2.2 非线性方程的SG算法104

5.3 电极覆盖SF6短气隙放电过程的时空行为105

5.3.1 电极覆盖SF6短气隙放电动力学特性105

5.3.2 电荷输运与放电电流脉冲的关系107

5.4 影响因素108

5.4.1 电压幅值的影响108

5.4.2 电压频率的影响109

5.4.3 气隙尺寸的影响110

5.4.4 介质εB的影响112

5.5 SF6短气隙放电的时空特征112

5.6 SF6短气隙放电的混沌演化119

5.6.1 准周期道路通向混沌的演化119

5.6.2 倍周期道路通向混沌的演化124

第6章 SF6放电轨迹的分岔现象129

6.1 气体放电经典理论129

6.1.1 汤逊理论129

6.1.2 流注理论130

6.1.3 非均匀电场的气隙击穿130

6.2 SF6气体放电轨迹与分形132

6.3 SF6放电过程的分形表征133

6.3.1 计盒维数133

6.3.2 计盒维数的计算133

6.4 基于WZ模型的SF6放电通道分叉特性134

6.4.1 计算模型134

6.4.2 模型电极结构及求解区域剖分136

6.4.3 计算步骤136

6.5 SF6放电通道分叉特性137

6.5.1 η对放电通道发展的影响138

6.5.2 放电阈值场强Ec对放电通道发展的影响139

6.5.3 维持电场Es对放电通道发展的影响140

6.6 基于改进WZ模型的SF6放电通道分叉特性142

6.6.1 短气隙放电通道发展概率模型142

6.6.2 数值仿真流程144

6.7 SF6放电通道分叉演化过程144

6.7.1 外施电压对放电通道发展的影响147

6.7.2 电导率的影响149

第7章 SF6混合气体放电特性152

7.1 SF6混合气体放电研究方法152

7.1.1 获取放电参数方法152

7.1.2 理论计算方法153

7.2 SF6/N2放电特性153

7.2.1 电场特性及电极布置154

7.2.2 工频电压SF6/N2击穿特性155

7.2.3 冲击电压SF6/N2击穿特性163

7.3 SF6/N2击穿影响因素172

7.4 SF6/N2混合气体放电参数175

7.5 替代SF6混合气体研究的最新进展180

7.5.1 c-C4F8和CF3I应用前景180

7.5.2 SF6混合气体与c-C4F8和CF3I混合气体比较182

第8章 SF6/N2/CO2放电特性189

8.1 50%-50%SF6/N2间隙均匀电场放电特性189

8.2 纳秒脉冲电压下50%-50%SF6/N2放电过程195

8.2.1 纳秒脉冲电压幅值的影响195

8.2.2 纳秒脉冲电压上升沿时间的影响206

8.3 SF6/N2/CO2放电特性216

8.3.1 不同混合比SF6/N2/CO2气体放电特性217

8.3.2 0.2～0.6MPa下SF6/N2/CO2放电特性227

第9章 超临界氮放电特性237

9.1 超临界氮物性与放电模型238

9.1.1 超临界氮238

9.1.2 超临界氮放电过程控制方程239

9.2 超临界氮放电特性241

9.2.1 击穿场强与压强的关系242

9.2.2 34MPa下超临界氮的放电特性243

9.2.3 击穿场强与温度的关系246

9.3 绝缘特性恢复250

第10章 SF6绝缘变压器253

10.1 SF6气体绝缘变压器特点253

10.2 发展趋势254

10.3 结构与设计要点255

10.4 绝缘配合与温升计算256

10.4.1 自冷式SF6绝缘变压器温升计算257

10.4.2 自冷式SF6/N2绝缘变压器温升计算260

第11章 SF6应用于GIS271

11.1 电弧与SF6灭弧特性272

11.1.1 电弧形成272

11.1.2 物理过程273

11.1.3 电弧熄灭274

11.1.4 SF6气体中的电弧275

11.2 SF6断路器灭弧方式279

11.3 灭弧室喷口电场279

11.3.1 分析方法280

11.3.2 计算模型281

11.3.3 灭弧室场量对介质绝缘回复的影响288

参考文献292

附录295