一种绝缘替代气体性能评估方法、装置和设备
阅读：972发布：2020-05-13
专利汇可以提供一种绝缘替代气体性能评估方法、装置和设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 申请 公开了一种绝缘替代气体性能评估方法、装置和设备，从潜在替代气体的预置量测指标入手，获取满足预置量测指标的潜在替代气体作为待研究的目标气体，通过分析目标气体的饱和蒸气压特性，选取适用 温度 范围内的充气压 力 极限值，进行目标气体的绝缘介质击穿实验和气固结合绝缘性能的预置实验，获得气体的绝缘性能与自恢复特性，根据实验结果对目标气体作为替代气体的性能进行分析，得到目标气体替代SF6气体作为绝缘气体的可行性评估结果，从目标气体的量测指标、饱和蒸气压特性、绝缘性能、击穿分解特性、自恢复特性等方面，定量地给出了一套完整的测试方案与评价体系，为绝缘替代气体的研究提供了指导。，下面是一种绝缘替代气体性能评估方法、装置和设备专利的具体信息内容。
1.一种绝缘替代气体性能评估方法，其特征在于，包括：
获取待研究的目标气体，所述目标气体为满足预置量测指标的潜在替代气体；
基于所述目标气体的饱和蒸气压特性，确定预置温度范围内的充气压力极限值；
对所述目标气体进行预置电压形式下的绝缘介质击穿实验，得到所述目标气体的介电性能和相对于SF6气体的相对绝缘强度；
对所述目标气体进行获取所述目标气体的气固结合绝缘性能的预置实验，得到所述目标气体的气固分解产物，并分析所述目标气体的自恢复特性；
基于所述预置温度范围内的充气压力极限值、所述介电性能、所述相对于SF6气体的相对绝缘强度和所述自恢复特性，对所述目标气体作为替代气体的性能进行分析，得到所述目标气体替代SF6气体作为绝缘气体的可行性评估结果。
2.根据权利要求1所述的绝缘替代气体性能评估方法，其特征在于，所述获取待研究的目标气体，所述目标气体为满足预置量测指标的潜在替代气体，包括：
以温室效应潜能值作为预置量测指标，对潜在替代气体进行筛选，将所述温室效应潜能值小于阈值的潜在替代气体作为待研究的目标气体。
3.根据权利要求2所述的绝缘替代气体性能评估方法，其特征在于，所述基于所述目标气体的饱和蒸气压特性，确定预置温度范围内的充气压力极限值，包括：
根据所述目标气体的饱和蒸气压特性绘制所述目标气体的饱和蒸气压与温度关系的饱和蒸气压特性曲线；
基于所述饱和蒸气压特性曲线确定预置温度范围内的充气压力极限值；
所述饱和蒸气压特性曲线的表达式为：
log P＝A-B/(T+C)；
其中，P为目标气体的饱和蒸气压值，T为目标气体的温度，单位为K，A、B、C均为目标气体的Antoine常数。
4.根据权利要求3所述的绝缘替代气体性能评估方法，其特征在于，所述根据所述目标气体的饱和蒸气压特性绘制所述目标气体的饱和蒸气压与温度关系的饱和蒸气压特性曲线，包括：
根据预置公式计算所述目标气体的饱和蒸气压；
绘制所述目标气体的饱和蒸气压与温度关系的饱和蒸气压特性曲线；
所述预置公式为：
P1x＝Py
P2(1-x)＝P(1-y)；
其中，P1为二元混合气体中第一组分气体的饱和蒸气压，P2为二元混合气体中第二组分气体的饱和蒸气压，x与y分别为二元混合气体的第一组分气体在气液平衡时，液相和气相摩尔分数。
5.根据权利要求2所述的绝缘替代气体性能评估方法，其特征在于，所述预置电压形式包括：直流电压、工频交流电压和雷电冲击电压。
6.根据权利要求2所述的绝缘替代气体性能评估方法，其特征在于，所述预置实验为电极间隙击穿实验。
7.根据权利要求1所述的绝缘替代气体性能评估方法，其特征在于，所述获取待研究的目标气体，所述目标气体为满足预置量测指标的潜在替代气体，包括：
以消耗臭氧潜能值作为预置量测指标，对潜在替代气体进行筛选，将所述消耗臭氧潜能值小于阈值的潜在替代气体作为待研究的目标气体。
8.根据权利要求7所述的绝缘替代气体性能评估方法，其特征在于，所述预置实验为沿面闪络实验。
9.一种绝缘替代气体性能评估装置，其特征在于，包括：
第一模块，用于获取待研究的目标气体，所述目标气体为满足预置量测指标的潜在替代气体；
第二模块，用于基于所述目标气体的饱和蒸气压特性，确定预置温度范围内的充气压力极限值；
第三模块，用于对所述目标气体进行预置电压形式下的绝缘介质击穿实验，得到所述目标气体的介电性能和相对于SF6气体的相对绝缘强度；
第四模块，用于对所述目标气体进行获取所述目标气体的气固结合绝缘性能的预置实验，得到所述目标气体的气固分解产物，并分析所述目标气体的自恢复特性；
第五模块，用于基于所述预置温度范围内的充气压力极限值、所述介电性能、所述相对于SF6气体的相对绝缘强度和所述自恢复特性，对所述目标气体作为替代气体的性能进行分析，得到所述目标气体替代SF6气体作为绝缘气体的可行性评估结果。
10.一种绝缘替代气体性能评估设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1-8中任一项所述的绝缘替代气体性能评估方法。
一种绝缘替代气体性能评估方法、装置和设备
技术领域
[0001] 本申请涉及电气技术领域，尤其涉及一种绝缘替代气体性能评估方法、装置和设备。
背景技术
[0002] 空气、CO2、N2以及SF6作为气体绝缘介质应用于各种电压等级的电气设备中，其中SF6气体凭借其优秀的绝缘性能与灭弧能力，以及稳定的化学特性、无毒性、不易燃等特点，在中高压电气设备中占据着支配地位。气体绝缘开关GIS、气体绝缘母线GIB以及气体绝缘输电管道GIL等高压输电系统的重要组成部分，几乎全部采用SF6及其混合气体作为气体绝缘介质。目前，每年约有1万吨SF6气体应用于电气领域，占SF6总使用量的80％以上；但是SF6气体的温室效应潜能值(GWP)是CO2气体的23900倍，具有极强的吸收红外射线能力，而且在大气中的存留时间长达3200年，是造成全球气候变暖的重要原因，而且SF6气体在发生击穿放电时，会分解产生S2F10等有毒的含氟化合物，严重威胁生产安全与人员健康，因此，寻找绝缘强度与SF6性能相当甚至更好，且液化温度较低的绝缘替代气体成为当前的重点研究方向。
[0003] 目前对于绝缘替代气体的研究刚刚起步，往往针对的是某一种有潜力的气体展开某一特定方面的实验研究。如针对CF3I、c-C4F8、C4F7N、C5F10O等绝缘替代气体展开宏观绝缘实验与微观放电参数的研究。但是在实际应用过程中，受限于环境温度与电压等级等因素，绝缘替代气体的应用条件往往比较苛刻，必须在充气压力与液化温度之间寻找到平衡点。而现有的绝缘替代气体往往存在分子量较大、饱和蒸气压过低的问题，导致其应用范围较窄，并不能完美替代SF6气体在电气领域中的使用。因此，需要继续拓宽潜在绝缘替代气体的研究范围，发掘更多的新型环保型气体并进行大量的实验研究，相应地在这个过程中会花费大量的时间精力与科研经费；而且每一种潜在绝缘替代气体的化学特性与电学参数不尽相同，实验表征手段也存在差异，难以形成统一的评价标准与有效的应用参考，对绝缘替代气体的研究成果转化造成困难。因此，提供一种可行的绝缘替代气体性能评估方法，为寻找绝缘替代气体的研究提供指导，以解决现有的由于潜在绝缘替代气体的化学特性与电学参数不尽相同，实验表征手段也存在差异，难以形成统一的评价标准与有效的应用参考，对绝缘替代气体的研究成果转化造成困难是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
发明内容
[0004] 本申请提供了一种绝缘替代气体性能评估方法、装置和设备，用于为寻找绝缘替代气体的研究提供指导，以解决现有的由于潜在绝缘替代气体的化学特性与电学参数不尽相同，实验表征手段也存在差异，难以形成统一的评价标准与有效的应用参考，对绝缘替代气体的研究成果转化造成困难的技术问题。
[0005] 有鉴于此，本申请第一方面提供了一种绝缘替代气体性能评估方法，包括：
[0006] 获取待研究的目标气体，所述目标气体为满足预置量测指标的潜在替代气体；
[0007] 基于所述目标气体的饱和蒸气压特性，确定预置温度范围内的充气压力极限值；
[0008] 对所述目标气体进行预置电压形式下的绝缘介质击穿实验，得到所述目标气体的介电性能和相对于SF6气体的相对绝缘强度；
[0009] 对所述目标气体进行获取所述目标气体的气固结合绝缘性能的预置实验，得到所述目标气体的气固分解产物，并分析所述目标气体的自恢复特性；
[0010] 基于所述预置温度范围内的充气压力极限值、所述介电性能、所述相对于SF6气体的相对绝缘强度和所述自恢复特性，对所述目标气体作为替代气体的性能进行分析，得到所述目标气体替代SF6气体作为绝缘气体的可行性评估结果。
[0011] 可选地，所述获取待研究的目标气体，所述目标气体为满足预置量测指标的潜在替代气体，包括：
[0012] 以温室效应潜能值作为预置量测指标，对潜在替代气体进行筛选，将所述温室效应潜能值小于阈值的潜在替代气体作为待研究的目标气体。
[0013] 可选地，所述基于所述目标气体的饱和蒸气压特性，确定预置温度范围内的充气压力极限值，包括：
[0014] 根据所述目标气体的饱和蒸气压特性绘制所述目标气体的饱和蒸气压与温度关系的饱和蒸气压特性曲线；
[0015] 基于所述饱和蒸气压特性曲线确定预置温度范围内的充气压力极限值；
[0016] 所述饱和蒸气压特性曲线的表达式为：
[0017] logP＝A-B/(T+C)；
[0018] 其中，P为目标气体的饱和蒸气压值，T为目标气体的温度，单位为K，A、B、C均为目标气体的Antoine常数。
[0019] 可选地，所述根据所述目标气体的饱和蒸气压特性绘制所述目标气体的饱和蒸气压与温度关系的饱和蒸气压特性曲线，包括：
[0020] 根据预置公式计算所述目标气体的饱和蒸气压；
[0021] 绘制所述目标气体的饱和蒸气压与温度关系的饱和蒸气压特性曲线；
[0022] 所述预置公式为：
[0023] P1x＝Py
[0024] P2(1-x)＝P(1-y)；
[0025] 其中，P1为二元混合气体中第一组分气体的饱和蒸气压，P2为二元混合气体中第二组分气体的饱和蒸气压，x与y分别为二元混合气体的第一组分气体在气液平衡时，液相和气相摩尔分数。
[0026] 可选地，所述预置电压形式包括：直流电压、工频交流电压和雷电冲击电压。
[0028] 可选地，所述获取待研究的目标气体，所述目标气体为满足预置量测指标的潜在替代气体，包括：
[0030] 可选地，所述预置实验为沿面闪络实验。
[0031] 本申请第二方面提供了一种绝缘替代气体性能评估装置，包括：
[0032] 第一模块，用于获取待研究的目标气体，所述目标气体为满足预置量测指标的潜在替代气体；
[0033] 第二模块，用于基于所述目标气体的饱和蒸气压特性，确定预置温度范围内的充气压力极限值；
[0034] 第三模块，用于对所述目标气体进行预置电压形式下的绝缘介质击穿实验，得到所述目标气体的介电性能和相对于SF6气体的相对绝缘强度；
[0035] 第四模块，用于对所述目标气体进行获取所述目标气体的气固结合绝缘性能的预置实验，得到所述目标气体的气固分解产物，并分析所述目标气体的自恢复特性；
[0036] 第五模块，用于基于所述预置温度范围内的充气压力极限值、所述介电性能、所述相对于SF6气体的相对绝缘强度和所述自恢复特性，对所述目标气体作为替代气体的性能进行分析，得到所述目标气体替代SF6气体作为绝缘气体的可行性评估结果。
[0037] 本申请第三方面提供了一种绝缘替代气体性能评估设备，所述设备包括处理器以及存储器：
[0038] 所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
[0039] 所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行第一方面的所述的任一种绝缘替代气体性能评估方法。
[0040] 从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
[0041] 本申请中，提供了一种绝缘替代气体性能评估方法，获取待研究的目标气体，目标气体为满足预置量测指标的潜在替代气体；基于目标气体的饱和蒸气压特性，确定预置温度范围内的充气压力极限值；对目标气体进行预置电压形式下的绝缘介质击穿实验，得到目标气体的介电性能和相对于SF6气体的相对绝缘强度；对目标气体进行获取目标气体的气固结合绝缘性能的预置实验，得到目标气体的气固分解产物，并分析目标气体的自恢复特性；基于预置温度范围内的充气压力极限值、介电性能、相对于SF6气体的相对绝缘强度和自恢复特性，对目标气体作为替代气体的性能进行分析，得到目标气体替代SF6气体作为绝缘气体的可行性评估结果。本申请提供的绝缘替代气体性能评估方法，从潜在替代气体的预置量测指标入手，获取满足预置量测指标的潜在替代气体作为待研究的目标气体，通过分析目标气体的饱和蒸气压特性，选取适用温度范围内的充气压力极限值，进行目标气体的绝缘介质击穿实验和气固结合绝缘性能的预置实验，获得气体的绝缘性能与自恢复特性，根据实验结果对目标气体作为替代气体的性能进行分析，得到目标气体替代SF6气体作为绝缘气体的可行性评估结果，从目标气体的量测指标、饱和蒸气压特性、绝缘性能、击穿分解特性、自恢复特性等方面，定量地给出了一套完整的测试方案与评价体系，为绝缘替代气体的研究提供了指导，解决了现有的由于潜在绝缘替代气体的化学特性与电学参数不尽相同，实验表征手段也存在差异，难以形成统一的评价标准与有效的应用参考，对绝缘替代气体的研究成果转化造成困难的技术问题。附图说明
[0042] 图1为本申请实施例中提供的一种绝缘替代气体性能评估方法的流程示意图；
[0043] 图2为本申请实施例中提供的一种绝缘替代气体性能评估方法的另一流程示意图；
[0044] 图3为本申请实施例中提供的一种绝缘替代气体性能评估方法的再一流程示意图；
[0045] 图4为四氟丙烯气体的饱和蒸气压特性曲线图；
[0046] 图5为四氟丙烯气体的直流击穿电压与击穿次数的示意图；
[0047] 图6为四氟丙烯气体的交流击穿电压与击穿次数的示意图；
[0048] 图7为本申请实施例中提供的一种绝缘替代气体性能评估装置的结构示意图。
具体实施方式
[0049] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0050] 为了便于理解，请参阅图1，本申请提供的一种绝缘替代气体性能评估方法的一个实施例，本申请实施例中的绝缘替代气体性能评估方法，包括：
[0051] 步骤101、获取待研究的目标气体，目标气体为满足预置量测指标的潜在替代气体。
[0052] 需要说明的是，本申请实施例中，首先需要获取用于研究的目标气体，目标气体的选择可以以筛选的方式，将满足预置量测指标的潜在替代气体筛选出来作为目标气体。预置量测指标可以是GWP(Global Warming Potential，温室效应潜能值)，也可以是ODP(Ozone Depletion Potential，消耗臭氧潜能值)。潜在替代气体可以是CO2、N2等常规气体，CF3I气体，c-C4F8等PFC类气体，C4F7N等全氟腈类气体，C5F10O等全氟酮类气体，以及其它新型潜在环保绝缘替代气体。
[0053] 步骤102、基于目标气体的饱和蒸气压特性，确定预置温度范围内的充气压力极限值。
[0054] 需要说明的是，目标气体的饱和蒸气压特性可以采用Clapeyron方程、Clausius-Claperon方程或者Antoine方程计算得到。
[0055] 步骤103、对目标气体进行预置电压形式下的绝缘介质击穿实验，得到目标气体的介电性能和相对于SF6气体的相对绝缘强度。
[0056] 步骤104、对目标气体进行获取目标气体的气固结合绝缘性能的预置实验，得到目标气体的气固分解产物，并分析目标气体的自恢复特性。
[0057] 需要说明的是，对目标气体进行获取目标气体的气固结合绝缘性能的预置实验可以是对目标气体进行长期耐压测试实验和多次击穿实验，长期耐压测试实验可以是施加实际工作电压一段时间，观察目标气体中是否发生电晕放电或者间隙击穿现象，并在测试结束后收集气体以及可能的固体产物，利用GC-MS或者红外光谱仪进行物质成分分析；多次击穿实验可以是升压至目标气体发生间隙击穿，如是重复至少50次，观察目标气体在多次击穿后其击穿电压值以及气体压力值是否发生变化，以判断目标气体的自恢复特性，并在测试结束后收集气体以及可能的固体产物，利用GC-MS或者红外光谱仪进行物质成分分析。
[0058] 步骤105、基于预置温度范围内的充气压力极限值、介电性能、相对于SF6气体的相对绝缘强度和自恢复特性，对目标气体作为替代气体的性能进行分析，得到目标气体替代SF6气体作为绝缘气体的可行性评估结果。
[0059] 需要说明的是，对目标气体的性能评价标准可以是极限运行工况下，如-30℃且发生工作过电压或者雷电过电压时，目标气体的耐电能力应不弱于SF6气体；或者在长期耐压甚至多次击穿后，目标气体的绝缘强度下降较少、气体压力变化不大，电极表面没有出现明显的分解沉积物。
[0060] 本申请实施例中提供的绝缘替代气体性能评估方法，从潜在替代气体的预置量测指标入手，获取满足预置量测指标的潜在替代气体作为待研究的目标气体，通过分析目标气体的饱和蒸气压特性，选取适用温度范围内的充气压力极限值，进行目标气体的绝缘介质击穿实验和气固结合绝缘性能的预置实验，获得气体的绝缘性能与自恢复特性，根据实验结果对目标气体作为替代气体的性能进行分析，得到目标气体替代SF6气体作为绝缘气体的可行性评估结果，从目标气体的量测指标、饱和蒸气压特性、绝缘性能、击穿分解特性、自恢复特性等方面，定量地给出了一套完整的测试方案与评价体系，为绝缘替代气体的研究提供了指导，解决了现有的由于潜在绝缘替代气体的化学特性与电学参数不尽相同，实验表征手段也存在差异，难以形成统一的评价标准与有效的应用参考，对绝缘替代气体的研究成果转化造成困难的技术问题。
[0061] 为了便于理解，请参阅图2，本申请中提供了一种绝缘替代气体性能评估方法的另一实施例，本申请实施例中提供的绝缘替代气体性能评估方法，包括：
[0062] 步骤201、以温室效应潜能值作为预置量测指标，对潜在替代气体进行筛选，将温室效应潜能值小于阈值的潜在替代气体作为待研究的目标气体。
[0063] 需要说明的是，本申请实施例中，以温室效应潜能值GWP作为预置量测指标，潜在替代气体的GWP可以通过查表或以下公式计算获得：
[0064]
[0065] 式中，TH为计算GWP时的评估时间长度，通常为100a；ax与ar分别为单位质量的目标气体与CO2的辐射效率，单位为W/m2kg；x(t)与r(t)分别为单位质量的目标气体与CO2在t＝0时排放到大气中，随时间衰减的比例。目标气体可以是混合气体，混合气体的GWP可以根据单一组分气体的GWP按重量混合比计算得到。
[0066] 步骤202、根据目标气体的饱和蒸气压特性绘制目标气体的饱和蒸气压与温度关系的饱和蒸气压特性曲线。
[0067] 步骤203、基于饱和蒸气压特性曲线确定预置温度范围内的充气压力极限值。
[0068] 需要说明的是，目标气体的饱和蒸气压特性可以采用Clapeyron方程、Clausius-Claperon方程或者Antoine方程计算得到。目标气体饱和蒸气压特性的Antoine公式是Clausius-Claperon方程的一种改进，而且适用的压力范围更广，因此本申请实施例中采用Antoine公式，具体为：
[0069] logP＝A-B/(T+C)；
[0070] 其中，P为目标气体的饱和蒸气压值，T为目标气体的温度，单位为K，A、B、C均为目标气体的Antoine常数，可查表或者根据实验数据拟合得到。
[0071] 目标气体可以采用二元混合气体，对于二元混合气体的饱和蒸气压，需要结合气液平衡定律进行计算，二元混合气体的饱和蒸气压的计算公式为：
[0072] P1x＝Py
[0073] P2(1-x)＝P(1-y)；
[0074] 其中，P1为二元混合气体中第一组分气体的饱和蒸气压，P2为二元混合气体中第二组分气体的饱和蒸气压，x与y分别为二元混合气体的第一组分气体在气液平衡时，液相和气相摩尔分数。
[0075] 可以根据不同应用环境下电气绝缘设备的耐受温度，选取目标气体的极限充气压力值与混合比例，其中严寒地区为-50℃，户外为-30℃，户内为-10℃。
[0076] 步骤204、对目标气体进行直流电压、工频交流电压和雷电冲击电压下的绝缘介质击穿实验，得到目标气体的介电性能和相对于SF6气体的相对绝缘强度。
[0077] 需要说明的是，绝缘介质击穿实验的电极结构选用针板电极结构以形成极不均匀电场，也可选用板板电极结构以形成均匀电场或者选用球球电极结构以形成稍不均匀电场。工频交流电压采用70％升压方式，即先匀速将施加电压升至预计击穿电压的70％左右，然后每一级电压比前一级增加起始电压值的5～10％，直至间隙击穿。雷电冲击电压值采用获得50％升降法，即先预估放电电压值UB，第一次施加UB，若未击穿则下一次施加UB+△U，其中△U＝(1.5～3)％UB，若击穿则下一次施加UB－△U；加压总次数应不少于20次，且相邻两次加压时间间隔不小于30s。
[0078] 步骤205、对目标气体进行电极间隙击穿实验，得到目标气体的气固分解产物，并分析目标气体的自恢复特性。
[0079] 需要说明的是，电极间隙击穿实验可以包括目标气体长期耐压及多次击穿实验，长期耐压测试实验可以是施加实际工作电压一段时间，观察目标气体中是否发生电晕放电或者间隙击穿现象，并在测试结束后收集气体以及可能的固体产物，利用GC-MS或者红外光谱仪进行物质成分分析；多次击穿实验可以是升压至目标气体发生间隙击穿，如是重复至少50次，观察目标气体在多次击穿后其击穿电压值以及气体压力值是否发生变化，以判断目标气体的自恢复特性，并在测试结束后收集气体以及可能的固体产物，利用GC-MS或者红外光谱仪进行物质成分分析。
[0080] 步骤206、基于预置温度范围内的充气压力极限值、介电性能、相对于SF6气体的相对绝缘强度和自恢复特性，对目标气体作为替代气体的性能进行分析，得到目标气体替代SF6气体作为绝缘气体的可行性评估结果。
[0081] 需要说明的是，对目标气体的性能评价标准可以是极限运行工况下，如-30℃且发生工作过电压或者雷电过电压时，目标气体的耐电能力应不弱于SF6气体；或者在长期耐压甚至多次击穿后，目标气体的绝缘强度下降较少、气体压力变化不大，电极表面没有出现明显的分解沉积物。
[0082] 本申请实施例中提供了一种切实可行的绝缘替代气体性能评估方法，从目标气体的GWP值、饱和蒸气压特性、绝缘性能、击穿分解特性、自恢复特性等方面，定量地给出了一套完整的测试方案与评价体系，为绝缘替代气体的研究提供了指导。
[0083] 为了更具体的说明本申请实施例中提供的绝缘替代气体性能评估方法的方案，以下提供一个具有的应用例对该方法进行说明。
[0084] 四氟丙烯(C3H2F4)气体作为一种成熟的制冷剂与灭火气体，已经得到了广泛的应用。四氟丙烯中含量大量的F原子，具有一定的绝缘潜力；而且四氟丙烯的GWP值仅为400，远远低于SF6气体，是一种潜在环保型绝缘替代气体。
[0085] 通过计算四氟丙烯的饱和蒸气压特性并绘制曲线如图4所示，根据图4可以得知，对应-30℃的最大充气压力为100kPa。因此，针对100kPa充气压力下的四氟丙烯纯气体展开绝缘特性测试。实验中采用针板电极，其中针电极尖端的曲率半径为1mm，针板间距为5mm。实验中分别施加直流与工频交流电压，反复击穿25次以上，每次击穿间隔300s，实验结果分别如图5和图6所示，其中，图5为四氟丙烯气体的直流击穿电压与击穿次数的示意图，图6为四氟丙烯气体的交流击穿电压与击穿次数的示意图。
[0086] 根据图5和图6的实验结果可知，纯四氟丙烯气体的绝缘强度约为相同条件下SF6气体的1.3倍。但是受限于四氟丙烯气体的高液化温度，在实际应用中必须加入其它缓冲气体，在保证绝缘强度的前提下，提升其适用温度与充气压力范围。另外，四氟丙烯气体在多次击穿后，击穿电压值没有明显的上升与下降趋势，实验腔内气体压力没有发生变化，电极表面与实验腔内壁未发现固体分解沉积产物，说明四氟丙烯在发生间隙击穿后的自恢复特性良好，没有发生大量的气体分解现象。
[0087] 为了便于理解，请参阅图3，本申请中提供了一种绝缘替代气体性能评估方法的再一实施例，本申请实施例中提供的绝缘替代气体性能评估方法，包括：
[0088] 步骤301、以消耗臭氧潜能值作为预置量测指标，对潜在替代气体进行筛选，将消耗臭氧潜能值小于阈值的潜在替代气体作为待研究的目标气体。
[0089] 步骤302、根据目标气体的饱和蒸气压特性绘制目标气体的饱和蒸气压与温度关系的饱和蒸气压特性曲线。
[0090] 步骤303、基于饱和蒸气压特性曲线确定预置温度范围内的充气压力极限值。
[0091] 步骤304、对目标气体进行直流电压、工频交流电压和雷电冲击电压下的绝缘介质击穿实验，得到目标气体的介电性能和相对于SF6气体的相对绝缘强度。
[0092] 步骤305、对目标气体进行沿面闪络实验，得到目标气体的气固分解产物，并分析目标气体的自恢复特性。
[0093] 步骤306、基于预置温度范围内的充气压力极限值、介电性能、相对于SF6气体的相对绝缘强度和自恢复特性，对目标气体作为替代气体的性能进行分析，得到目标气体替代SF6气体作为绝缘气体的可行性评估结果。
[0094] 需要说明的是，本申请实施例中，将消耗臭氧潜能值ODP替代为第二实施例中的温室效应潜能值GWP，相应地，采用沿面闪络实验替代电极间隙击穿实验，以获得目标气体的气固结合绝缘性能。
[0095] 为了便于理解，请参阅图7，本申请中还提供了一种绝缘替代气体性能评估装置的实施例，包括：
[0096] 第一模块，用于获取待研究的目标气体，目标气体为满足预置量测指标的潜在替代气体。
[0097] 第二模块，用于基于目标气体的饱和蒸气压特性，确定预置温度范围内的充气压力极限值。
[0098] 第三模块，用于对目标气体进行预置电压形式下的绝缘介质击穿实验，得到目标气体的介电性能和相对于SF6气体的相对绝缘强度。
[0099] 第四模块，用于对目标气体进行获取目标气体的气固结合绝缘性能的预置实验，得到目标气体的气固分解产物，并分析目标气体的自恢复特性；
[0100] 第五模块，用于基于预置温度范围内的充气压力极限值、介电性能、相对于SF6气体的相对绝缘强度和所述自恢复特性，对目标气体作为替代气体的性能进行分析，得到目标气体替代SF6气体作为绝缘气体的可行性评估结果。
[0101] 本申请中还提供了一种绝缘替代气体性能评估设备的实施例，设备包括处理器以及存储器：
[0102] 存储器用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；
[0103] 处理器用于根据程序代码中的指令执行前述绝缘替代气体性能评估方法实施例中的绝缘替代气体性能评估方法。
[0104] 在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0105] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0106] 另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0107] 所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-Only Memory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0108] 以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
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