電力機器用絶縁気体混合相乗効果の微視的定量的計算機解析

电力设备混合绝缘气体协同效应的微观定量计算机分析

基本信息

批准号：
14750200
负责人：
菅原広剛
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

地球温暖化防止のためのSF_6絶縁ガス使用量低減に向け、SF_6をN_2他で希釈した際に現われる絶縁特性相乗効果発生機構を混合ガス中の電子エネルギー損失過程と電子捕獲機構の面から解析した。平成15年度は、電子のエネルギー損失過程および衝突間の電子挙動に関する14年度の解析結果を踏まえ、既に構築済みの計算機プログラムを用いて、電子衝突断面積の組み合わせの効果を主にSF_6/N_2、SF_6/CO_2、SF_6/c-C_4F_8の3つの混合ガスの比較を通じて解析した。解析結果は次のようにまとめられる。SF_6/N_2混合ガス中では、電子はN_2との衝突によりエネルギーを失って低エネルギーとなり、2〜3eV付辺に存在するN_2の弾性衝突および振動励起衝突の断面積ピークに起因するバリア効果(電子エネルギー上昇を妨げる)によって低エネルギー状態に保たれその間にSF_6により捕獲されることが電子衝突履歴の追跡により確認できた。SF_6/CO_2でもCO_2のバリア効果が見られるが、CO_2はN_2に比べバリアが低く高エネルギー寄りに位置することから電子を低エネルギー域に閉じ込め付着を促す働きはSF_6/N_2ほど強くない。N_2とCO_2についてはバリア効果の強弱とSF_6との相乗効果の程度は大小関係が一致しており、この種の混合ガスの相乗効果はバリア効果によるものと推測された。SF_6/c-C_4F_8混合ガスにおいては、c-C_4F_8の電子励起衝突断面積の立ち上がりが急なことが励起の閾値付近での衝突を起こり易くし、励起衝突直後の電子エネルギーを低くする結果をもたらす。SF_6の電子付着は低エネルギーほど起こり易いため、閾値近くの励起衝突が直接電子付着に結びつくためと考えられる。

为了减少用于防止全局变暖的SF_6绝缘气体的量，从电子能量损失过程和混合气中的电子捕获机制的角度分析了SF_6用N_2稀释时出现的协同作用机理。 2003年，基于2002年的分析结果，关于电子的能源损失过程和碰撞之间的电子行为，使用已经构建的计算机程序，主要通过比较三种混合气体来分析电子碰撞横截面区域的效果：SF_6/N_2，SF_6/N_2，SF_6/CO_6/CO_2和SF_6/CO_6/C-C-C-C-C-C-C__4F。 The analysis results are summarized as follows: In the SF_6/N_2 gas mixture, electrons lose energy due to collision with N_2, resulting in low energy, and were kept in a low energy state due to barrier effects (thwarting the rise in electron energy) caused by the cross-sectional area peak of the elastic and vibrationally excitation collision of N_2 present on the 2-3 eV side, and were captured by SF_6 during that time.在SF_6/CO_2中也可以看到CO_2的屏障效应，但是CO_2具有较低的屏障，并且比N_2更接近高能水平，因此其在低能范围内捕获电子的功能和促进粘附不如SF_6/N_2强。对于N_2和CO_2，屏障效应强度与SF_6协同效应程度之间的协同效应程度是一致的，并且估计这种混合气体的协同效应是由于屏障效应所致。在SF_6/C-C_4F_8混合气体中，C-C_4F_8的电子激发碰撞横截面的突然上升使碰撞在最近的激发阈值下碰撞，从而导致激发碰撞后立即降低电子能量。由于SF_6的电子粘附更可能在较低的能量下发生，因此人们认为阈值附近的激发碰撞直接导致电子粘附。