绝缘气体的绝缘性能分析方法、装置、设备及存储介质与流程

1.本发明涉及电气技术领域，尤其涉及一种绝缘气体的绝缘性能分析方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.在电力工业领域，六氟化硫(sf6)作为良好的气体绝缘体，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、不易燃等特点使得六氟化硫被广泛应用于气体绝缘设备中，但是六氟化硫气体分子具有强大的温室效应能力，对温室效应具有潜在的危害，六氟化硫气体的一个分子对温室效应的影响为co2分子的20000余倍，同时排放在大气中的六氟化硫气体的留存时间长达3000余年，另外，六氟化硫在发生击穿放电时，会释放有毒物质，威胁到工作人员的健康，因此，为缓解六氟化硫造成的温室效应以及保障工作人员的健康，急需找到绝缘替代气体。
3.目前的对绝缘替代气体的绝缘性能的研究还处于初步阶段，研究的方向还有所欠缺，特别地，还没有关于气体对电场变化的敏感程度的研究，关于气体对于气体绝缘设备中的电场变化的敏感程度的测试方法更未见报道。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的是提供一种绝缘气体的绝缘性能分析方法、装置、设备及存储介质。通过测量待测绝缘气体在稍不均匀电场以及极不均匀电场下的击穿电压，根据测量得到的各个击穿电压确定待测绝缘气体对电场变化的敏感系数，进而根据待测绝缘气体对电场变化的敏感系数以及预先获取的六氟化硫(sf6)对电场变化的敏感系数，得到待测绝缘气体对电场变化的敏感程度，对待测绝缘气体的绝缘性能进行分析。
5.为实现上述目的，本发明实施例提供了一种绝缘气体的绝缘性能分析方法，包括：
6.测量稍不均匀电场下的待测绝缘气体的击穿电压，得到第一击穿电压；
7.测量极不均匀电场下的所述待测绝缘气体的击穿电压，得到第二击穿电压；
8.根据所述第一击穿电压和所述第二击穿电压，计算待测电场变化敏感系数；
9.根据所述待测电场变化敏感系数与预先获取的参考电场变化敏感系数，对所述待测绝缘气体进行绝缘性能分析。
10.作为上述方案的改进，所述根据所述第一击穿电压和所述第二击穿电压，计算待测电场变化敏感系数，具体包括：
11.将所述第二击穿电压减去所述第一击穿电压，再除以所述第一击穿电压，得到待测电场变化敏感系数。
12.作为上述方案的改进，所述参考电场变化敏感系数通过以下方式获得：
13.测量稍不均匀电场下的所述sf6气体的击穿电压，得到第一参考电压；
14.测量极不均匀电场下的所述sf6气体的击穿电压，得到第二参考电压；
15.将所述第二参考电压减去所述第一参考电压，再除以所述第一参考电压，得到参
考电场变化敏感系数。
16.作为上述方案的改进，所述方法还包括：
17.对所述待测绝缘气体进行绝缘介质击穿试验，得到所述待测绝缘气体的相对于所述sf6气体的相对绝缘强度；
18.对所述待测绝缘气体进行温室效应潜能值的计算，得到待测温室效应潜能值；
19.根据所述待测电场变化敏感系数、所述参考电场变化敏感系数、所述待测绝缘气体的相对于所述sf6气体的相对绝缘强度、所述待测温室效应潜能值和预先获取的所述sf6气体的温室效应潜能值，对所述待测绝缘气体进行分析，得到所述待测绝缘气体替代所述sf6气体，作为气体绝缘设备的绝缘气体的可行性评估结果。
20.为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种绝缘气体的绝缘性能分析装置，包括：
21.第一击穿电压测量模块，用于测量稍不均匀电场下的待测绝缘气体的击穿电压，得到第一击穿电压；
22.第二击穿电压测量模块，用于测量极不均匀电场下的所述待测绝缘气体的击穿电压，得到第二击穿电压；
23.待测敏感系数计算模块，用于根据所述第一击穿电压和所述第二击穿电压，计算待测电场变化敏感系数；
24.绝缘性能分析模块，用于根据所述待测电场变化敏感系数与预先获取的参考电场变化敏感系数，对所述待测绝缘气体进行绝缘性能分析。
25.作为上述方案的改进，所述待测敏感系数计算模块，具体用于：
26.将所述第二击穿电压减去所述第一击穿电压，再除以所述第一击穿电压，得到待测电场变化敏感系数。
27.作为上述方案的改进，所述装置还包括参考敏感系数计算模块，所述参考敏感系数计算模块具体包括：
28.第一参考电压测量单元，用于测量稍不均匀电场下的所述sf6气体的击穿电压，得到第一参考电压；
29.第二参考电压测量单元，用于测量极不均匀电场下的所述sf6气体的击穿电压，得到第二参考电压；
30.参考敏感系数计算单元，用于将所述第二参考电压减去所述第一参考电压，再除以所述第一参考电压，得到参考电场变化敏感系数。
31.作为上述方案的改进，所述装置还包括：
32.绝缘介质击穿试验模块，用于对所述待测绝缘气体进行绝缘介质击穿试验，得到所述待测绝缘气体的相对于所述sf6气体的相对绝缘强度；
33.温室效应潜能值计算模块，用于对所述待测绝缘气体进行温室效应潜能值的计算，得到待测温室效应潜能值；
34.可行性评估模块，用于根据所述待测电场变化敏感系数、所述参考电场变化敏感系数、所述待测绝缘气体的相对于所述sf6气体的相对绝缘强度、所述待测温室效应潜能值和预先获取的所述sf6气体的温室效应潜能值，对所述待测绝缘气体进行分析，得到所述待测绝缘气体替代所述sf6气体，作为气体绝缘设备的绝缘气体的可行性评估结果。
35.为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种绝缘气体的绝缘性能分析设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一实施例所述的绝缘气体的绝缘性能分析方法。
36.为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述存储介质所在设备执行如上述任一实施例所述的绝缘气体的绝缘性能分析方法。
37.与现有技术相比，本发明实施例公开的绝缘气体的绝缘性能分析方法、装置、设备及存储介质，通过分别测量稍不均匀电场和极不均匀电场下的待测绝缘气体的击穿电压，得到第一击穿电压和第二击穿电压，以根据所述第一击穿电压和所述第二击穿电压，来计算待测电场变化敏感系数；进而根据所述待测电场变化敏感系数与预先获取的参考电场变化敏感系数，对所述待测绝缘气体进行绝缘性能分析。本发明实施例通过测量待测绝缘气体在稍不均匀电场以及极不均匀电场下的击穿电压，根据测量得到的各个击穿电压确定待测绝缘气体对电场变化的敏感系数，进而根据待测绝缘气体对电场变化的敏感系数以及预先获取的六氟化硫对电场变化的敏感系数，得到待测绝缘气体对电场变化的敏感程度，对待测绝缘气体的绝缘性能进行分析。
附图说明
38.图1是本发明一实施例提供的一种绝缘气体的绝缘性能分析方法的流程图；
39.图2是本发明一实施例提供的待测绝缘气体与sf6气体对电场变化的敏感系数表；
40.图3是本发明一实施例提供的待测绝缘气体与sf6气体对电场变化的敏感系数折线图；
41.图4是本发明一实施例提供的不同电场不均匀系数的气体击穿特性折线图；
42.图5是本发明一实施例提供的不同曲率半径下的电场分布及其电场不均匀系数表；
43.图6是本发明一实施例提供的一种绝缘气体的绝缘性能分析装置的结构框图；
44.图7是本发明一实施例提供的另一种绝缘气体的绝缘性能分析装置的结构框图；
45.图8是本发明一实施例提供的参考敏感系数计算模块的结构框图；
46.图9是本发明一实施例提供的另一种绝缘气体的绝缘性能分析装置的结构框图；
47.图10是本发明一实施例提供的一种绝缘气体的绝缘性能分析设备的结构框图。
具体实施方式
48.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
49.参见图1，是本发明一实施例提供的一种绝缘气体的绝缘性能分析方法的流程图，所述方法，包括步骤s11～s14：
50.s11、测量稍不均匀电场下的待测绝缘气体的击穿电压，得到第一击穿电压；
51.s12、测量极不均匀电场下的所述待测绝缘气体的击穿电压，得到第二击穿电压；
52.s13、根据所述第一击穿电压和所述第二击穿电压，计算待测电场变化敏感系数；
53.s14、根据所述待测电场变化敏感系数与预先获取的参考电场变化敏感系数，对所述待测绝缘气体进行绝缘性能分析。
54.具体地，根据电场的不均匀程度，不均匀电场可分为稍不均匀电场和极不均匀电场。若电场的不均匀程度不严重，当极间电压达到足以使气体介质发生自持放电时，气体间隙就被击穿，这种电场称为稍不均匀电场；若电场不均匀程度比较严重，当极间电压达到足以使气体介质发生自持放电时，气体间隙并不被击穿，只是电场强度较高处的气体发生电晕放电，进一步提高电压后，气体间隙才被击穿，这样的电场称为极不均匀电场。
55.示例性的，待测绝缘气体有5种，分别是第一待测绝缘气体(4％c4f7n/co2)、第二待测绝缘气体(6％c4f7n/co2)、第三待测绝缘气体(8％c4f7n/co2)、第四待测绝缘气体(10％c4f7n/co2)和第五待测绝缘气体(12％c4f7n/co2)，其中，4％c4f7n/co2指的是混合气体中有4％的c4f7n，设定稍不均匀电场的电场不均匀系数取值为1.04，极不均匀电场的电场不均匀系数取值为14.22。分别在压强为0.1mpa、0.2mpa、0.3mpa、0.4mpa、0.5mpa、和0.6mpa的气压下，分别测量每个待测绝缘气体在电场不均匀系数为1.04的电场下的对应的第一击穿电压，在相同的条件下，分别测量每个待测绝缘气体在电场不均匀系数为14.22的电场下的对应的第二击穿电压，根据测量得第一击穿电压和第二击穿电压，分别计算各个压强下的各个待测绝缘气体的电场变换敏感系数，计算结果可参见图2所示的各个待测绝缘气体与sf6气体对电场变化的敏感系数表和图3所示的各个待测绝缘气体与sf6气体对电场变化的敏感系数折线图，根据图2和图3，对所述待测绝缘气体进行绝缘性能分析。
56.需要说明的是，稍不均匀系数和极不均匀系数的取值并不局限于上述具体的数值，待测绝缘气体也不局限于上述具体气体，压强也不局限于上述具体数值，可根据实际情况进行设定。
57.与现有技术相比，本发明实施例公开的绝缘气体的绝缘性能分析方法，通过分别测量稍不均匀电场和极不均匀电场下的待测绝缘气体的击穿电压，得到第一击穿电压和第二击穿电压，以根据所述第一击穿电压和所述第二击穿电压，来计算待测电场变化敏感系数；其中，所述待测电场变化敏感系数表示所述待测绝缘气体对电场变化的敏感程度；进而根据所述待测电场变化敏感系数与预先获取的参考电场变化敏感系数，对所述待测绝缘气体进行绝缘性能分析。本发明实施例通过测量待测绝缘气体在稍不均匀电场以及极不均匀电场下的击穿电压，根据测量得到的各个击穿电压确定待测绝缘气体对电场变化的敏感系数，进而根据待测绝缘气体对电场变化的系数程度以及预先获取的和六氟化硫(sf6)对电场变化的敏感系数，得到待测绝缘气体对电场变化的敏感程度，对待测绝缘气体的绝缘性能进行分析。
58.在一种实施方式中，步骤s13中的所述根据所述第一击穿电压和所述第二击穿电压，计算待测电场变化敏感系数，具体包括：
59.将所述第二击穿电压减去所述第一击穿电压，再除以所述第一击穿电压，得到待测电场变化敏感系数。
60.需要说明的是，由电场变化敏感系数的计算方式可知，待测绝缘气体的电场变化敏感系数越大，待测绝缘气体对电场变化(电场不均匀系数变大)的敏感程度越小；待测绝
缘气体的电场变化敏感系数越小，待测绝缘气体对电场变化(电场不均匀系数变大)的敏感程度越大。
61.在一种实施方式中，步骤s14中的所述参考电场变化敏感系数通过以下方式获得，包括步骤s141～s143：
62.s141、测量稍不均匀电场下的所述sf6气体的击穿电压，得到第一参考电压；
63.s142、测量极不均匀电场下的所述sf6气体的击穿电压，得到第二参考电压；
64.s143、将所述第二参考电压减去所述第一参考电压，再除以所述第一参考电压，得到参考电场变化敏感系数。
65.示例性的，设定稍不均匀电场的电场不均匀系数取值为1.04，极不均匀电场的电场不均匀系数取值为14.22，分别在压强为0.1mpa、0.2mpa、0.3mpa、0.4mpa、0.5mpa、和0.6mpa的气压下，测量sf6气体在稍不均匀电场下的第一参考电压，在相同的条件下，分别测量sf6气体在极不均匀电场下的第二参考电压，根据测量得第一参考电压和第二参考电压，分别计算各个压强下sf6气体的电场变化敏感系数。由图2和图3可知，整体上c4f7n/co2混合气体的电场变化敏感系数(es)均比sf6要小，说明c4f7n/co2混合气体对电场不均匀系数更为敏感。其次，随着c4f7n含量的增加，其es值也更小，说明c4f7n的绝对含量对混合气体电场敏感性有较大影响，其敏感性甚至强于纯sf6。电场不均匀系数对c4f7n混合气体的影响较大，c4f7n在非均匀电场下的放电抑制作用较差，且含量越高，对设备内部金属表面粗糙度的要求越高。
66.在一种实施方式下，所述方法还包括步骤s15～s17：
67.s15、对所述待测绝缘气体进行绝缘介质击穿试验，得到所述待测绝缘气体的相对于所述sf6气体的相对绝缘强度；
68.s16、对所述待测绝缘气体进行温室效应潜能值的计算，得到待测温室效应潜能值；
69.s17、根据所述待测电场变化敏感系数、所述参考电场变化敏感系数、所述待测绝缘气体的相对于所述sf6气体的相对绝缘强度、所述待测温室效应潜能值和预先获取的所述sf6气体的温室效应潜能值，对所述待测绝缘气体进行分析，得到所述待测绝缘气体替代所述sf6气体，作为气体绝缘设备的绝缘气体的可行性评估结果。
70.具体地，步骤s15中，分别在稍不均匀电场和极不均匀电场下，对待测绝缘气体进行绝缘介质击穿试验，经过若干次试验得到对应的击穿电压，结合预先获取的sf6气体在稍不均匀电场和极不均匀电场下的击穿电压，进而得到待测绝缘气体的相对于sf6气体的相对绝缘强度。在其他方面相同的情况下，当待测绝缘气体的绝缘强度大于sf6气体时，一般选用绝缘强度较大的待测绝缘气体作为电气绝缘设备的绝缘气体。
71.具体地，步骤s16中，考虑气体对环境的友好程度，对温室效应潜能值这一因子进行测算，温室效应潜能值(global warming potential，gwp)是基于充分混合的温室气体辐射特性的一个指数，用于衡量相对于二氧化碳的，在所选定时间内进行积分的，当前大气中某个给定的充分混合的温室气体单位质量的辐射强迫；可以理解的，在气体含量相同的情况下，gwp数值越大，对温室效应的作用能力越强，即在其他方面相同的情况下，一般选用gwp数值小的环境友好型的绝缘气体作为电气绝缘设备的绝缘气体。
72.具体地，在步骤s17中，以sf6气体作为参考气体，综合考虑电场变化敏感系数、相
对绝缘强度和温室效应潜能值等因素，评估待测绝缘气体作为替代sf6气体的可行性。值得说明的是，对可行性的评估并不局限于上述具体的因素，还可包括自恢复特性、充气压力极限值等因素。
73.为进一步说明混合气体在极不均匀电场下的击穿特性，下面从介质绝缘强度计算角度理论分析了不同比例和压强下的混合气体击穿电压。流注理论表示：电场强度e和气体分子密度n的比值超过一定值时，间隙就会产生击穿，pedersen气体的击穿判据为：
[0074][0075]
式中：e
cr
为临界击穿场强，其数值与气体种类、电场的不均匀程度等因素有关，对于极不均匀电场，临界击穿场强一般需要在气体的电场变化敏感系数的基础上进行一定修正。由于拉普拉斯场为线性场，认为电场强度e与电位差成正比，能引起气体击穿的临界电压u
b
，即介质恢复强度为：
[0076][0077]
式中：ω为不均匀电场与均匀电场修正系数，不同气体和压强下该值不同。
[0078]
单位体积的粒子个数n与气体介质密度有如下关系：
[0079][0080]
式中：m为其他相对分子质量；ρ为气体密度(kg/m3)；r0＝6.02
×
023mol
‑1，为阿伏加德罗常数。
[0081]
联立式(2)和式(3)，可得：
[0082][0083]
由式可知：u
b
值与ρ/e有关，若气体密度小、场强高，则u
b
的值就越低，说明该区域气体的介质绝缘强度越低，介质绝缘击穿容易发生。对于球
‑
球模型中临界击穿电场e
cr
可以根据击穿电压随压强变化率k
n
得到，其中k
n
表示平均击穿场强随压强变化率。根据气体状态方程，将k
n
中的压强与分子数密度n进行变换处理，得到不同混合比的气体的击穿判据(ecr/n)。
[0084]
对于气体密度可由气体状态方程获得：
[0085]
p＝zρr
g
t
ꢀꢀꢀ
(5)；
[0086]
式中：p为单位质量的静压强，pa；t为温度，k；rg＝r/m，r＝8.314j/(mol
·
k)，为通用气体常数；m为相对分子质量，其可以采用chung法计算得到；
[0087]
此外，z为压缩因子，z的取值与压强、温度有关，可由r
‑
k方程计算。
[0088][0089]
其中：
[0090][0091][0092][0093]
式中的p、t、pc和tc分别为气体压强(pa)、温度(k)、临界压强(pa)和临界温度(k)。
[0094]
采用以上流注理论的理论分析方法，选取12％c4f7n/co2的气体在0.5mpa条件下分析电场不均匀系数的影响。根据气体的击穿判据可得到不同电场不均匀系数下的混合气体击穿特性，参见图4所示的不同电场不均匀系数的气体击穿特性，电场均压系数工况可通过改变针曲率半径来获得，参见图5所示的不同曲率半径下的电场分布及其电场不均匀系数。由图4和图5可知，随着曲率半径的减小，针板电极模型的电场不均匀系数(电场不均匀度)增大，进而导致混合气体的击穿电压逐渐下降，当曲率半径从0.15mm减小为0.05mm时，击穿电压减小了14.7kv/mm。此外，对比曲率半径为0.2mm情形，可以发现当电场不均匀系数小于4时，击穿电压几乎呈指数函数增大，说明该气体对电场的变化具有较强的敏感性，即对于设备表面粗糙度要求较高。
[0095]
与现有技术相比，上述发明实施例通过测量待测绝缘气体在稍不均匀电场以及极不均匀电场下的击穿电压，根据测量得到的各个击穿电压确定待测绝缘气体对电场变化的敏感系数，进而根据待测绝缘气体对电场变化的敏感系数以及预先获取的六氟化硫(sf6)对电场变化的敏感系数，得到待测绝缘气体对电场变化的敏感程度，对待测绝缘气体的绝缘性能进行分析。
[0096]
参见图6，图6是本发明一实施例提供的绝缘气体的绝缘性能分析装置的结构框图。所述绝缘气体的绝缘性能分析装置20包括：
[0097]
第一击穿电压测量模块21，用于测量稍不均匀电场下的待测绝缘气体的击穿电压，得到第一击穿电压；
[0098]
第二击穿电压测量模块22，用于测量极不均匀电场下的所述待测绝缘气体的击穿电压，得到第二击穿电压；
[0099]
待测敏感系数计算模块23，用于根据所述第一击穿电压和所述第二击穿电压，计算待测电场变化敏感系数；
[0100]
绝缘性能分析模块24，用于根据所述待测电场变化敏感系数与预先获取的参考电场变化敏感系数，对所述待测绝缘气体进行绝缘性能分析。
[0101]
具体地，根据电场的不均匀程度，不均匀电场可分为稍不均匀电场和极不均匀电场。若电场的不均匀程度不严重，当极间电压达到足以使气体介质发生自持放电时，气体间隙就被击穿，这种电场称为稍不均匀电场；若电场的不均匀程度比较严重，当极间电压达到足以使气体介质发生自持放电时，气体间隙并不被击穿，只是电场强度较高处的气体发生电晕放电，进一步提高电压后，气体间隙才被击穿，这样的电场称为极不均匀电场。
[0102]
示例性的，待测绝缘气体有5种，分别是第一待测绝缘气体(4％c4f7n/co2)、第二待测绝缘气体(6％c4f7n/co2)、第三待测绝缘气体(8％c4f7n/co2)、第四待测绝缘气体(10％c4f7n/co2)和第五待测绝缘气体(12％c4f7n/co2)，设定稍不均匀电场的电场不均匀
系数取值为1.04，极不均匀电场的电场不均匀系数取值为14.22，分别在压强为0.1mpa、0.2mpa、0.3mpa、0.4mpa、0.5mpa、和0.6mpa的气压下，分别测量每个待测绝缘气体在电场不均匀系数为1.04的电场下的对应的第一击穿电压，在相同的条件下，分别测量每个待测绝缘气体在电场不均匀系数为14.22的电场下的对应的第二击穿电压，根据测量得第一击穿电压和第二击穿电压，分别计算各个压强下的各个待测绝缘气体的电场变换敏感系数，计算结果可参见图2所示的各个待测绝缘气体与sf6气体对电场变化的敏感系数表和图3所示的各个待测绝缘气体与sf6气体对电场变化的敏感系数折线图，根据图2和图3，对所述待测绝缘气体进行绝缘性能分析。
[0103]
与现有技术相比，本发明实施例公开的绝缘气体的绝缘性能分析装置，通过分别测量稍不均匀电场和极不均匀电场下的待测绝缘气体的击穿电压，得到第一击穿电压和第二击穿电压，以根据所述第一击穿电压和所述第二击穿电压，来计算待测电场变化敏感系数；其中，所述待测电场变化敏感系数表示所述待测绝缘气体对电场变化的敏感程度；进而根据所述待测电场变化敏感系数与预先获取的参考电场变化敏感系数，对所述待测绝缘气体进行绝缘性能分析。本发明实施例通过测量待测绝缘气体在稍不均匀电场以及极不均匀电场下的击穿电压，根据测量得到的各个击穿电压确定待测绝缘气体对电场变化的敏感系数，进而根据待测绝缘气体对电场变化的系数程度以及预先获取的和六氟化硫(sf6)对电场变化的敏感系数，得到待测绝缘气体对电场变化的敏感程度，对待测绝缘气体的绝缘性能进行分析。
[0104]
在一种实施方式中，所述待测敏感系数计算模块23，具体用于：
[0105]
将所述第二击穿电压减去所述第一击穿电压，再除以所述第一击穿电压，得到待测电场变化敏感系数。
[0106]
需要说明的是，由电场变化敏感系数的计算方式可知，待测绝缘气体的电场变化敏感系数越大，待测绝缘气体对电场变化(电场不均匀系数变大)的敏感程度越小；待测绝缘气体的电场变化敏感系数越小，待测绝缘气体对电场变化(电场不均匀系数变大)的敏感程度越大。
[0107]
在一种实施方式中，参见图7，所述装置20还包括参考敏感系数计算模块25，参见图8，所述参考敏感系数计算模块25具体包括：
[0108]
第一参考电压测量单元251，用于测量稍不均匀电场下的所述sf6气体的击穿电压，得到第一参考电压；
[0109]
第二参考电压测量单元252，用于测量极不均匀电场下的所述sf6气体的击穿电压，得到第二参考电压；
[0110]
参考敏感系数计算单元253，用于将所述第二参考电压减去所述第一参考电压，再除以所述第一参考电压，得到参考电场变化敏感系数。
[0111]
示例性的，设定稍不均匀电场的电场不均匀系数取值为1.04，极不均匀电场的电场不均匀系数取值为14.22，分别在压强为0.1mpa、0.2mpa、0.3mpa、0.4mpa、0.5mpa、和0.6mpa的气压下，测量sf6气体在稍不均匀电场下的第一参考电压，在相同的条件下，分别测量sf6气体在极不均匀电场下的第二参考电压，根据测量得第一参考电压和第二参考电压，分别计算各个压强下sf6气体的电场变化敏感系数。由图2和图3可知，整体上c4f7n/co2混合气体的电场变化敏感系数(es)均比sf6要小，说明c4f7n/co2混合气体对电场不均匀系
数更为敏感。其次，随着c4f7n含量的增加，其es值也更小，说明c4f7n的绝对含量对混合气体电场敏感性有较大影响，其敏感性甚至强于纯sf6。电场不均匀系数对c4f7n混合气体的影响较大，c4f7n在非均匀电场下的放电抑制作用较差，且含量越高，对设备内部金属表面粗糙度的要求越高。
[0112]
在一种实施方式中，参见图9，所述装置20还包括：
[0113]
绝缘介质击穿试验模块26，用于对所述待测绝缘气体进行绝缘介质击穿试验，得到所述待测绝缘气体的相对于所述sf6气体的相对绝缘强度；
[0114]
温室效应潜能值计算模块27，用于对所述待测绝缘气体进行温室效应潜能值的计算，得到待测温室效应潜能值；
[0115]
可行性评估模块28，用于根据所述待测电场变化敏感系数、所述参考电场变化敏感系数、所述待测绝缘气体的相对于所述sf6气体的相对绝缘强度、所述待测温室效应潜能值和预先获取的所述sf6气体的温室效应潜能值，对所述待测绝缘气体进行分析，得到所述待测绝缘气体替代所述sf6气体，作为气体绝缘设备的绝缘气体的可行性评估结果。
[0116]
具体地，分别在稍不均匀电场和极不均匀电场下，对待测绝缘气体进行绝缘介质击穿试验，经过若干次试验得到对应的击穿电压，结合预先获取的sf6气体在稍不均匀电场和极不均匀电场下的击穿电压，进而得到待测绝缘气体的相对于sf6气体的相对绝缘强度。在其他方面相同的情况下，当待测绝缘气体的绝缘强度大于sf6气体时，一般选用绝缘强度较大的待测绝缘气体作为电气绝缘设备的绝缘气体。
[0117]
具体地，考虑气体对环境的友好程度，对温室效应潜能值这一因子进行测算，温室效应潜能值(global warming potential，gwp)是基于充分混合的温室气体辐射特性的一个指数，用于衡量相对于二氧化碳的，在所选定时间内进行积分的，当前大气中某个给定的充分混合的温室气体单位质量的辐射强迫；可以理解的，在气体含量相同的情况下，gwp数值越大，对温室效应的作用能力越强，即在其他方面相同的情况下，一般选用gwp数值小的环境友好型的绝缘气体作为电气绝缘设备的绝缘气体。
[0118]
具体地，以sf6气体作为参考气体，综合考虑电场变化敏感系数、相对绝缘强度和温室效应潜能值等因素，评估待测绝缘气体作为替代sf6气体的可行性。值得说明的是，对可行性的评估并不局限于上述具体的因素，还可包括自恢复特性、充气压力极限值等因素。
[0119]
值得说明的是，所述绝缘气体的绝缘性能分析装置20的工作原理可参见上述任一实施例所述的绝缘气体的绝缘性能分析方法，在此不再赘述。
[0120]
参见图10，是本发明一实施例提供的一种绝缘气体的绝缘性能分析设备30，包括处理器31、存储器32以及存储在所述存储器32中且被配置为由所述处理器32执行的计算机程序，所述处理器31执行所述计算机程序时实现如上述绝缘气体的绝缘性能分析方法实施例中的步骤，例如图1中所述的步骤s11～s14；或者，所述处理器31执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块的功能，例如第一击穿电压测量模块21。
[0121]
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器32中，并由所述处理器31执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述绝缘气体的绝缘性能分析设备30中的执行过程。例如，所述计算机程序可以被分割成第一击穿电压测量模块21、第二击穿电压测量模块22、待测敏感系数计算模块23和绝缘
性能分析模块24，各模块具体功能如下：
[0122]
第一击穿电压测量模块21，用于测量稍不均匀电场下的待测绝缘气体的击穿电压，得到第一击穿电压；
[0123]
第二击穿电压测量模块22，用于测量极不均匀电场下的所述待测绝缘气体的击穿电压，得到第二击穿电压；
[0124]
待测敏感系数计算模块23，用于根据所述第一击穿电压和所述第二击穿电压，计算待测电场变化敏感系数；
[0125]
绝缘性能分析模块24，用于根据所述待测电场变化敏感系数与预先获取的参考电场变化敏感系数，对所述待测绝缘气体进行绝缘性能分析。
[0126]
各个模块具体的工作过程可参考上述实施例所述的绝缘气体的绝缘性能分析装置20的工作过程，在此不再赘述。
[0127]
所述绝缘气体的绝缘性能分析设备30可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述绝缘气体的绝缘性能分析设备30可包括，但不仅限于，处理器31、存储器32。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是绝缘气体的绝缘性能分析装置的示例，并不构成对绝缘气体的绝缘性能分析设备30的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述绝缘气体的绝缘性能分析设备30还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
[0128]
所述处理器31可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field
‑
programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器31是所述绝缘气体的绝缘性能分析设备30的控制中心，利用各种接口和线路连接整个绝缘气体的绝缘性能分析设备30的各个部分。
[0129]
所述存储器32可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器31通过运行或执行存储在所述存储器32内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器32内的数据，实现所述绝缘气体的绝缘性能分析设备30的各种功能。所述存储器32可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器32可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
[0130]
其中，所述绝缘气体的绝缘性能分析设备30集成的模块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，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些
中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read
‑
only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
[0131]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read
‑
only memory，rom)或随机存储记忆体(random access memory，ram)等。
[0132]
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。