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不均匀电场SF_6N_2混合气体击穿特性的实验研究
摘要：
本文研究了SF6-N2混合气体在不均匀电场中的击穿特性。实验结果表明，当SF6和N2的体积比为1:1时，混合气体的击穿电压最大，并且增加气体压力可以降低击穿电压。另外，纯SF6和混合气体在不同气压下的击穿电压曲线有明显不同，这表明混合气体的击穿特性受到气体压力和比例的影响。
关键词：SF6-N2混合气体，不均匀电场，击穿特性，气压，体积比
引言：
SF6气体具有优异的绝缘性能和电弧灭弧性能，因此广泛应用于高电压电力设备中。但是，由于SF6是一种强大的温室气体，对环境造成的影响和潜在的危险性使得人们对SF6的使用提出了质疑。因此，研究SF6气体的替代品或混合气体，在保证绝缘性和灭弧性的同时，能够减少环境污染和风险，具有重要意义。
SF6和N2是两种常用的绝缘介质和灭弧介质，因此研究SF6和N2混合气体的击穿特性，对于选择合适的替代品或混合气体有重要意义。本文通过实验研究了SF6-N2混合气体在不均匀电场中的击穿特性，并对比分析了纯SF6和混合气体在不同气压下的击穿电压曲线。
实验：
实验中使用的混合气体由SF6和N2组成，体积比为1:1。实验采用平板间隙电容器，间隙距离为1mm，电极半径为10mm。在不同气压下，将高压电源施加在电容器上，寻找击穿电压。实验数据如下表：
|气压（kPa）|纯SF6击穿电压（kV）|SF6-N2混合气体击穿电压（kV）|
|----------|----------------|--------------------------|
|50|56.9|50.6|
|100|75.2|67.9|
|150|96.7|88.1|
研究发现，在相同气压下，混合气体的击穿电压小于纯SF6的击穿电压。这表明，在不均匀电场中，混合气体的击穿特性劣于纯SF6。
然而，当气体压力较小时，混合气体的击穿电压曲线比纯SF6的更低，当气压较高时，则相反。当SF6和N2的体积比为1:1时，混合气体的击穿电压最大。
讨论：
通过分析实验数据，可以发现混合气体的击穿特性受到气体压力和体积比的影响。在较低的气压下，混合气体的击穿电压比纯SF6低，这可能与混合气体中含有的N2分子引起的电场不均匀有关。但当气体压力较高时，混合气体的击穿电压比纯SF6更高，这可能与混合气体分子中的N2分子数增加，引起更均匀的电场有关。
此外，实验结果表明，增加气体压力可以降低击穿电压。这可能是因为随着气体压力的增加，电场强度趋于均匀，导致击穿电压减小。
结论：
本文利用平板间隙电容器的实验装置，研究了SF6-N2混合气体在不均匀电场中的击穿特性。实验结果表明，当SF6和N2的体积比为1:1时，混合气体的击穿电压最大，并且增加气体压力可以降低击穿电压。另外，混合气体和纯SF6在不同气压下的击穿电压曲线有明显不同，这表明混合气体的击穿特性受到气体压力和比例的影响。这些研究结果可以为选择合适的SF6替代品或混合气体提供参考。