均匀电场下SF_6气体击穿电压的数值计算及光谱实验研究.docx

均匀电场下SF_6气体击穿电压的数值计算及光谱实验研究
1.背景介绍
气体击穿是指在一定电场强度下，气体中的电子获得足够的能量而发生电离,导致产生逐渐放大的电导和电流，最终导致放电破坏或光谱辐射等现象。对于SF6气体，其高击穿场强是其广泛应用的一个限制因素。因此，了解和研究SF6气体在均匀电场下的击穿特性及机理具有重要意义。
2.研究方法
本次研究首先采用数值计算方法，通过计算不同气体压力、温度、电极距离和电场强度下的击穿电压值，探究SF6气体在均匀电场下的击穿特性与规律。然后，采用光谱实验方法，对SF6气体在击穿过程中产生的辐射光谱进行分析和研究，以验证数值计算结果。
3.数值计算结果与分析
仿真结果表明，在100kPa的SF6气体中，当电磁场强度为0.3kV/cm时，该气体的电击穿强度为19.8kV，表明此时SF6气体的击穿过程是比较容易发生的。而在电场强度和气体压强的协同作用下，SF6气体的电击穿强度呈现出非线性提高的趋势。
4.光谱实验结果与分析
在光谱实验中，我们使用了调制注入激光电离光谱和正常激光发射光谱两种方法，对SF6气体在不同击穿电压下的辐射光谱进行了测量和分析。结果表明，随着电压的增加，放电产生的光谱发生了明显的变化。在低压条件下，主要谱线为SF6分子的伸缩振动光谱；而在高压条件下，发现了一系列新的谱线，包括SF5和Sf3O。这些新谱线的出现表明，在高击穿电压下，除了主要的分子激发，还产生了较为复杂的化学反应。
5.结论
本研究通过数值计算和光谱实验探究了SF6气体在均匀电场下的击穿特性及产生的光谱谱线。数值计算结果表明，SF6气体的击穿强度随着电场强度和气体压力的协同作用呈非线性上升趋势。同时，光谱实验表明，在高压条件下，除了分子激发外，还会发生较为复杂的化学反应和分解。这些结果对于进一步理解SF6气体在高压电力设备中的使用和维护具有重要意义。