【摘 要】
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C4F7N/CO2混合气体是目前最具潜力的SF6替代气体，进一步研究其灭弧性能对研发新一代环保型气体开关设备意义重大。本系列文章围绕C4F7N/CO2混合气体在40.5 kV自能式断路器中的应用开展研究。本系列文章（一）在获得气体物性参数的基础上，建立了SF6、5%C4F7N/CO2及6%与20%O2含量下5%C4F7N/CO2混合气体在开断31.5 kA短路电流过程中的磁流体动力学电弧模型，通过
【机 构】
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电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学)
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（51825702）； 陕西省重点研发计划项目（2019ZDLGY18-08）； 陕西省高校科协青年人才托举计划（20200403）；
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C4F7N/CO2混合气体是目前最具潜力的SF6替代气体，进一步研究其灭弧性能对研发新一代环保型气体开关设备意义重大。本系列文章围绕C4F7N/CO2混合气体在40.5 kV自能式断路器中的应用开展研究。本系列文章（一）在获得气体物性参数的基础上，建立了SF6、5%C4F7N/CO2及6%与20%O2含量下5%C4F7N/CO2混合气体在开断31.5 kA短路电流过程中的磁流体动力学电弧模型，通过仿真计算得到了不同灭弧介质的电弧温度、灭弧室内气压和气流场分布等特性，分析了氧气含量对混合气体开断性能的影响规律，最终根据Mayr电弧模型对不同介质的弧后热开断性能进行了定量评估。研究表明，C4F7N/CO2混合气体电弧在径向方向扩散速度不如SF6，因此对膨胀室的加热效果弱于SF6，气吹灭弧效果不明显。5%C4F7N/CO2混合气体的热开断性能约为SF6的31.3%。加入O2可以提升电弧对膨胀室的加热效果，从而提升混合气体的灭弧性能。但是，在现有断路器结构下，C4F7N/CO2混合气体灭弧性能仍与SF6有一定差距。
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