环保绝缘气体C4F7N研究及应用进展Ⅰ:绝缘及电、热分解特性

李 祎 张晓星 傅明利 肖 淞 唐 炬 田双双

（1. 武汉大学电气与自动化学院 武汉 430072 2. 新能源及电网装备安全监测湖北省工程研究中心（湖北工业大学） 武汉 400068 3. 南方电网公司科学研究院 广州 510080）

0 引言

气体绝缘输配电设备（Gas Insulated Equipment,GIE）具有占地面积小、可靠性高、维度周期长等优势，在各电压等级的输配电系统中发挥了重要作用。气体绝缘输配电设备主要包括气体绝缘开关设备（Gas Insulated Switchgear, GIS）、气体绝缘输电管道（Gas Insulated Line, GIL）、气体绝缘变压器 （Gas Insulated Transformer, GIT）和气体绝缘环网柜（Gas Insulated Cabinet, GIC）等，其内部多充以高气压（0.13~0.6MPa）的六氟化硫（SF6）气体作为绝缘或灭弧介质[1]。然而，SF6是一种极强的温室气体，其温室效应潜在值（Global Warming Potential, GWP）是CO2的23 500倍，大气寿命长达3 200年[2]。1997年，《京都议定书》将SF6列为六大类温室气体之一[3]。据监测，全球大气环境中的SF6含量已由1994年的3.67×10-7%增加到2020年的10.41×10-7%，增长了265%，仅过去五年SF6的全球大气环境含量增加了16.3%，由SF6引起的全球温升达到了0.004℃，且呈现上升趋势[4-5]。

目前，全球电力行业SF6的使用量占其年产量的80%[5]。根据2019年发布的《电力行业六氟化硫替代技术调研报告》，2018年我国仅GIS设备SF6气体的使用量接近7 000t，相当于1.65亿t CO2[6]。为限制SF6的使用和排放带来的气候问题，部分国家已经出台了一系列政策法规和征税措施。例如，欧盟成员国中目前已有西班牙、瑞典、波兰、丹麦、挪威、斯洛文尼亚开始针对包括SF6在内的氢氟碳化物（Hydrofluorocarbons, HFCs）气体征收排放税，税额按照每吨（等当量CO2）15~50欧元（1欧元=7.87人民币）收取[7]；法国政府对新安装的含氟气体设备强制征收6.52欧元/kg的排放税，并对每吨（等当量CO2） HFCs气体征收30.5欧元的排放税；……