环保绝缘气体光谱检测技术研究电力技术讲座课件.pptx

1、环保型气体绝缘介质环保型气体绝缘介质 研究研究进展进展01研究背景研究背景1.1 研究背景研究背景图图2.2019年全球气温变化情况（相对年全球气温变化情况（相对于于1951-1980年年与1951-1980年的平均气温相 比，2019年陆地平均气温上升 了1.320.04。在两两极极地地区区，平均气温上升甚至超过超过了了5。全球气候变暖全球气候变暖图图1.1850-2019年全球气温变化情况年全球气温变化情况在过去的几十年里，全球气温急 剧上升，比1961-1990年的平均 气温高出约0.7。1.1 研究背景研究背景图图4.2017年美国温室气体排放年美国温室气体排放2017年，美国排放了6

2、5亿吨的温室气体。其中包括二氧化碳(82%)，甲烷(10%)、一氧化二氮(6%)和其他温室气体(3%)。所有经济行业都在排放温室气体，包括电力电力(占总量的占总量的28%)、交 通(29%)、工业(22%)、住宅和商业(12%)以及农业(9%)。美国 俄罗斯 日本欧盟中国世界巴西印度图图3.2017年人均温室气体排放量年人均温室气体排放量20181614121086420人均CO2 排放量(吨)全球温室气体排放情况全球温室气体排放情况2017年，美国美国的人均温室气体排 放量居世界首位世界首位。中国中国的人均温室气体排放量超过超过世界平均水平。1.1 研究背景研究背景欧洲含氟温室气体的排放量变

3、化趋欧洲含氟温室气体的排放量变化趋势势 全球温室气体排放情况全球温室气体排放情况根 据 联 合 国 气 候 变 化 框 架 公 约 (UNFCCC)的报告，欧盟的氟化温室气 体(F-gas)排放量连续13年增长。2017年，按各自的全球变暖潜力(GWPs)加权，氢氟碳化物(HFCs)占欧盟二氧化 碳当量F-gas排放量的90%以上。1.1 研究背景研究背景不同假设条件下未来全球温室气体不同假设条件下未来全球温室气体排排放的放的变变化趋化趋势势 全球温室气体排放情况全球温室气体排放情况从图中可以看出，与没有气候政策 相比，目前实施的气气候候和和能能源政源政策策 将会减缓全球变暖减缓全球变暖。如果

4、所有国家都能实现当前和未来 的减排减排承承诺诺；本世纪的升升温温幅幅度度将 会被限制在限制在1.5或或2摄氏度以内摄氏度以内。实行减排承诺实行减排承诺无气候政策无气候政策 SF6的温室效应的温室效应SF6 温室效应潜在温室效应潜在值值(GWP)是 CO2 的的23500 倍倍，在大气中的 存活寿命为3200年年。到目前为 止，大气中SF6气体的含量以每 年8.7%的速度增长，过去5 年 SF6在全球大气中的含量增长了 20%。1.1 研究背景研究背景1997年京京都议定都议定书书 中，明确将SF6气体列为 六种限制性使用的温室气 体之一，2015年通过的巴黎协定也明确提出 要限制温室气体的排放

5、。气体绝缘设备在气体绝缘设备在110kV 以上电力设备中占主导以上电力设备中占主导 约约80%SF6用于高压用于高压/特高压输配电设备特高压输配电设备SF6在全球大气中的含量变化趋势在全球大气中的含量变化趋势 SF6的温室效应的温室效应美国加州提出从2020年开始 逐年降低电气领域SF6使用 量。欧盟计划在2030年将SF6排放量缩减到2014年的2/3。西班牙：2015年SF6税收66/kg2016年9月，中国正式加入巴黎协定，中国政府承 诺碳排放争取在2030年达到峰值，单位国内生产总值 的碳排放强度较2005年下降60%65%。巴黎协定气候大会上指出全球将尽快实现温室气体排放达峰，本世纪

6、下半叶实现温室气体净零排放。全球主要的温室气体排放国家全球主要的温室气体排放国家和和 地区均作出了减排的承诺。地区均作出了减排的承诺。寻找替代气体作为电气设备的绝寻找替代气体作为电气设备的绝 缘介质，减小缘介质，减小SF6的使用量的使用量加拿大魁北克提出SF6排放税 收调整：1kg SF6=$2391.1 研究背景研究背景 SF6替代气体要求替代气体要求环境需求环境需求足够低的温室效应，不破坏臭氧足够低的温室效应，不破坏臭氧层层01安全需求安全需求无毒或者毒性足够低，对人员和设备均无危无毒或者毒性足够低，对人员和设备均无危害害02技术需求技术需求液化温度低，绝缘及灭弧性能优异，材料兼容性好，液

7、化温度低，绝缘及灭弧性能优异，材料兼容性好，稳定性（分解特性）强稳定性（分解特性）强031.1 研究背景研究背景 C4F7N与与SF6主要特性对比主要特性对比表表1 C4F7N与与SF6主要理化特性对比主要理化特性对比气体C4F7NSF6分子量195146GWP210023500ODP00液化温度()-4.7-64毒 性(LC50(rat)10000 and 210102GWP值仅为2100，混合气体的GWP值更低（仅为SF6的2%）。绝缘性能达到了纯SF6的2倍以上，含C4F7N 20%的混合气体绝缘性能与SF6相当。03液化温度较高，需要与CO2、N2等缓冲气体混合使用1.1 研究背景研究

8、背景02C4F7N的研究现状的研究现状2.1 C4F7N的工程应用情况的工程应用情况420kV GIL245kV CT145kV GIS C4F7N的国外应用情况的国外应用情况英国国英国国家家电电网网使使用用通通用用公公司司提供的充有提供的充有 g3的的420kV GIL于于2017年年3月月25日日试试 运行运行；通用公通用公司司推推出出了了以以g3为绝为绝缘缘介质介质的的新新型型245 kV电流电流互互感感器器（CT）已已于于2017年年 4月月15日在德国法兰克福北部日在德国法兰克福北部试运行试运行；以以g3为绝缘为绝缘介介质的新型质的新型145kV GIS也计也计 划在几个划在几个欧洲

9、欧洲国家试运国家试运行行，新型新型GIS依依 据据IEC 62271-203标准，标准，完完全全通过型式通过型式 试验试验。145kV GIS变电站变电站2.1 C4F7N的工程应用情况的工程应用情况1000kV GIL10kV 柱上负荷开关柱上负荷开关10kv 环网柜环网柜 C4F7N的国内应用情况的国内应用情况2019年，年，中国电科院中国电科院牵牵头成头成功研制出功研制出了了 C4F7N混合气体的混合气体的12 kV C-GIS样机，样机，并并 通通过过1.2倍绝缘倍绝缘裕度和裕度和1000A有功负载电有功负载电 流开合流开合型式试验。型式试验。2019年，年，云云南南电科电科院院自主自

10、主研研发发的的C4F7N混混 合气合气体体10kV柱柱上负荷上负荷开关开关、10kV环网柜环网柜 实现实现挂网运挂网运行行。2020 年年，平平高集高集团团自自主研主研发发的的1000kV GIL通过通过绝缘型式试验。绝缘型式试验。12kV C-GIS2.2 存在的问题存在的问题010302环保气体及其放电分解产物的生环保气体及其放电分解产物的生物物安全性亟待研究，揭示其有毒成安全性亟待研究，揭示其有毒成 分的毒性作用机理，为分的毒性作用机理，为相相关科关科研研和运和运维维人员人员提提供防供防护护建议。建议。环环保气保气体体物物化化特性特性与与SF6气气体差体差异异较较大大，环，环保保气气体体

11、绝缘绝缘设设备备的的运运维维策略需要依据绝缘介质策略需要依据绝缘介质的的性质性质重重新制新制定定，国，国内内尚无尚无相相关运关运维维标准。标准。环保气体的绝缘问题已经得到解环保气体的绝缘问题已经得到解决决，且国内外已有相关设备投入应，且国内外已有相关设备投入应 用，但其电弧过程研究尚不充用，但其电弧过程研究尚不充分分，已有的研究表明替代气体灭弧性，已有的研究表明替代气体灭弧性 能与能与SF6气体相比仍有一定气体相比仍有一定差差距。距。2.3 灭弧性能研究现状灭弧性能研究现状C4F7N/air混合气体开断测试混合气体开断测试57%C4F7N/43%CO2 混合气体平均燃燃弧弧时时间间为为7.3m

12、s，平均电弧电压为电弧电压为400 V，灭弧能力弱于同等条件下灭弧能力弱于同等条件下的的SF6。C4F7N/air和 C4F7N/CO2 混合气体开断100次负荷电流过程 中气压呈线性上升气压呈线性上升趋势，实验结束后气压上升了约气压上升了约50 kPa 24kV/630A 负荷开关开断试验负荷开关开断试验C4F7N/CO2混合气体开断测试混合气体开断测试Preve,C.,Maladen,R.,&Piccoz,D.Alternative gases to SF6 as breaking medium for switching performance:Measurement of the co

13、ncentrations of by-products and assessment of the acute toxicity.In Proceedings of the 21st International Symposium on High Voltage Engineering(ISH),2019，pp.26-30.2.1 灭弧性能研究现状灭弧性能研究现状C4F7N/CO2/O2混合气体的燃燃弧时间弧时间约为约为12ms，与同等条件下的SF6气体相当在相同的试验条件下，C4F7N/CO2/O2混合气体的电弧电压比SF6高时时间间(ms)开开断断电电压压(V)开开断断电电流流(kA)C4

14、F7N/CO2/O2混合气体混合气体及及SF6的开断电流和电压的开断电流和电压 145kV 40kA 断路器开断试验断路器开断试验Meyer,F.,Kieffel,Y.:Application of Fluoronitrile/CO2/O2 mixtures in high voltage products to lower the environmental footprint,CIGRE reports,20182.3 灭弧性能研究现状灭弧性能研究现状随着 C4F7N 含含量的增加量的增加，电弧电压熄弧峰值电弧电压熄弧峰值以 及电弧电导电弧电导与 SF6气体逐渐气体逐渐接接近近，表现出较强

15、 的熄弧能力。气体压压强强增增大大，电弧电压熄弧峰值增大，电弧 电导降低，熄弧能力增强熄弧能力增强。王佳田,林莘,张佳,庚振新,徐建源,刘鹏飞,王强.C4F7N/CO2混合气体熄弧特性试验研究J.电工电气,2020(02):46-50.0.6 MPa 20 kA电弧电压波形电弧电压波形0.6 MPa 20 kA电弧电导电弧电导0.8 MPa 20 kA电弧电导电弧电导0.8MPa 20 kA电弧电压波形电弧电压波形 20 kA 短路电流开断试验短路电流开断试验03C4F7N检测技术检测技术部分分子在部分分子在1-11m波段的特波段的特征征振动振动光光 源源激发待待 测测 物物定性、定量定性、定

16、量 检测检测探测波长及强度光谱分析技术光谱分析技术红外光谱红外光谱荧光光谱荧光光谱拉曼光谱拉曼光谱在光或能量的作用下，通过测定物质产在光或能量的作用下，通过测定物质产生生 的的发射、吸收或散射光发射、吸收或散射光的波长及强度，的波长及强度，根根 据据朗伯比尔定律及光谱的指纹特朗伯比尔定律及光谱的指纹特性性，来进来进 行定性、定量分析。行定性、定量分析。紫外光谱紫外光谱光谱指纹特性光谱指纹特性3.1 光谱技术基本理论光谱技术基本理论 光谱分析技术光谱分析技术3.1 光谱技术基本理论光谱技术基本理论 电力行业中的应用电力行业中的应用传统传统电电力力设备设备诊断诊断检检测测方方法法容易容易受受到到电

17、磁电磁和噪和噪声声的的干干扰扰，采采用用光光谱谱分分析析技技术术进进行行故故障障气气 体分析具有不受电磁干体分析具有不受电磁干扰扰，定，定量量准准确确，适合适合在在线监线监测测。SF6分解产物检测分解产物检测 紫外光谱技术：检测H2S、SO2及CS2，检测精度高 红外光谱技术：检测大部分SF6特征分解产物 光声光谱技术：灵敏度高，检测限低，耗气量少 紫外荧光技术：检测SO2，响应快，仪器体积小，便携性强变压器油中溶解气体检测变压器油中溶解气体检测 红外光谱技术：检测种类全 光声光谱技术：耗气量少，检测种类全基于紫外光谱技术的便基于紫外光谱技术的便 携式六氟化硫分解产物携式六氟化硫分解产物 检测

18、仪检测仪SF6分解组分光声分解组分光声 光谱在线监测系统光谱在线监测系统基于紫外荧光的基于紫外荧光的 SF6特征分解组分特征分解组分 SO2检测系统检测系统维萨拉维萨拉Optimus 溶解气体溶解气体(DGA)在在 线监测系统线监测系统红外光谱技术红外光谱技术ABB变压器油中多组变压器油中多组 分气体在线检测装置分气体在线检测装置 红外光谱技术红外光谱技术豪迈电豪迈电力力PASL-3000 激光激光 光声光谱变压器油中气体光声光谱变压器油中气体 在线监测系统在线监测系统SF6分解产物检测分解产物检测变压器油中溶解变压器油中溶解 气体检测气体检测3.1 光谱技术基本理论光谱技术基本理论 电力行业

19、中电力行业中的应用的应用气体光谱检测技术气体光谱检测技术快快不不响响在在便便 速速消消应应线线携携 准准耗耗速速监监式式 确确气气度度测测检检 体体快快测测环保型混合气体逐步进环保型混合气体逐步进入入实际实际应应用用绝缘性能评估绝缘性能评估混合气体混合气体混合混合 比检测比检测泄漏点查找泄漏点查找微量微量混合气体混合气体 检测检测故障诊断故障诊断混合气体混合气体分解分解 组分检测组分检测设备的设备的绝缘状态评估及绝缘状态评估及故故障检障检测测技术技术3.1 光谱技术基本理论光谱技术基本理论 替代气体检测需求替代气体检测需求目的新配制混合气体混合 比的精确检测设备运行过程中混合 比的实时监测微量

20、C4F7N的检测，泄 漏检测C4多功能分析仪C4 检漏仪目前的主要手段红外传感器优势便携性目的分析故障后气体 分解特性检测设备运行状 态目前的主要手段采用GC-MS（气 质联用）进行定 性及定量检测优势检测结果准确，精度高实验室通用检测手段局限性检测耗时，一次扫描20分 钟操作过程复杂对色谱柱要求高不便于设备在线监测使用GC-MS气质联用仪C4F7N检测检测分解产物检测分解产物检测德 国DILO3.1 光谱技术基本理论光谱技术基本理论 现有检测方案现有检测方案紫外光源光纤气体吸收池光谱仪USB通信线便携式计算机SMA905+准直镜SMA905+聚焦镜图图8 基于紫外光谱技术的气体检测装置基于紫

21、外光谱技术的气体检测装置准确度高检测速度快模块化设计在线监测便携式检测3.2 混合比检测混合比检测 基于紫外光谱的基于紫外光谱的C4F7N混合比检测方案混合比检测方案紫外光谱技术优势紫外光谱技术优势110%不同特征值拟合结果对比特征值选取拟合公式确定系数R2Peaky=0.07801x+0.084640.995Area Ay=0.73192x+0.952930.985Area By=2.40885x+1.368130.999Area Cy=3.14076x+2.321050.9971801902102200.60.81.00.4Area C0.2Area B0.0Absorption spec

22、tra(a.u.)200Wavelength(nm)10%Area APeak Area A拟合效果较差拟合效果较差 Area B拟合效果最好拟合效果最好 Area C选取的是整个吸收峰的全面积，受到选取的是整个吸收峰的全面积，受到Area A面积的影响，无法达到面积的影响，无法达到Area B的拟合效果的拟合效果 采用峰值作为特征值进行拟合，也可以取得较好采用峰值作为特征值进行拟合，也可以取得较好 的效果的效果Area A受到光源截断和光谱仪光栅等干扰受到光源截断和光谱仪光栅等干扰 因素因素的影响，无法呈现完整的吸收峰，的影响，无法呈现完整的吸收峰，将将 其去掉后，只取其去掉后，只取Area

23、 B的面积，可以的面积，可以得到得到 非常良好的拟合效果。非常良好的拟合效果。3.2 混合比检测混合比检测 基于紫外光谱的基于紫外光谱的C4F7N混合比检测方案混合比检测方案图图8 红外光谱检测实验平台红外光谱检测实验平台3.2 混合比检测混合比检测 基于红外光谱的基于红外光谱的C4F7N混合比及泄漏检测方案混合比及泄漏检测方案红外光谱技术优势红外光谱技术优势便携式检测模块化设计在线监测混合比及泄漏检测0.20.40.60.81.0AbsorbanceOriginal Spectrum Cumulative Fit Peak Fit Peak 1Fit Peak 2Fit Peak 3Fit

24、Peak 40.0740750760770780790800Wavenumber(cm-1)图图10.750780cm-1波段分波段分峰峰后的后的光光谱图谱图 利用利用750780cm-1波段，波段，分分峰处峰处理理后可以后可以提提高检高检测测精度精度，混合比反演混合比反演相对误差可以在相对误差可以在3%以以内内。0.51.01.52.0Absorbance 100 L/L 500 L/L 1000 L/L 1500 L/L2000 L/L0.012301240125012601270128012901300Wavenumber(cm-1)图图11.12401290cm-1波段波段C4F7N混

25、混合合气体气体红红外光谱外光谱 12401290cm-1波段的吸收峰强度最高，不同浓度波段的吸收峰强度最高，不同浓度的的吸收吸收光光谱谱 具有较好的线性规律，可以选择作具有较好的线性规律，可以选择作为为泄漏泄漏检检测的测的检检测波测波段段，通通 过过增加光程长增加光程长来获取更高的检测限。来获取更高的检测限。混混 合合 比比 检检 测测泄泄 漏漏 检检 测测 基于红外光谱的基于红外光谱的C4F7N混合比及泄漏检测方案混合比及泄漏检测方案3.2 混合比检测混合比检测04C4F7N的生物安全性的生物安全性4.1 C4F7N的急性吸入毒性的急性吸入毒性项目年用量（吨）1(C4F7N,C5F10O)1

26、01001000(SF6)细菌体外基因致突变测试哺乳动物体外细胞或微核遗传毒性测试哺乳动物体外细胞致突变测试体内细胞遗传毒性测试第二次体内细胞遗传毒性测试生殖细胞致突变测试不同气体用量下需要做不同气体用量下需要做的的毒理毒理学学测试测试项项目目*Registration,Evaluation,Authorization,and Restriction of Chemicals,(EC)-1907/2006（欧盟标准）4.1 C4F7N的急性吸入毒性的急性吸入毒性C4F7N急性吸入毒性急性吸入毒性 试验试验生命体征、死亡率和生命体征、死亡率和 组织器官病变情况组织器官病变情况大鼠大鼠小鼠小鼠性别

27、差异、机体恢复特性性别差异、机体恢复特性大、小鼠的毒性测大、小鼠的毒性测 试结果对比分析试结果对比分析综合评估综合评估C4F7N的急性吸入毒性的急性吸入毒性 急性吸入毒性试验技术路急性吸入毒性试验技术路线线*鉴于对小鼠的毒性试验研究更为全面鉴于对小鼠的毒性试验研究更为全面，我们我们以以C4F7N对对小小鼠的鼠的急急性吸性吸入入毒性毒性来来进行进行讲讲解解 试验平台及试验条件试验平台及试验条件参考标准 经济合作与发展组织(OECD 403,2009)六氟化硫的生物毒性试验(DL/T921-2005)4.1 C4F7N的急性吸入毒性的急性吸入毒性表表2 C4F7N/Air混合气体试验条件混合气体试

28、验条件No.气体气体受试动受试动物物（小小鼠鼠）暴露时间暴露时间1100%Air5只雄性，5只雌性4h21585ppmC4F7N/Air5只雄性，5只雌性4h31445ppmC4F7N/Air5只雄性，5只雌性4h41318ppmC4F7N/Air5只雄性，5只雌性4h51202ppmC4F7N/Air5只雄性，5只雌性4h61096ppmC4F7N/Air5只雄性，5只雌性4h71000ppmC4F7N/Air5只雄性，5只雌性4h图图12.新型绝缘气体毒性试验平台新型绝缘气体毒性试验平台4.1 C4F7N的急性吸入毒性的急性吸入毒性(a)(b)(c)(d)在1585ppmC4F7N染毒过程

29、中，染毒开始5分钟分钟 后后，5只小鼠由平静平静转为兴奋兴奋状状态态，试图挣脱该密 闭空间(如图(a)所示)，表明染毒5分钟后小鼠开始 感到不适；染毒2小时小时后后，5只小鼠基本基本停停止活止活动动，蜷缩在染毒室角落，且出现双眼微双眼微闭闭的症状(如图(b)所示)。C4F7N浓度大大于于1000ppm的的实验组中的雄性小鼠 眼睛周围有黄色液体浸润黄色液体浸润(如图(c)所示)，这种症状 说明C4F7N气体会对小鼠的眼睛造成一眼睛造成一定定刺刺激激。染 毒后第3天观察，所有实验组中的雄性小鼠均有1-2只出现生生殖器官殖器官肿胀肿胀的现象(如图(d)所示)，说明C4F7N气体会对小鼠的泌泌尿尿生殖

30、系统生殖系统造成造成一定影一定影响响。小鼠在染毒过程中和转入饲养环境后的症小鼠在染毒过程中和转入饲养环境后的症状状图图13.小鼠在染毒过程中和转入饲养环小鼠在染毒过程中和转入饲养环境境后的后的关关键症键症状状4.1 C4F7N的急性吸入毒性的急性吸入毒性浓度浓度(ppm)浓度浓度对数对数死亡死亡率率 (%)雄性雄性雌性雌性15853.2010010014453.16806013183.12604012023.08604010963.04202010003.00003.003.163.20020406080100120死亡率死亡率(%)3.043.083.12浓度对数浓度对数(ppm)(b)雌性

31、小鼠雌性小鼠3.003.043.163.20020408060 100120死亡率死亡率(%)3.083.12浓度对数浓度对数(ppm)(a)雄性小鼠雄性小鼠 小鼠小鼠4h急性吸入急性吸入C4F7N的死亡率和性别差异的死亡率和性别差异表表3 小鼠在不同浓度小鼠在不同浓度C4F7N下的死亡率下的死亡率图图14.小鼠死亡率与小鼠死亡率与C4F7N浓度对数的关系浓度对数的关系在1585ppm浓度浓度下，染毒后第三天雄性小鼠的死 亡率为40%，雌性小鼠的死亡率为20%，第6天时 的雌雄小鼠的死亡率均为100%在1202ppm浓浓度度下，染毒后第3天未出现死亡个例，在第5 天时的死亡率分别为 40%(雄

32、性小鼠)和 20%(雌性小鼠)，在第7 天时的死亡率分别为60%(雄性小鼠)和40%(雌性小鼠)在1000ppm浓度浓度下，雄性小鼠和雌性小鼠的死亡 率均为04 7小鼠4 小时吸入C F N气体的LC50，雄性小鼠雄性小鼠：1175ppm，雌性小鼠：雌性小鼠：1380ppm。4 7结合不同浓度C F N下小鼠的死亡时间，可以判断47雌性小鼠对雌性小鼠对C F N气体的耐受性要大于雄性小鼠气体的耐受性要大于雄性小鼠4.1 C4F7N的急性吸入毒性的急性吸入毒性 小小鼠鼠4h急性吸入急性吸入C4F7N后的病理切片结果分析后的病理切片结果分析图图15.暴露后小鼠各器官病理切片结果暴露后小鼠各器官病理

33、切片结果1-暴 露于 1202ppm 的 C4F7N 后 死 亡的 小 鼠。2-暴 露于1202ppmC4F7N后存活的小鼠。3-暴露于1202ppmC4F7N后存 活的小鼠;a-心，b-肝，c-肺，d-肠，e-眼根据染毒后小鼠各组织的病理切片结果，我们可以得出结 论，C4F7N对小鼠肺有严重损伤，对心脏、肝脏、眼睛有轻 微损伤，对小鼠肠道几乎没有损伤。暴露后存活的小鼠在14天的观察后，除肺组织外，大部分 组织均可恢复正常。1202 ppm C4F7N暴暴露露4h后存活小鼠后存活小鼠 观察观察14天后肺组织和机体免疫功能未完全恢天后肺组织和机体免疫功能未完全恢复复。暴露于1000ppm C4F

34、7N 4h后存活的小鼠，其身体机能可 以恢复到正常状态。相关结果证实，1000ppm C4F7N急急 性吸入性吸入4h不会对小鼠机体造成不可逆损伤不会对小鼠机体造成不可逆损伤。4.1 C4F7N的急性吸入毒性的急性吸入毒性受试动物受试动物LC50(4h)死亡死亡时间时间病理病理切片切片结结果果大鼠(体重 约 200g)15000-20000ppm第13天(暴露后)心脏（轻微损伤）眼睛（无损伤）肠（轻微损伤）小鼠(体重 约 20g)1175ppm(雄性)1380ppm(雌性)第3-7天(暴露后)心脏（轻微损伤）眼睛（轻微损伤）肠（无损伤）小鼠和大鼠小鼠和大鼠4h急性吸急性吸入入C4F7N气体试验

35、结果对比分析气体试验结果对比分析实验动物的实验动物的体体重重与与LC50呈呈现现较好的线性较好的线性关关系系。实验动物体体 重越重越大大，对C4F7N的的耐耐受受性性越越强强。根据人类平均体重推断短时间急性吸入短时间急性吸入C4F7N气体，基本不会对人体造成伤害。气体，基本不会对人体造成伤害。暴露于1175ppm C4F7N的小鼠死亡时间集中在暴露后第3第7天。暴露于2%C F N的大鼠在13天死亡。也就是说，4 7C4F7N对大鼠的毒性作用持续时间要长于小鼠对大鼠的毒性作用持续时间要长于小鼠。C4F7N对大大鼠鼠心脏、眼睛眼睛基本无损伤无损伤，对肠道肠道有轻微损伤轻微损伤，4 7而C F N

36、对小鼠小鼠心脏、眼睛心脏、眼睛有轻微损伤轻微损伤，对肠无损伤肠无损伤。小鼠死亡时间更短，器官损伤更严重，所以 C4F7N对对小鼠小鼠 的毒的毒性性作作用大用大于大鼠于大鼠。对大鼠小肠的轻微损伤可能与大鼠 死前毒性持续时间较长有关。表表3 C4F7N对大鼠和小鼠毒性测试结果对对大鼠和小鼠毒性测试结果对比比分析分析05主要结主要结论论5.主要结论主要结论02C4F7N混合气体的灭弧性能C4F7N-CO2 混合气体的热开断能力大约为SF6的91%。随着 C4F7N 含量的增加，电弧电压熄弧峰 值以及电弧电导与 SF6气体逐渐接近，表现出较强的熄弧能力。01C4F7N混合气体的绝缘性能及工程应用目前关

37、于C4F7N混合气体的绝缘性能的研究较为充分，相关结论证实了C4F7N混合气体可以满足 相关设备的绝缘需求，国内外已有大量C4F7N混合气体绝缘设备投入使用。03C4F7N检测及运维技术基于紫外光谱及傅里叶红外光谱法实现对C4F7N混合比及部分特征分解产物的快速检测，具有速 度快、精度高、响应快、设备体积小等优势。综合考虑现场实际检测需求，可以采用密度继电器 对混合气体的密度进行监测。5.主要结论主要结论04C4F7N的生物安全性小鼠4小时吸入C4F7N气体的LC50，雄性小鼠：1175ppm，雌性小鼠：1380ppm。雌性小鼠对 C4F7N气体的耐受性要大于雄性小鼠。1000ppm C4F7N急性吸入4h不会对小鼠机体造成不可逆 损伤。C4F7N对大鼠的毒性作用持续时间要长于小鼠。从大、小鼠的体重和LC50的关系可以推断，短时间急性吸入C4F7N气体，基本不会对人体造成伤害。谢谢！谢谢！