第 1 章 气体特征参数的確立及过程方程式的建立1.1 概述由于sf6是一种强温室效应气体，其在低温下有个液化问题，纯sf6气体不适于极端 低温地区使用目前人们一方面采用n2和cf4等与sf6混合后的气体，另一方面使用纯CO2 气体替代，以解决上述问题为了上述目标，我们有必要对这些气体进行分、合闸特性的计算由于有关书藉中提 供的参数不全，给我们的编制和计算带来了极大的困难为解决此问题，我们有必要从热力 学和气体动力学中了解一些公式的推导过程，从而使我们可以在了解部分参数的情况下，将 其它参数推导出来另外，我们为了分析这些气体的熄弧性能，有必要了解其气体流速、比热容、离解能、 离解高峰、电解能、电子亲和能和电负性等参数1.2 气体的特征参数1.2.1 气体的密度气体的密度与其分子量有关，而其分子量又决定于其原子量现将部分原子量和分子 量的有关数据列于表1.1 和表 1.2：表 1.1 相关元素的原子量HCNOFS原子量1.008012.01014.00816.0019.0032.066表1.2部分气体的分子量N2空气SF6CO2CF4SF6+CF450%+50% (L/L)分子量28. 01628.813146.04844.02988.035117.0421.2.2. 气体的摩尔定律摩尔定律認为：理想气体的质量以克表示等于分子量时，在一个大气压下，其占有的 体积为22.4升。
由此可计算出其密度其仅适用于理想气体，对于分子量较大的SF6和CF4 就会产生一些误差现将n2和空气的密度计算出来，并与sf6、co2和cf4一起列于下表: 表1・3・0.1MPa和293.16K时部分气体的密度 单位:kg/m3N2空气SF6CO2CF4SF6+CF450%+50% (L/L)密度(P)1.2511.2866.071.8063.6114.481.2.3. 气体状态方程式可用克拉伯龙方程式表示气体状态:PV=nR1T (1.1)n=m/M其中P：压强，V：气体体积；n物质的量；T：绝对温度；m：物质的质量；M： 物质的摩尔质量，数值上等于物质的分子量；比：摩尔气体常数，所有气体比值均相同克拉伯龙方程式也可写成以下形式：P/P=RT (1.2)其中：P=m/V；压强，R=R1/M目前一般使用的气体常数，此常数仅对某一气体而言 在标准状态下，1摩尔理想气体达到体积为22.4L，把P=101325Pa； T=273.16K； n=1mol； V=22.4L 代入可得：R1=8314Pa ・L/(mol ・K) (1.3)根据R=R1/M，我们可以求出不同气体的气体常数R (又称玻尔兹曼常数)。
现将部分气体的气体常数列于表 1.4：表 1.4. 部分气体的气体常数单位：J/(kg K)N2空气SF6CO2CF4SF6+CF450%+50% (L/L)气体常数（R）296.76288.656.93188.5394.4475.69注：按气体常数推出时的情况，其应该是在大气压和温度为0°C的条件下推导出来的2. 气体状态参数的关系1.2.4 比热容在无耗散的准静态过程中，单位质量的气体，温度升高（或降低）1K所需加入（或比热容的单位是J/（kg • K）计算式为（1.4）放出）的热量称为气体的比热容，用符号c表示dqc =ST式中符号S表示在微分过程中传递的微小量，以便与状态量的微小增量d （全微分符 号）区分开对气体加热，可以在各种不同条件下进行，例如可以在容积不变或在压强不变的条件 下加热，也可以同时改变容积、压强和温度的条件下加热同一种气体，加热时的条件不同，比热容的数值也不同相应于定容过程的比热容称为比定容热容，用c表示则有 v(1.5)比定容热容的另一种定义是：ikg气体的内能在保持比体积不变的条件下随温度的变化，即对温度的偏微分称为比定容热容c =,对于完全气体，气体的内能仅是温度du的函数，因此有叮石相应于无耗散准静态过程中的定压过程的比热容称为比定压热容。
用'表示，则有(1.6)Sq)St ) p比定压热容的另一种定义为气体的比焾（单位质量气体的焓）在保持压强不变的条件Sq下随温度的变化即对温度的偏微分称为比定压热容，即C二（）对完全气体，气体的 p ST p比焓仅是温度的函数，则有C : p（dh）需要说明的是，上述关于比热容的定义及表达式只适合于不存在功耗的准静态过程， 以避免由于摩擦等功耗散现象引起附加的温度变化比较定容加热和定压加热的情况可以看出：定容条件下加入的能量，全部用来提高气 体的温度；而定压情况下加入的执量，除了用来提高气体的温度外还要推动活塞做功可见 要使1kg气体温度同样升高1K,采用定压加热的方法所需要加入的热量多一些即比定压热容c和比定容热容c相比，其数值要大一些pv实验表明：气体在定容和定压条件下，温度每增加1K时，所需要加入的热量并不相 同也就是说，如果我们根据气体增加1K时所得的热量来计算，我们只能得到在这1K时 的平均比热，而在这1K内，前半度和后半度所需要的热量是不同的即气体比热是随温度 的变化而变化的，对完全气体的比热容随温度的变化是当温度升高时，气体的比热容变大 所以要精確地计算比热容，则必须考虑比热容随温度的变化关系。
气体的比定压热容与温度的关系可以拟合成下面的多项式表示：c =a+aT+卄2+a T3 (kJ/(kgK)) (1.7)p 0 1 2 3T={T}K/1000一些气体的比定压热容参数见表1.5：表 1.5. 一些气体在理想气体状态下的比定压热容系数气体分子式a0a1a2a3水蒸气h2o1.790.1070.586-0.20空气1.05-0.3650.85-0.39二氧化碳CO20.451.67-1.270.39氮气N21.11-0.480.96-0.42氧气O20.88-0.00010.54-0.33注：其适用范围为250K〜1200K1.2.5. 气体常数和绝热指数对于完全气体，可以证明其气体常数R为:c =c + R J/(kgo K) (1.8)pv比定压热容与比定容热容的比值称为比热比或称气体的绝热指数,用符号"k”表示,(1.9)(1.10)即： k=cp/cv由式(1.8)和(1.9)可以推出kRc —p k_1Rc——=c -Rv k－1 p1.11)一般书上可找到比定压热容我们可以根据公式(1.10)和(1.11)求出比定容热容, 部分气体的计算结果列于表1.6：表1.6.部分气体的比定压热容和比定容热容 单位：J/(kg・K)N2空气SF6CO2CF4SF6+CF450%+50% (L/L)比定压热容10391013660873698679比定容热容742724603684604603.5为了以后比较的方便，我们将比热容中的公斤改为mol,列于表1.7o表1.7.部分气体的比定压热容和比定容热容 单位：J/(mol・K)N2空气SF6CO?CF4SF6+CF450%+50% (L/L)比定压热容29.10629.18896.38238.43761.44879.472比定容热容20.78820.86388.06430.11653.17370,635我们可以根据公式（1.9）求出绝热指数。
部分气体的计算结果列于表1.8 表 1.8. 部分气体的绝热指数N2空气SF6CO2CF4SF6+CF450%+50% (L/L)绝热指数1.41.41.0951.2761.1561.1251.3热力过程的过程方程式为了分析开断时气缸内气体状态的变化首先要分析热力过程的特点，即过程方程式其次还要分析状态参数之间的关系；最后分析能量之间的转换规律 由于只要气体状态一定，其由一种状态转换为另一种状态时，其能量变化与过程的具 体途径无关，这使计算变得非常方便根据各种热力过程的特点，可得各过程的过程方程式1.3.1 定容过程气体在保持容积不变的条件下进行的热力过程称为定容过程，即dV=O其过程方程 式为V=常数 （1.12）1.3.2 定压过程气体在保持压强不变的条件下进行的热力过程称为定压过程，即dp=O,其过程方程 式为P=常数 （1.13）1.3.3 . 定温过程气体在保持温度不变的条件下进行的热力过程称为定温过程，即dT=O,其过程方程 式为PV-常数 （1.14）1.3.4 可逆的绝热过程 在可逆绝热过程中，气体与外界无热量传递，同时也不考虑任何耗散的影响由热力学第一定律可知：cvdT+pdv=0 （1.15）此公式表征在可逆绝热过程中气体中的内能（热焓）和位能之和是不变的。
利用气体状态方程，上式可转换为：pvC d( )+pdv= 0vRc ＋R—v Rpdv +寻 vdp = 0心 dP=0vp设气体的绝热指数k=常数，积分得:klnv+lnp=常数即：(1.16)pvk =常数1.3.5 . 热力过程中状态参数间的关系由状态方程和过程方程式很容易导出各热力过程的状态参数间的关系参数右下角 的数字符号表明该参数的不同状态1.3.5.1 定容过程由状态方程可知：(1.17)1.3.5.2.定压过程由状态方程可知(1.18)111.3.5.3 定温过程由状态方程可知v—1v2p2 -p11.3.5.4 可逆的绝热过程利用状态方程，可得到下列关系压力与容积的关系(1.19)a.p2p1b.v (亠)kv2压力与容积和温度的关系(1.20)c.厶p1温度与容积的关系p v Ty(f)斎vT21(1.21)d.T1压力与温度的关系v(亠)krv2(1.22)p2p1T 「(1.23)(t2)k「11.4 一维定常流动的基本方程式一维定常流动是一种最简单的理想化的流动模型在气体动力学中，基元流管中的流 动可以算是严格的一维流动气体在实际管道中的流动，都不是真正的一维流动，这是由于 气体与固体壁面间的摩擦和传热等作用，使得每个截面上气体的速度、密度、温度等流动参 数都是不均匀的缘故。
但在工程上，只要在同一截面上参数的变化比沿流动方向参数的变化 小得多，就可以近似地作为一维定常流动来处理，并用各截面上流动参数的平均值来代表各 截面的参数1.4.1 连续方程式在一维定常流动中，通过同一流管任意截面上的流体质量流量保持不变，其可用下述 连续方程式表示：pSv=常数 （1.24）其中P：气体密度；S：通道截面；v：气体在A截面处的流速连续方程也可改 写为微分形式：(1.25)1.4.2 . 动量方程在流动问题中，有时并不需要计算流场中每个具体的流动细节，而是要知道流体与物 体之间的作用力，这时动量定律提供了一个方便的工具对于一个確定的系统，动量定律可表达为：“在某一瞬时，系统的动量对时间的变化 率等于该瞬时作用在该系统上的全部外力的合力，而且动量对时间变化率的方向与合力的方 向相同”显然，动量方程是把第二运动定律应用于运动流体所得到的数学关系式关于这方面的内容将在“声速”部分进一步阐述1.4.3 . 一维定常流动的能量方程式对于绝能流动，能量方程式的微分形式为：d + d T ）= 0 （1.26）I 2丿 p即： vdv+cpdT=0 （1.27）其动能的变化和位能（热熵）的变化之和为零。
1.4.4 . 收缩喷口的一维定常流动的缩口流速计算喷口截面上的参数如图所示：图 1.1 气流参数示意图计算时忽略气体的粘性，设喷口出口直径比进口直径小得多，则进口处的气流速度v1可以忽略不计则可用公式（1.2）公式（1.26）和公式（1.23）求得出口流速：c = ,'2c（T - T ）2 p 1 212 k P1 -:厶Ik-1kk -1 ri(P J(1.28)其单位为：压力（P］或P2）： N/m2（帕）；密度（r1 或 r2）: kg/m3；温度（片或T2）: K1.4.5 音速在气体所占据的空间中，若某点的压强、密度和温度等参数发生了变化，则这种现象 被称誉为气体受到扰动音速是由于某种原因，使得气流参数发生微小变化所产生的微扰动 波在介质中的传佈速度为了计算上的方便，我们运用与扰动波一起运动的相对座标系对于位于该座标系的 观察者来说，气体的流动过程就转为定常的了，即扰动波不动，而压强、密度和温度等未被 扰动的气体却以音速cl向扰动波运动由于其是绝热过程，其动量方程可写为：—pS + （p+dp）S= P S C］［-©―dv） _（ —C］）］其中 S 为常数，上式整理后得：dp=P Cldv （l.29）对其应用连续方程，则：pSC=（P＋dP ）S（Cl－dv）dvcldp(l.30)整理并略去高阶无穷小量后：公式（1.30）代入公式（1.29）得:\： dp(1.31)其可看为绝热过程，故：—=常数pk(1.32)其微分式为：dp dp二 k —pp1.33)代入气体状态方程式：空二圧=kRTdp p1.34)公式（1.34）代入公式（1.31）得：(1.35)在气体温度为20°C时气体的音速如下表：表1.9部分气体的音速 单位：m/sN2空气SF6CO2CF4SF6+CF450%+50% (L/L)声速（C）349344135265.8178.91581.4.6 . 出口处的临界参数上面讲的音速是气缸内静止气体的音速，并不代表出口处的音速，出口处的音速是由 出口处的气体状态决定的。
公式（1.28）表明，气体的流速是与气缸内外的气压比有关在此要特别指出，出口 处的气体最大流速是出口处的音速，当气压比高于一定数值时，出口处的气体最大流速仍为 出口处的音速，此时出口处的流动气体气压已高于原气缸外的气压，其气压比仍保持出口处 的气体最大流速是出口处的音速情况下的气压比，也就是流出喷口处的气体压力要高于灭弧 室内的压力此时公式（1.28）已不适用当出口处的气体流速等于出口处的音速时的气体参数为临界速度我们用p21、p21、 T21和c21表示出口处的压力、密度温度和速度当： 厶=（二）肯 （1.36）p k +1我们利用公式（1.28）和绝热公式（1.16）可以求出流动气体的其它参数如下：(1.37)(1.38)(1.39)T2—21 =T k +11c = JkRT =' ~^RT21 • 21 \k +1 1缩口处的临界参数见表1.10：表 1.10 缩口处的临界参数N2空气SF6CO?CF4SF6+CF450%+50% (L/L)P21/P10.5280.5280.610.550.5730.58P21/P10.6340.6340.6140.6260.6180.616TM10.830.830.9550.8790.9280.941318.6314.2132248.9172.3153.27上述公式相互之间代入均可得到正確的数值。
因而P21、p21、T21和c21是喷口出口 处的压力、密度、温度和速度的临界参数1.4.7 . 出口的重量流量设喷口缩口截面为S,气体的重量流量的公式如下：在低于临界速度时G 二 p c S2 2 2利用公式（2.28）和（2.16）可得气体低于临界状态下的重量流量2kp1I p1I p1k±L1.40)在等于临界速度时G21=p c S =2 212、丄k-1 p c S1 21利用公式 （1.39）和（1.16）可得临界状态下气缸出口处的重量流量：G21/ C 、亠」2 2 (k 一1)< k + 1 丿 / 2 、k 亠1*S u阿=(而 J2(k-1)* S * Skp pp 1 11.41)1.5 亚音速与超音速流动1.5.1 流速与音速 扰动波在气体中的传播速度是一个特征值，称为音速音速在气体中的传播过程是 个等熵过程流速是气体流动的速度，而音速是扰动波的传播速度，两者间的关系为：v=Ma • .c流速与当地音速比称为马赫数，用Ma表示:(1-42)Ma= VcMaV1的流动称为亚音速流动；Ma>1的流动称为超音速流动；Ma>3称为高超音速流动对于超音速流动，扰动波传播范围只能充满在一个锥形的空间内，这就是马赫锥其半锥角称为马赫角，计算式如下:Sin 9 =Ma(1-43)1.5.2 等熵滞止关系式对于可压缩流体，还有一组重要的参数，这就是滞止参数pi，Ti和Pi。
流动参数和 滞止参数及马赫数间的关系如下:T k 一 1(1-44)产(1 + 丁 Ma 2)(1-45)旦=（1 + k—1 Ma 2） （1-46）p2其中：T1为等熵滞止温度；P］为等熵滞止密度；p1为等熵滞止压强，又称为总压 式（1-44）的使用条件是绝热条件；式（1-45）和（1-46）的使用条件是等熵1.6 旋涡在气流前进方向如果遇到障碍物，会产生旋涡在其前方，由于气流的减速，其动能转化为位能，旋涡中的气体密度会提高在其后方，在气流的作用下，旋涡中的气体密度会 降低合适位置产生高密度旋涡，能提高产品的电性能不当的位置产生低密度旋涡，会降 低产品的电性能1.7 混合气体的气体特性参数的確定 作为混合气体，其等价的分子量、密度、定压比热、定容比热、气体常数和绝热指数 等参数，对我们研究混合气体非常重要作者認为，其值可能是正比于两种气体的混合比 而其流速可能只要按前面的有关介绍进行计算就可以了上面我们介绍了 sf6和cf4等体积 比混合后，各种物理参数变化的一些情况从这些物理参数可看出，sf6和cf4按体积比混 合后，其物理参数是与sf6最接近的气体1.8 弧区中热气体的能量变化在此首先要介绍一些相关概念：1.8.1. 比热容上面已经作了详细介绍。
1.8.2. 离解能离解能又称解离能：在标准情况下其可定义为：将lmol理想气体分子AB拆开为中 性气态原子A和B时，所需的能量叫做AB的离解能注：上述说法只对双原子分子才成立键的离解能并不等于键能键的离解能是指一 个化学键断裂时需要的能量由于产物的几何构型和电子状态在逐步改变时伴随有能量的变 化，除双原子分子外，键离解能不等于键能例如，依次断开CH4的四个C-H键的键离解 能分别是425、470、415、335kJ/mol它们的平均值才等于C-H键的键能(411kJ/mol)其单位为： kJ/mol1.8.3. 键能化学键能指1.01*10人5Pa和25攝氏度下(常温常压下)，将lmol理想气体分子AB 折开为中性气态原子A和B所需要的能量(单位为kJ/mol)键能越大，化学趋向越牢固， 含有该键的分子越稳定常用符号D (A-B)表示即：AB (g)-A (g) +B (g)在多原子分子中断裂气态分子中的某一个键所需的能量叫做分子中这个键的离解能1.8.4. 电离能处于基态的气态原子或气态离子失去一个电子，生成+1 价的气态阳离子所需要的能 量称为｛第一电离能(I1)｝由+1价气态阳离子再失去一个电子形成+2价气态阳离子时所 需的能量称为第二电离能(I2)。
第三、第四电离能依此类推，且一般I1VI2VI3……由 于原子失去电子必须消耗能量克服核对外层电子的引力，所以电离能总为正值通常不特别 说明，指的都是第一电离能电离能可以定量的比较气态原子失去电子的难易，电离能越大，原子越难失去电子， 其金属性越弱；反之金属性越强所以它可以比较无素的金属性强弱影响电离能大小的因 素是：有效核电荷、原子半径和原子的电子构型第一电离能的周期递变规律：a. 同一周期主族元素从左到右作用到最外层电子上的有效核电荷逐渐增大，电离能呈增大 趋势，表示元素原子越来越难失去电子由金属元素，其电离能最小，到稀有气体由于具有 稳定的电子层结构，其电离能最大故同周期元素从强金属性逐渐变到非金属性，直至强非 金属性短周期的这种递变更为明显，因为同周期元素电子层数相同，但随着核电荷数增大 和原子半径的变小，核对外部电子的有效吸引作用依次增强b. 同一周期副族元素从左至右，由于有效核电荷增加不多，原子半径变小缓慢，其电离能增 加不如主族元素明显，只是随着原子序数的增加，第一电离能从左至右略有增加由于最外 层只有两个电子，过渡元素均表现金属性c. 同一周期内元素的第一电离能在总体增加的趋势中有些曲析。
当外转电子在能量相等的 轨道上形成全空（pO,dO,fO）、半满（p3,d5,f7）或全满（p6,dl0,fl4）结构时，原子的能量较 低，元素的第一电离能较大d. 同一主族元素从上到下第一电离能逐渐变小，表明自上而下原子越来越容易失去电子，这 是因为同主族元素的电子数相同，原子半径逐渐增大，原子核对核外电子的有效吸引作用逐 渐减弱e. 同一副族电离能变化不规则总之，第一电离能的周期递变规律与原子半径和核外电子排布的周期性变化密切相 关电离能的单位为：kJ/mol1.8.5. 电子亲和能电子亲和能：气态原子（基态）得一电子成为T价气态离子时所放出的能量称为第 一电子亲和能，以EA1表示，依次也有EA2、EA3等l.8.5.l 第一电子亲和能的变化规律族内元素的第一亲和能随着原子序数的增加而降低（也即形成负离子时释放的能量 越来越少）由于氟不符合这一规律，我们将对它进行单独的说明电子亲和能是原子核和外来合并电子之间吸引力的指标原子核与外来电子之间的 吸引力越强，则释放的能量也就越多哪些因素能影响原子核与外来电子的吸引力呢？这些因素跟影响电离能大小的因素 是相同的一原子的电荷、电子与原子核之间的距离、屏蔽。
随着族内元素原子序数的增加，元素的核电荷随之增加，但其电子也增加，增加的 电子所产生的屏蔽将抵销核电荷的增加无论是哪个7族元素，它们的外层电子都通通感受 到来自原子核 7+电荷的吸引力例如，氟（F）的电子排布为1s2s2px2py2pz其原子核有9个质子外来电子进 入第 2 能级，并由两个 1s 电子屏蔽外来电子所感受到的净吸引力为7+电荷（9个质子 减去 2 个屏蔽电子）相比之下，氯（Cl）的电子排布为1s2s2p3s3px3py3pz其原子核有17个质子但 外来电子仍感受到 7+电荷（17 个质子减去第一与第二能级共 10 个电子的屏蔽）的净吸引 力这样，原子核与外来电子之间的距离便成为决定因素了，随着族内元素原子序数的增加， 原子核与外来电子之间的距离也越来越远（原子半径越来越大），它们间的吸引力越来越小， 释放的能量（电子亲和能）越来越少按我们上面的分析，氟的电子亲和能应该是最高的但是由于氟是很小的原子，在 氟原子所占有的不大的空间中挤满了电子，这些挤在一起的电子产生异常强烈的排斥作用 这种排斥作用削弱了原子核对外来电子的吸引力，电子亲和能随之减少因而氟原子的电子 亲和能小于氯原子的电子亲和能。
6 族元素中的氧和硫也有同样的情况1.8.5.2. 电子亲和能的特点a. 大多数元素原子的第一电子亲和能是负值，少数是正值这一点与电离能不同b. 第一亲和能较小，与电离能相比，元素的第一电子亲和能的绝对值要小得多c. 第二电子亲和能是正值这是因为使一个负一价的离子再结合一个电子必须克服负离子 与电子间的静电排斥力，克服排斥力需要吸收能量1.8.6. 电负性电负性是相对电负性的简称电负性综合考虑了电离能和电子亲合能，首先由莱纳 斯•卡•林于1932年引入电负性概念，用来表示两个不同原子形成化学键时吸引电子能力 的强弱莱纳斯•卡•林给电负性下的定义为“电负性是元素的原子在化合物中吸引电子能 力的标度”元素电负性数值越大，表示其原子在化合物中吸引电子的能力越强，反之，电 负性数值越小，相应原子的化合物中吸引电子的能力越弱（稀有气体除外）电负性在周期表中的递变规律如下：a. 随着原子序号的递增，元素电负性呈现周期性变化b. 同一周期，从左到右元素电负性递增，同一主族，自上而下元素电负性递减对副族而 言，同族元素的电负性也大体呈现这种变化趋势因此，电负性大的元素集中在元素周期表 的右上角，电负性小的元素集中在左下角。
c. 非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼，金属元素的电负性越小，金属元素越活 泼氟的电负性最大（4.0），是最活泼的非金属无素d. 过渡元素的电负性值无明显规律1.8.7 有关的能量数据关于比热容的数据已在表1.7 中表示部分原子间的键能（离解能）表示于表1.11， 部分原子的电离能、电子亲和能和电负性表示于表1.12表 1.11 部分原子间的键能（离解能）C-FC=O(CO2)o—oN—NC—O键能 kJ/mol485803146159326表1・12 部分原子的电解能、电子亲和能和电负性CNOFS电解能 kJ/mol10881406131416821000电子亲和性 kJ/mol119.74.6141.8349.4119.6电负性2.553.043.443.982.58从有关的能量数据综合分析可看出，在弧区中，氟是最能吸收能量的粒子，且由于其 优良的负电性，在电场中具有更良好的绝缘性能1・9・ 气体的离解高峰离解性能与气体的压强有关本文除SF6外，其余均为1大气压的情况1.9.1 SF6 的离解高峰SF6 的离解性能与其压强有关，压强越大，则由于分子间的碰撞距离的缩小，离解变 得困难。
在1大气压〜4大气压范围内，大约在1400〜1700K时开始稍有离解，2000〜2300 达到离解高峰1.9.1 CF4 的离解高峰cf4非常稳定即使在炭精电弧的高温下，也只有微弱的反应温度高于1000°C时， cf4与co2反应生成碳酰氟各种氧化剂和还原剂对cf4均不产生作用除非反应条件异常 激烈由此知其离解高峰时的温度是很高的1.9.2 N2 的离解高峰气体N2是一种很稳定的物质，其比热容很小大约在7000K时，才能出现大量离解，1.9.3 CO2替代SF6的可能性气体 CO2 是不具化学活性的化合物通常需高温来促进它的反应在正常条件下二 氧化碳是稳定的温度高于1700 C时，二氧化碳按下式分解为氧和一氧化碳：2 CO2-2CO+O2分解度依温度而定，2227C时为15.8%从其离解能来看，其并不太低其吸热高峰与sf6基本一致，但其能力较差1・10 初步分析影响气体绝缘的因素过去对大气和sf6绝缘的外部表现有很多研究，对其内在机理研究较少，对其它气体 则研究更少为了在sf6开关装置上研究其它替代气体的可能性，有必要从研究其它气体的 绝缘机理开始，找出其在常态下和开断后电压恢复的内在原因，从而给替代气体的选用创造 条件。
作者仅仅是非常粗淺的提出个人的看法作为一种思路供大家参考1.10.1 常温下影响气体绝缘的因素a. 折合到20°C下的压力（代替密度）我们知道空间绝缘的根本是碰撞电离，如果此压力较高，其表征分子间的平均距离较 短，则在相同电压下，电子在这段距离内积累的能量较少，其与分子撞击后，激发出电子的 可能性就较少，因而不易形成电子崩，不易使绝缘击穿b. 每个分子的原子数每个分子的原子数越多，则每个原子分到的碰撞能量越少，越不容易离解和电解c. 键能（离解能）和电解能的大小键能（离解能）和电解能越大越不易产生电子，绝缘性能越好1.10.2. 熄弧过程的电压恢复性能 其实际上也是气体的绝缘性能的一种其影响因素如下：a. 吹弧气体密度这包括第1次吹弧和第2次吹弧时的密度（折合到20C下的压力），对于双缸结构而 言，其除了要考虑压气缸压缩后自能缸内气体密度，还要考虑气体在多次吹弧过程的流失， 其流失的大小与下面谈的一些因素有关我们还应考虑由于气体流速的提高，其气体密度会 相应下降b. 比热容、键能（离解能）和气体常数比热容和键能（离解能）越大和气体常数越小，则气缸内的气体温度越低，气体流速 越低，从而降低了短燃弧与长燃弧时吹弧气量的差别，提高了长燃弧时弧区的气体密度。
另 一方面也降低了吹弧过程的温升，使弧区气体密度比较均匀，有利于提高绝缘性能需要说明的是，不同的气体产生离解高峰的温度是不同的，目前来说，作者仅了解到 SF6和CO2两种气体在1500〜1700K出现离解现象，在2000K附近出现离解高峰从目前 情况看，此温度正是目前認为最适于用以熄弧的温度c. 绝热指数绝热指数决定吹弧气体与气缸内气体的密度之比，绝热指数越大，则其进入弧区的气 体密度越大，有利于电压的恢复，但从前面分析的几种气体看，其差别很小，不是影响电压 恢复的主要因素d. 旋涡对绝缘性能的影响其对产品的开断性能影响很大，充分利用其有利一面，避免其不利一面是产品提高开 断性能的重要方面1.11 编后语 我们介绍了一些气体参数的推导，同时介绍了一些与绝缘和熄弧有关的参数，特别是 离解能和离解温度这些都是为以后的分析作准备的通过气体的摩尔定律中的摩尔气体常数求得的SF6气体常数R和绝热指数（比热比） k与国内开关行业有关书藉中的数据稍有差别,另外在本章的音速公式中没有重力加速度g 在第2章中作者将日立公司提供的状态方程转换为当前的单位制，发现SF6气体常数R与本 章数据符合对sf6气体的音速进行计算发现其应该没有g。
因而作者在后面的所有推导均 利用本章数据分析产生此误差的原因可能是在单位制转换过程中出现的问题。