g3氣體是通用電氣（原阿爾斯通高壓）采用3M NovecTM4710（C4)與CO2(和)或 O2混合而成的氣體，3M聯(lián)合通用電氣推出了代號(hào)為“g3(green gas for gird)”的環(huán)保型氣體是可替代SF6氣體的環(huán)保型氣體絕緣介質(zhì)，該氣體為C4F7N與CO2的混合氣體，其中C4F7N的GWP值僅為2090，絕緣性能達(dá)到了純SF6的兩倍以上。CO2具有優(yōu)異的滅弧性能，且與C4F7N之間表現(xiàn)出較強(qiáng)的協(xié)同作用。含4% C4F7N和6% C4F7N的混合氣體GWP值分別為327和462，相對(duì)SF6而言減少了98%，且絕緣性能能夠達(dá)到純SF6的90%左右，因此可以在不改變氣箱尺寸、導(dǎo)電回路等情況下對(duì)斷路器方案直接替代，實(shí)現(xiàn)環(huán)保氣體絕緣環(huán)網(wǎng)柜。目前，在高壓工程應(yīng)用方面，以C4F7N/CO2混合氣體的為絕緣介質(zhì)的420kVGIL氣體絕緣母線，245kVCT電流互感器以及145kVGIS均已都投入試運(yùn)行。
絕緣性能: 基于3M公司4710 產(chǎn)品的數(shù)據(jù)表及g3在高壓產(chǎn)品上耐壓水平數(shù)據(jù)，混合氣體20% 4710 和80% CO2在0.13MPa 下與SF6 擊穿電壓持平，而混合氣體10% 4710 和90% CO2則需要將壓力提高到0.18Mpa方能與SF6 擊穿電壓持平。4710及混合在CO2氣體中絕緣擊穿電壓如下圖（采用0.1英寸的平行圓盤(pán)電極產(chǎn)生均勻電場(chǎng)）通過(guò)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行ANSYS電場(chǎng)分析，明確產(chǎn)品在g3 混合氣體下的絕緣薄弱點(diǎn)，對(duì)產(chǎn)品安裝支架、螺栓等進(jìn)行必要的絕緣加強(qiáng)。由于加強(qiáng)了絕緣，綜合產(chǎn)品性?xún)r(jià)比，混合氣體比例采用10% 4710 和90% CO2，設(shè)計(jì)壓力0.15Mpa，進(jìn)一步ANSYS模擬分析，產(chǎn)品可以滿(mǎn)足絕緣要求。對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行絕緣試驗(yàn)，在0.135Mpa下通過(guò)工頻50kV,雷電沖擊95kV 的耐壓試驗(yàn)。
C4混合氣體在12kV充氣柜產(chǎn)品上應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)與SF6絕緣一致的緊湊型產(chǎn)品，無(wú)需增加充氣壓力，相比干燥空氣或氮?dú)饨^緣，實(shí)現(xiàn)小型化，而在高一點(diǎn)電壓上應(yīng)用效果更加明顯，如C4混合氣體應(yīng)用于 ANSI 38kV 60Hz 25kA 及 IEC 36kV 50Hz 25kA開(kāi)關(guān)柜，外形尺寸與使用SF6技術(shù)設(shè)備保持一致。具有以下特征:
3工位開(kāi)關(guān)
抗電弧設(shè)計(jì)增加安全性
真空開(kāi)斷和可見(jiàn)隔離斷口
溫升性能: g3 混合氣體導(dǎo)熱性能大概相當(dāng)于SF6氣體的85% ，需要對(duì)產(chǎn)品的導(dǎo)電回路截面積進(jìn)行提高，以保證溫升符合標(biāo)準(zhǔn)要求。通過(guò)將銅排由50X6改成50x8，產(chǎn)品順利通過(guò)1.1倍630A溫升試驗(yàn)，且有很大的裕度，將銅排改回原規(guī)格，并通過(guò)試驗(yàn)，因此10% 4710 和90% CO2混合氣體對(duì)溫升的影響不大。
開(kāi)斷性能:由于C4是多分子合成氣體，相對(duì)于單分子惰性氣體來(lái)說(shuō)容易分解，特別是在高溫，電弧的作用下，會(huì)分解成很多合成物質(zhì)，從而無(wú)法保持絕緣功能。C4在高壓GIS上應(yīng)用，還是依賴(lài)于CO2的滅弧功能。因此不能真正取代SF6作為滅弧介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)完全替代。
