高电压技术基础知20120719识

高电压技术基础知识1 高电压技术与绝缘变电所电气设备的绝缘线路的绝缘电力系统绝缘输变电设备绝缘部分的投资占总设备投资的比重越来越大 系统电压等级高，输送容量大，一旦出现故障，损失巨大 绝缘配合重要性绝缘配合：综合考虑电气设备在电力系统中可能承受的各种电压、保护装置的特性和设备绝缘对各种作用电压的耐受特性，合理地确定设备必要的绝缘水平，以使设备的造价、维修费用和设备绝缘故障引起的事故损失，达到在经济上和安全运行上效益最高的目的。 220kV 以下的电网，电气设备的绝缘水平主要由大气过电压决定。330kV 及以上的超高压绝缘配合中，操作过电压将起主导作用 。特高压电网的绝缘水平可能由工频过电压及长时间工作电压决定。除型式试验外，一般电气设备出厂试验只做 l min 工频耐压试验。这不仅是为了试验的方便，也是考虑到在某种程度上雷电冲击对绝缘的作用可用工频电压来等价的缘故。 大气过电压下的避雷器残压雷电冲击耐受电压等值工频耐受电压内部过电压操作冲击耐受电压等值工频耐受电压工频试验电压/ 1 / 2 绝 缘 配 合 的 方 法 首 先 确 定 设 备 上 可 能 出 现 的 最 危 险 的 过 电 压 ， 然 后 根 据 运 行 经 验 乘 上 一 个 考虑 各 种 因 素 的 影 响 和 一 定 裕 度 的 系 数 ， 从 而 决 定 绝 缘 应 耐 受 的 电 压 水 平 。统 计 法 是 根 据 过 电 压 幅 值 和 绝 缘 的 耐 受 强 度 的 概 率 分 布 ， 用 计 算 的 方 法 求 出绝 缘 放 电 的 概 率 和 线 路 故 障 率 ， 在 技 术 经 济 比 较 的 基 础 上 ， 正 确 地 确 定 绝 缘 水 平在 简 化 统 计 法 中 ， 对 过 电 压 和 绝 缘 特 性 两 条 概 率 曲 线 的 形 状 ， 作 出 一 些 通 常认 为 合 理 的 假 定 ， 并 已 知 其 标 准 偏 差 。 在 此 基 础 上 可 以 计 算 绝 缘 的 故 障 率 。 绝 缘 材 料 的 研 制 和 开 发 的 水 平 是 影 响 制 约 电 工 技 术 发 展 的 关 键 之 一 。 从 今 后趋 势 来 看 ， 要 求 发 展 耐 高 压 、 耐 热 绝 缘 ,耐 冲 击 ， 环 保 绝 缘 ,复 合 绝 缘 ,耐 腐 蚀 、耐 水 、 耐 油 、 耐 深 冷 、 耐 辐 照 及 阻 燃 材 料 ， 研 发 环 保 节 能 材 料 。 重 点 是 发 展 用 于高 压 大 容 量 发 电 机 的 环 氧 云 母 绝 缘 体 系 ， 如 FR5， 金 云 母 等 ； 中 小 型 电 机 用 的F、 H 级 绝 缘 系 列 ， 如 不 饱 和 聚 酯 树 脂 玻 璃 毡 板 等 ； 高 压 输 变 电 设 备 用 的 六 氟 化硫 气 态 介 质 ； 取 代 氯 化 联 苯 的 新 型 无 毒 合 成 介 质 ； 高 性 能 绝 缘 油 ； 合 成 纸 复 合 绝缘 ； 阻 燃 性 橡 塑 材 料 和 表 面 防 护 材 料 等 ， 同 时 要 积 极 推 动 传 统 电 工 设 备 绝 缘 材 料的 更 新 换 代 。不 同 污 秽 地 区 最 小 泄 漏 比 距 最 小 爬 电 比 距 （ cm kV 1）外 绝 缘 污 秽 等 级线 路 电 站 设 备01.391.62.02.53.11.481.62.02.53.12 电介质电 工 中 一 般 认 为 电 阻 率 超 过 10 欧 /厘 米 的 物 质 便 归 于 电 介 质 。 电 介 质 的 带电 粒 子 是 被 原 子 、 分 子 的 内 力 或 分 子 间 的 力 紧 密 束 缚 着 ， 因 此 这 些 粒 子 的 电 荷 为束 缚 电 荷 。 在 外 电 场 作 用 下 ， 这 些 电 荷 也 只 能 在 微 观 范 围 内 移 动 ， 产 生 极 化 。 在静 电 场 中 ， 电 介 质 内 部 可 以 存 在 电 场 ， 这 是 电 介 质 与 导 体 的 基 本 区 别 。 不 导 电 的物 质 ， 如 空 气 、 玻 璃 、 云 母 片 、 胶 木 等 。电 介 质 包 括 气 态 、 液 态 和 固 态 等 范 围 广 泛 的 物 质 。 固 态 电 介 质 包 括 晶 态 电 介质 和 非 晶 态 电 介 质 两 大 类 ， 后 者 包 括 玻 璃 、 树 脂 和 高 分 子 聚 合 物 等 ， 是 良 好 的 绝缘 材 料 。 凡 在 外 电 场 作 用 下 产 生 宏 观 上 不 等 于 零 的 电 偶 极 矩 ， 因 而 形 成 宏 观 束 缚电 荷 的 现 象 称 为 电 极 化 ， 能 产 生 电 极 化 现 象 的 物 质 统 称 为 电 介 质 。 电 介 质 的 电 阻率 一 般 都 很 高 ， 被 称 为 绝 缘 体 。 有 些 电 介 质 的 电 阻 率 并 不 很 高 ， 不 能 称 为 绝 缘 体 ，但 由 于 能 发 生 极 化 过 程 ， 也 归 入 电 介 质 。电 介 质 的 特 征 是 以 正 、 负 电 荷 重 心 不 重 合 的 电 极 化 方 式 传 递 或 记 录 （ 存 储 ）电 的 作 用 和 影 响 ； 在 其 中 起 主 要 作 用 的 是 束 缚 电 荷 。 电 介 质 物 理 主 要 是 研 究 介 质内 部 束 缚 电 荷 在 电 或 和 光 的 作 用 下 的 电 极 化 过 程 ， 阐 明 其 电 极 化 规 律 与 介 质 结 构的 关 系 ， 揭 示 介 质 宏 观 介 电 性 质 的 微 观 机 制 ， 进 而 发 展 电 介 质 的 效 用 。 电 介 质物 理 也 研 究 电 介 质 绝 缘 材 料 的 电 击 穿 过 程 及 其 原 理 ， 以 利 于 发 展 电 绝 缘 材 料 。 实 际 上 金 属 也 具 有 介 电 性 质 ； 但 金 属 的 介 电 性 是 来 源 于 电 子 气 在 运 动 过 程中 感 生 出 虚 空 穴 （ 正 电 荷 ） 所 引 起 的 动 态 屏 蔽 效 应 。 因 其 基 本 上 不 涉 及 束 缚 电 荷 ，故 不 把 金 属 的 介 电 性 列 入 电 介 质 物 理 研 究 的 范 畴 。 电 介 质 有 气 体 的 、 液 体 的 和 固体 的 ， 分 布 极 广 。 电 介 质 的 分 类1、 分 子 的 等 效 正 电 中 心 和 等 效 负 电 中 心 ：电 介 质 均 由 分 子 和 原 子 组 成 ， 每 个 分 子 中 所 有 正 电 荷 对 外 界 作 用 的 电 效 果 可以 等 效 为 集 中 在 某 一 点 的 等 效 点 电 荷 的 作 用 效 果 ， 这 个 等 效 点 电 荷 的 位 置 称 为 分子 的 正 点 中 心 ； 同 理 ， 每 个 分 子 中 所 有 负 电 荷 对 外 界 作 用 的 电 效 果 可 以 等 效 为 集中 在 某 一 点 的 等 效 点 电 荷 的 作 用 效 果 ， 这 个 等 效 点 电 荷 的 位 置 称 为 分 子 的 负 点 中心 ；2、 有 极 分 子 电 介 质 ： 电 介 质 中 各 分 子 的 等 效 正 电 中 心 与 等 效 负 电 中 心 不 重合 的 电 介 质 ； 正 点 中 心 和 负 电 中 心 分 别 可 用 等 量 异 号 电 荷 代 替 ， 二 者 有 一 相 对 位移 ， 这 样 每 个 分 子 对 外 界 的 电 性 效 果 可 以 等 效 为 一 个 电 偶 极 子 的 作 用 。3、 无 极 分 子 电 介 质 ： 电 介 质 中 各 分 子 的 等 效 正 点 中 心 与 等 效 负 电 中 心 重 合的 电 介 质 。可 以 认 为 每 一 个 分 子 的 正 电 荷 q 集 中 于 一 点 ， 称 为 正 电 荷 的 “重 心 ”， 负 电荷 -q 集 中 于 一 点 ， 称 为 正 负 电 荷 的 “重 心 ”； 定 义 从 负 电 荷 的 重 心 到 正 电 荷 的 重心 的 矢 径 为 ， 则 分 子 可 以 构 成 的 电 偶 极 子 。电 介 质 的 电 结 构（ 1） 电 子 被 原 子 核 紧 紧 束 缚 ；（ 2） 在 静 电 场 中 电 介 质 中 性 分 子 中 的 正 、 负 电 荷 仅 产 生 微 观 相 对 运 动 ；（ 3） 在 静 电 场 与 电 介 质 相 互 作 用 时 ， 电 介 质 分 子 简 化 为 电 偶 极 子 。 电 介 质由 大 量 微 小 的 电 偶 极 子 组 成 ；（ 4） 电 介 质 在 外 电 场 中 极 化 产 生 极 化 电 荷 产 生 附 加 电 场 作 用 于电 介 质 达 到 静 电 平 衡 。电 介 质 的 极 化 （ Polarization）电 极 化 过 程 电 极 化 的 基 本 过 程 有 三 ： 原 子 核 外 电 子 云 的 畸 变 极 化 ； 分 子 中 正 、 负 离 子 的 （ 相 对 ） 位 移 极 化 ； 分 子 固 有 电 矩 的 转 向 极 化 。电 晕 现 象在 潮 湿 或 阴 雨 天 的 日 子 里 ， 高 压 输 电 线 (如 220kV， 550kV 等 )附 近 ， 常 可见 到 有 淡 蓝 色 辉 光 的 放 电 现 象 ， 这 称 作 电 晕 现 象 。 关 于 电 晕 现 象 的 产 生 可 作 如 下定 性 解 释 阴 雨 天 气 的 大 气 中 存 在 着 较 多 的 水 分 子 ， 水 分 子 是 具 有 固 有 电 偶 极 矩的 有 极 分 子 长 直 带 电 的 输 电 线 附 近 的 电 场 是 非 均 匀 电 场 水 分 子 在 此 非 均 匀 电场 的 作 用 下 ， 一 方 面 要 使 其 固 有 电 偶 极 矩 转 向 外 电 场 方 向 ， 同 时 还 要 向 输 电 线 移动 ， 从 而 使 水 分 子 凝 聚 在 输 电 线 的 表 面 上 形 成 细 小 的 水 滴 由 于 重 力 和 电 场 力 的共 同 作 用 ， 水 滴 的 形 状 因 而 变 长 并 出 现 尖 端 而 带 电 水 滴 的 尖 端 附 近 的 电 场 强 度特 别 大 ， 从 而 使 大 气 中 的 气 体 分 子 电 离 ， 以 致 形 成 放 电 现 象 这 就 是 在 阴 雨 天 常看 到 高 压 输 电 线 附 近 有 淡 蓝 色 辉 光 ， 即 电 晕 现 象 的 原 因 。电晕 极不均匀电场中，当电压及平均场强较低时，电极曲率较大处附近空间的局部场强已很大， 在这局部强场区中，产生强烈的电离， 由于离电极稍远处场强已大为减弱，所以此电离区不可能扩展到很大，只局限在电极附近的强场范围内。 伴随着电离而存在的复合和反激励，辐射出大量光子，使在黑暗中可看到在电极附近空间有蓝色的晕光，这就是电晕。 伴随着电离、复合、激励、反激励等过程而有声、光、热等效应，表现为发出“咝咝”的声音、蓝色的晕光以及使周围气体温度升高等。 在电极的突出处，电子和离子在局部强场驱动下高速运动，与气体分子交换动量，形成“ 电风” 。 产生高频脉冲电流，含许多高次谐波，干扰无线电。 产生化学反应,在空气中形成 O3、NO 和 NO2。 发出可听噪声，对人造成生理、心理上的影响。特高压系统尤甚。 产生能量损耗，在某些情况下，会达到可观的程度。固 体 电 介 质 的 击 穿电 导 率 很 小 的 电 介 质 用 来 作 为 电 绝 缘 材 料 ， 称 为 绝 缘 体 。 电 介 质 能 够 经 受而 不 致 损 坏 的 最 大 电 场 (约 107 108V/m)称 为 击 穿 场 强 ,这 是 绝 缘 性 能 好 坏 的 一个 重 要 标 志 。 当 外 加 电 场 超 过 此 值 时 ， 电 介 质 的 电 导 突 然 增 大 甚 至 引 起 结 构 损 坏或 破 碎 ， 称 为 介 电 击 穿 。 击 穿 的 过 程 首 先 是 在 外 电 场 不 变 情 况 下 介 质 中 的 电 流 迅速 增 大 。 接 着 在 介 质 中 形 成 导 电 的 沟 道 如 图 2 所 示 。 通 常 在 两 电 极 间 有 一 个 主沟 道 和 许 多 分 支 。 沟 道 中 的 固 体 已 部 分 气 化 形 成 结 构 上 的 损 坏 。 沟 道 取 向 与 电 介质 微 观 结 构 、 杂 质 、 缺 陷 、 外 加 电 极 形 状 等 有 关 。 介 电 击 穿 过 程 很 复 杂 ， 除 与 物 质 本 身 性 质 有 关 外 还 与 样 品 厚 度 、 电 极 形 状 、环 境 温 度 、 湿 度 和 气 压 、 所 加 电 场 波 形 等 有 关 。 实 验 数 据 很 分 散 ， 各 种 理 论 模型 只 能 分 别 在 一 定 范 围 内 说 明 问 题 。 有 三 种 类 型 的 介 电 击 穿 。 热 击 穿 。 电 极 间 介 质 在 一 定 外 加 电 压 作 用 下 ， 其 中 不 大 的 电 导 最 初 引 起较 小 的 电 流 。 电 流 的 焦 耳 热 使 样 品 温 度 升 高 。 但 电 介 质 的 电 导 会 随 温 度 迅 速 变 大而 使 电 流 及 焦 耳 热 增 加 。 若 样 品 及 周 围 环 境 的 散 热 条 件 不 好 ， 则 上 述 过 程 循 环 往复 ， 互 相 促 进 ， 最 后 使 样 品 内 部 的 温 度 不 断 升 高 而 引 起 损 坏 。 在 电 介 质 的 薄 弱 处热 击 穿 产 生 线 状 击 穿 沟 道 。 击 穿 电 压 与 温 度 有 指 数 关 系 ， 与 样 品 厚 度 成 正 比 ；但 对 于 薄 的 样 品 ， 击 穿 电 压 比 例 于 厚 度 的 平 方 根 。 热 击 穿 还 与 介 质 电 导 的 非 线性 有 关 ， 当 电 场 增 加 时 电 阻 下 降 ， 热 击 穿 一 般 出 现 于 较 高 环 境 温 度 。 在 低 温 下 出现 的 是 另 一 种 类 型 的 电 击 穿 。 电 击 穿 。 又 称 本 征 击 穿 。 电 介 质 中 存 在 的 少 量 传 导 电 子 在 强 外 电 场 加 速下 得 到 能 量 。 若 电 子 与 点 阵 碰 撞 损 失 的 能 量 小 于 电 子 在 电 场 加 速 过 程 中 所 增 加 的能 量 ， 则 电 子 继 续 被 加 速 而 积 累 起 相 当 大 的 动 能 ， 足 以 在 电 介 质 内 部 产 生 碰 撞 电离 ， 形 成 电 子 雪 崩 现 象 。 结 果 电 导 急 剧 上 升 ， 最 后 导 致 击 穿 。 1935 年 ， A.R.希 佩 尔 最 先 提 出 电 子 碰 撞 电 离 概 念 。 后 来 ， H.弗 罗 利 希 等 人 曾 对 击 穿 场 强 作 过定 量 计 算 。 开 始 击 穿 时 电 子 所 须 具 有 的 能 量 称 为 击 穿 判 据 。 在 不 完 整 或 掺 杂 单 晶 和 一 些 非 晶 态 电 介 质 中 ， 缺 陷 和 杂 质 形 成 的 浅 位 阱 束 缚的 电 子 所 需 激 活 能 要 比 禁 带 宽 度 小 很 多 。 受 外 电 场 加 速 的 传 导 电 子 更 容 易 使 这部 分 电 子 被 激 活 参 与 导 电 而 引 起 击 穿 。 电 击 穿 的 另 一 种 机 制 是 1934 年 C.曾 讷 提 出 来 的 内 部 冷 发 射 模 型 。 认 为 强外 电 场 使 能 带 发 生 倾 斜 。 因 而 价 带 上 的 电 子 出 现 隧 道 效 应 。 当 场 强 为106V/cm 数 量 级 时 ,电 子 可 通 过 隧 道 效 应 移 动 几 百 个 原 子 的 距 离 。 在 约 10-12秒 时 间 内 导 带 就 可 以 出 现 足 够 数 量 的 电 子 而 引 起 击 穿 。 此 外 ， 在 强 电 场 下 金 属 电 极 中 的 自 由 电 子 也 可 以 注 入 于 电 介 质 而 参 与 导 电 ，称 为 外 部 冷 发 射 。 在 研 究 碱 族 卤 晶 体 的 电 击 穿 时 ， 还 提 出 了 等 离 子 体 “电 磁 箍 缩 模 型 ”。 化 学 击 穿 。 电 介 质 中 强 电 场 产 生 的 电 流 在 例 如 高 温 等 某 些 条 件 下 可 以 引起 电 化 学 反 应 。 例 如 离 子 导 电 的 固 体 电 介 质 中 出 现 的 电 解 、 还 原 等 。 结 果 电 介 质结 构 发 生 了 变 化 ， 或 者 是 分 离 出 来 的 物 质 在 两 电 极 间 构 成 导 电 的 通 路 。 或 者 是 介质 表 面 和 内 部 的 气 泡 中 放 电 形 成 有 害 物 质 如 臭 氧 、 一 氧 化 碳 等 ， 使 气 泡 壁 腐 蚀 造成 局 部 电 导 增 加 而 出 现 局 部 击 穿 ， 并 逐 渐 扩 展 成 完 全 击 穿 。 温 度 越 高 ， 电 压 作 用时 间 越 长 ， 化 学 形 成 的 击 穿 也 越 容 易 发 生 。 以 上 各 种 击 穿 类 型 有 时 是 某 一 种 占 主 要 ， 有 时 是 几 种 原 因 的 叠 加 。 在 击 穿 过程 中 也 可 出 现 不 同 类 型 的 变 化 。 研 究 电 介 质 击 穿 有 重 要 的 科 学 意 义 和 实 用 价 值 。它 涉 及 材 料 的 物 质 结 构 、 杂 质 缺 陷 、 能 带 结 构 、 强 场 下 的 载 流 子 输 运 过 程 、 弛 豫机 制 以 及 电 子 与 声 子 、 电 子 与 电 子 间 的 相 互 作 用 等 。 在 实 用 上 ， 它 关 系 到 高 电 压输 送 与 变 换 、 高 能 粒 子 加 速 器 、 强 激 光 与 物 质 相 互 作 用 以 及 强 场 下 半 导 体 、 电 介质 的 大 容 量 储 能 和 大 功 率 换 能 等 。 研 究 电 介 质 宏 观 介 电 性 质 及 其 微 观 机 制 以 及 电 介 质 的 各 种 特 殊 效 应 的 物 理 学分 支 学 科 。 基 本 内 容 包 括 极 化 机 构 、 标 志 介 电 性 质 的 电 容 率 与 介 质 的 微 观 结 构 以及 与 温 度 和 外 场 频 率 间 的 关 系 、 电 介 质 的 导 热 性 和 导 电 性 、 介 质 损 耗 、 介 质 击 穿机 制 等 。 此 外 ， 还 有 许 多 电 介 质 具 有 的 各 种 特 殊 效 应 。 绝 缘 油 是 一 种 润 滑 油 。 通 常 由 深 度 精 制 的 润 滑 油 基 础 油 加 入 抗 氧 剂 调 制 而成 。 主 要 用 作 电 器 设 备 的 电 介 质 。 电 器 绝 缘 油 的 主 要 性 能 是 低 温 性 能 、 氧 化 安 定性 和 介 质 损 失 。 低 温 性 能 是 指 在 低 温 条 件 下 ， 油 在 电 器 设 备 中 能 自 动 对 流 ， 导 出热 量 和 瞬 间 切 断 电 弧 电 流 所 必 需 的 流 动 性 。 一 般 均 要 求 电 器 绝 缘 油 倾 点 低 和 低 温时 粘 度 较 小 。 在 电 器 设 备 中 ， 油 长 时 间 地 受 到 电 场 作 用 下 的 热 和 氧 的 作 用 而 氧 化 。加 入 抗 氧 剂 和 金 属 钝 化 剂 的 油 品 ， 其 氧 化 安 定 性 较 好 。 介 质 损 失 是 反 映 油 品 在 交流 电 场 下 其 介 质 损 耗 的 程 度 ， 一 般 以 介 质 损 耗 角 （ ） 的 正 切 值 （ tan） 表 示 。一 般 ， 变 压 器 油 在 90 时 测 得 的 介 质 损 失 应 低 于 0.5 。 环 烷 基 油 因 倾 点 低 ，低 温 流 动 性 好 ， 电 气 性 能 好 ， 热 安 定 性 和 导 热 性 好 ， 是 制 造 电 器 用 油 的 良 好 材 料 。低 温 性 能 、 氧 化 安 定 性 和 介 质 损 失 是 电 器 绝 缘 油 的 三 个 主 要 性 能 指 标 。 低 温 性 能 是 指 在 低 温 条 件 下 ， 油 在 电 器 设 备 中 能 自 动 对 流 ， 导 出 热量 和 瞬 间 切 断 电 弧 电 流 所 必 须 的 流 动 性 。 一 般 均 要 求 电 器 绝 缘 油 倾 点 低 和 低 温 时粘 度 较 小 。 国 际 电 工 协 会 对 变 压 器 油 按 倾 点 （ 指 石 油 产 品 在 标 准 管 中 冷 却 至 失 去流 动 性 时 的 温 度 ） 分 为 -30 、 -45 、 -60 三 个 等 级 。 电 容 器 油 和 电 缆 油 的 倾点 一 般 在 -30 -50 范 围 内 。 氧 化 安 定 性 电 器 设 备 中 ， 油 长 时 间 地 受 到 电 场 作 用 下 的 热 和 氧 的 作用 而 氧 化 。 过 去 利 用 环 烷 基 油 在 合 理 精 制 条 件 下 制 得 氧 化 安 定 性 较 优 的 油 品 ， 但试 验 证 明 ： 加 入 抗 氧 剂 和 金 属 钝 化 剂 的 油 品 ， 其 氧 化 安 定 性 更 好 。 介 质 损 失 是 反 映 油 品 在 交 流 电 场 下 ， 其 介 质 损 耗 的 程 度 ， 一 般 以 介质 损 耗 角 ()的 正 切 值 (tg)表 示 。 tg是 很 灵 敏 的 指 标 ,反 映 油 品 的 精 制 程 度 、 清净 程 度 以 及 氧 化 变 质 程 度 ， 油 中 含 有 胶 质 、 多 环 芳 烃 ， 或 混 进 水 分 、 杂 质 、 油 品氧 化 生 成 物 等 均 会 使 tg值 增 大 。 一 般 ， 变 压 器 油 在 90 时 测 得 的 介 质 损 失 应低 于 0.5 。 分 类 这 类 油 品 共 包 括 变 压 器 油 、 油 开 关 油 、 电 容 器 油 和 电 缆 油 。 变 压器 油 是 一 种 低 粘 度 油 ， 用 于 变 压 器 等 设 备 中 ， 起 冷 却 和 绝 缘 作 用 。 油 开 关 油是 用 于 油 浸 开 关 的 一 种 绝 缘 油 ， 过 去 以 变 压 器 油 代 用 。 电 容 器 油 是 用 于 电 容器 （ 主 要 是 电 力 电 容 器 或 静 电 电 容 器 ） 中 起 绝 缘 浸 渍 或 隔 潮 作 用 的 油 品 。 电缆 油 是 用 于 电 缆 中 起 绝 缘 、 浸 渍 和 冷 却 作 用 的 精 制 润 滑 油 ， 或 润 滑 油 与 其 他 增 稠剂 （ 如 软 蜡 、 树 脂 、 聚 合 物 或 沥 青 等 ） 的 混 合 物 。SF6 具 有 优 良 的 绝 缘 性 能 ， 这 是 它 最 早 被 用 于 电 力 设 备 的 原 因 。 例 如 ，0.3MPa 压 力 的 SF6 气 体 的 绝 缘 强 度 就 可 能 达 到 变 压 器 油 的 水 平 ， 而 压 缩 空 气 同样 的 绝 缘 强 度 要 0.60.7MPa。 因 此 ， 早 在 四 十 年 代 SF6 就 开 始 用 于 电 缆 、 高压 静 电 发 生 器 中 ， 后 来 才 用 到 开 关 中 ， 现 在 又 在 变 压 器 和 高 压 互 感 器 中 应 用 。SF6 用 在 全 封 闭 的 组 合 电 器 中 ， 取 代 敞 开 式 分 立 电 器 的 空 气 绝 缘 ， 使 传 统 的 变 电站 设 备 构 造 发 生 了 革 命 性 的 变 化 ， 这 就 是 SF6 绝 缘 性 能 所 显 示 出 的 优 越 性 。SF6 气 体 的 高 绝 缘 强 度 是 由 卤 族 化 合 物 的 负 电 性 ， 即 对 电 子 的 吸 附 能 力 造 成的 。 卤 族 元 素 中 又 以 F 元 素 的 负 电 性 最 强 ， 它 的 化 合 物 SF6 仍 有 强 负 电 性 。 在温 度 不 太 高 的 情 况 下 （ 108K 以 下 ） ， 产 生 SF6+e SF6 的 反 应 ， 生 成 负 离 子 ；使 空 间 的 自 由 电 子 减 少 ， 而 负 离 子 的 活 泼 性 差 ， 抑 制 了 空 间 游 离 过 程 的 发 展 ， 击穿 不 易 形 成 ， 因 此 绝 缘 强 度 大 大 提 高 .SF6 气 体 的 绝 缘 强 度 在 不 均 匀 的 电 场 中 要 降 低 ， 这 一 点 在 设 计 与 使 用 中 应 该引 起 注 意 。 随 着 电 场 不 均 匀 程 度 的 增 大 ， 击 穿 场 强 下 降 ， 作 为 均 匀 电 场 的 间 隙 击穿 电 压 巴 申 定 律 ， 即 击 穿 电 压 （ UK） 与 气 压 间 隙 乘 积 （ pd） 成 正 比 ， 只 能 在很 小 范 围 内 符 合 。试 验 数 据 证 明 ， 在 125mm 间 隙 内 ， 只 有 电 场 强 度 20KV/mm 以 下 才 符 合巴 申 定 律 因 此 ， 不 能 简 单 地 靠 增 大 间 隙 来 提 高 击 穿 电 压 ， 而 应 该 注 意 改 善 结 构 的电 场 均 匀 性 。SF6 气 体 绝 缘 特 性 还 受 杂 质 和 电 极 表 面 状 况 影 响 很 大 。 充 入 电 气 设 备 的 气体 如 混 杂 了 金 属 细 屑 ， 绝 缘 击 穿 电 压 将 显 著 下 降 。 这 种 影 响 在 工 作 气 压 越 高 时 越显 著 ， 金 属 细 屑 的 尺 寸 越 大 绝 缘 强 度 降 低 越 多 。 所 以 在 实 际 加 工 装 配 或 检 修 工 作中 注 意 清 洁 条 件 是 很 重 要 的 。电 极 表 面 如 粗 糙 不 平 ， 局 部 电 场 增 强 ， 对 绝 缘 强 度 下 降 影 响 也 很 大 ， 加 工 光洁 度 高 的 表 面 要 比 粗 糙 表 面 的 绝 缘 强 度 高 。 由 于 表 面 缺 陷 ， 凸 起 的 出 现 呈 随 机 性质 ， 这 种 局 部 电 场 增 强 效 应 也 具 随 机 性