六氟化硫气体

1、六氟化硫气体学习任务：了解SF6气体的物理、化学和电气性质，熟悉SF6气体使用时的注意事项。在电力工业中，SF6气体作为一种气体绝缘介质，具有优异的绝缘和灭弧性能，到目前为止，还没有一种介质或混合介质有如此良好的性能从而完全取代它。SF6气体分子结构如图1-10所示。 图1-10 SF6气体分子结构示意图SF6气体已有百年历史，它是法国两位化学家 Moissan和 Lebeau于 1900年合成的，1947年提供商用。当前，SF6气体主要用于电力工业中。SF6气体用于4种类型的电气设备作为绝缘或灭弧，这四种类型的电气设备分别是SF6断路器及SF6负荷开关设备、SF6绝缘输电管线、SF6变压器及

2、GIS（气体绝缘组合电器）。从用气量讲，80用于高中压开关设备。一、SF6气体的性质1、SF6气体的物理性质常态下，纯净的SF6气体为无色、无味、无毒、不燃的惰性气体。SF6气体的密度大约是空气的五倍。SF6气体如有泄漏必将沉积于低洼处，如电缆沟在浓度过大会出现使人窒息的危险，设计户内通风装置时要考虑到这一情况。另外，SF6气体通过对流能与空气混合，但速度很慢。气体一旦混合后就形成了SF6气体和空气的混合气体，不会再次分离。SF6气体容易液化，液化温度与压力有关，压力升高液化温度也增高，如在常压（0.1MPa）下，液化温度为零下63.8；在1.2MPa压力下，0时液化。为此在SF6断路器中，S

3、F6气体都不采用过高的压力，以使其保持气态。单压式SF6断路器灭弧室气体压力为0.3 MPa 0.6MPa，断路器还装有加热器，根据温度和压力确定投入时间，防止气体液化。而为便于运输和贮存, SF6气体通常加压充入降温至 -80左右的钢瓶中，以液态形式存在。在使用时减压放出，呈气态充入电气设备中。2、SF6气体的化学性质一般来说SF6化学性质非常稳定，在空气中不燃烧，不助燃。在150下不与水、酸、碱、卤素及绝缘材料作用，在500以下不分解， 但温度超过600时，SF6气体将产生部分热分解。尽管SF6气体本身无毒，但其在电弧作用下的分解物如SF4（四氟化硫），S2F2（氟化硫），SOF2（氟化亚

4、硫），SO2F2（二氟化硫酸），SOF4（四氟亚硫酰）和HF（氢氟酸）等，它们都有强烈的腐蚀性和毒性。当工作人员接近SF6电器设备闻到有刺鼻性的气味时，应立即设法防止吸入气体并迅速离开。室内SF6气体开关泄露时，除应戴防毒面具、穿防护服等防护措施外，还应开启风机通风15分钟后方可进入室内。室外接近可能泄露SF6气体的设备时要谨慎，尽量选择从“上风”处接近设备。另外， SF6又是在化学上极其稳定的一种气体，它在大气中的寿命约为3200年。特别是SF6具有很强的吸收红外辐射的能力，也就说， SF6是一种有很强温室效应的气体，如以100年为基线，其潜在的温室效应作用为CO2的2.39万倍。加之目前排

5、放到大气中的SF6气体，正以每年8.7%的速率在增长。应当指出， SF6的温室效应以往并非没有发现，只不过由于现存于地球大气中的SF6气体的浓度非常低，故认为它的影响较小，未给予认真的考虑之故。这里说的往大气中的排放并不是指电器设备运行时的自然泄漏量，这种泄漏量每年还不到1/1000，完全可忽略不计。这里所指的泄漏量主要是指产品在制造、安装、现场调试以及检修时的排放量。3、SF6气体的电气性质SF6气体具有很强的负电性 指SF6气体中的自由电子可以直接被SF6气体吸附成为负离子（SF6+eSF6-），正、负离子很容易复合成中性质点或原子，这种负电性是一般气体所没有的，因此，SF6气体在电弧电流

6、处于接近零值状态时，具有较强的灭弧能力。此外，SF6气体在0.294MPa压力下，SF6气体的绝缘强度与普通变压器油的绝缘强度相当。当交流电流过零时，六氟化硫气体的介质绝缘强度恢复很快，要比空气快100倍，即它的灭弧能力比空气高100倍；二、SF6气体使用时的注意事项1、SF6气体中的水分必须控制在一定限度内，否则将给SF6电器设备的安全运行带来问题。水分造成的危害有两个方面：（1）水分引起的化学反应常温下SF6气体是非常稳定的，温度低于500时一般不会自行分解，但是水分较多时，200以 上就有可能产生水解 2SF66H2O2SO2 12HFO2 HF是氢氟酸，有很强的腐蚀性，又是对生物肌体有

7、强烈腐蚀性的剧毒物。SO2遇水后生成亚硫酸H2SO3也有腐蚀性。水分的危害更主要的是在电弧高温作用下SF6气体分解过程中水分所起的化学反应。化学反应中的分解物也都是随水分含量的增大而增加。为了限制有毒物质的生成量，必须限制SF6气体中的水分含量。（2）水分对绝缘性能的影响 绝缘件表面出现凝露会对绝缘性能带来不利影响。通常气体中混杂的水分以水蒸气形式存在。在温度降低时，可能冷凝为露水附在绝缘件的表面，出现沿面放电事故。SF6电器设备中水分的主要来源及控制的方法有：（1）即使纯净的 SF6新气体中仍含有一定的水分。我国有关标准中规定，新 SF6气体中的水分含量不得大于64×10-6（VV

8、）。SF6电器设备在充填气体前，必须对气体的含水量进行测定，不符合标准的气体不得装入SF6电器设备。（2）SF6电器设备的部件在制造厂装配前一定要干燥处理。绝缘件在加工过程中不得沾水，否则即使采用干燥的方法也不容易把其中的水分全部去尽。对于像GIS这类外壳体积较大的部件，在存放期间应加盖密封，并在其中放入适量的吸附剂。（3）在设备安装完毕抽真空前，应放入新的吸附剂。抽真空时的真空度愈高，零部件中的残留水分抽出愈多，一般在真空度达到133Pa时，还应继续抽真空一小时以上，以便使零部件，特别是有机绝缘材料零部件中的水分有足够时间排出。（4）改进SF6电器设备的密封结构，提高密封面的加工精度与装配质量，选用优质的密封垫圈，这样可以减小外界水蒸气的进入。在SF6电器设备中虽然SF6气体的压力比外界高，但对SF6气体中的水蒸气而言，外界水蒸气的分压力比设备内部高。运行经验证明，漏气量大的SF6电器设备（说明密封不良）其含水量容易超标就是一个证明。对于漏气量大的SF6电器设备如果不采取有效措施，只采用不断补气的方法，最终将导致设备内部的水分严重超标。2、运行中，为保证SF6断路器的安全运行，要求采用专用