六氟化硫气体绝缘
DL／T 1986—2019 六氟化硫混合气体绝缘设备气体检测技术规范
4 检测项目、检测周期和检测方法
混合气体绝缘设备气体检测项目、检测周期和检测方法见表 1。
表 1 混合气体绝缘设备气体的检测项目、检测周期和检测方法
序号
检测项目
检测周期
检测方法
1
DL / T 996 — 2019
1
混气比
1 次/年和必要时
传感器法、气相色谱法
2
湿度
பைடு நூலகம்
冷凝露点法、电阻电容法（DL/T 506）
按照检测仪器的要求连接管路，采用导入式取样，冲洗管路 3 min~5 min 后取样检测。
5.2 实验室分析取样
按照 DL/T 1032 中的相关规定执行。
6 检测
6.1 混气比检测
6.1.1 传感器法
6.1.1.1 方法概要
利用 SF6 和另一种气体的导热系数或红外吸收特性的差异，采用热导或红外传感器检测 混合气体的混气比；同时采用电化学传感器检测气体中的 O2 含量。检测流程见图 1。
说明：
1、2 ——流量调节阀 3、4 ——流量传感器 5 ——热导或红外传感器 6 ——氧气传感器 7、8 ——氧气传感器保护阀 9 ——旁路调节阀 10 ——尾气收集装置
图 1 检测流程示意图
6.1.1.2 仪器要求
传感器法混气比检测仪，应具备下列条件： a） 检测组分： SF6、O2； b） 传感器类型：SF6 检测宜采用热导或红外传感器，O2 检测宜采用电化学传感器；
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
SF6 混合气体 SF6 gas mixture SF6 气体与另一种气体按一定比例混合的绝缘气体。
3.2
SF6 混合气体绝缘设备 SF6 gas mixture insulated equipment 使用 SF6 混合气体作为绝缘介质的电气设备。
SF6气体
当SF6气体中含有水分时会对电气设备造成 以下危害： （1）在水分存在下，SF6分解产物发生水解反 应，阻碍了SF6分解产物的复合，降低了SF6的介质 恢复强度，从而降低设备的绝缘特性； （2）加剧了低氟化物水解和金属氟化物的分 解。生成的氟化亚硫酸剧毒，对人体有很大的危害， HF还会腐蚀电极和绝缘材料； （3）在设备内结露。由于气体中的水分以水 蒸气的形式存在，当温度降低时，可能在设备内部 结露，附着在设备表面如电极、绝缘子表面等，容 易产生沿面放电（闪络）而引起事故。
SF6电器设备现场水分检测时注意事项： 选合适的管材:测量管路材质应采用不锈钢、厚壁 聚四氟乙烯管，不得使用乳胶管和橡胶管。 管路尽量短、接头少、密封严格； 正确使用各类仪器； 认真准确记录； 尽量在20℃，101325Pa下测定，环境湿度不可 太大； 使用的仪器必须在检定期内。
SF6电器设备现场水分检测测试误差产生 的原因及控制方法
温度的影响
由于露点仪是通过冷却镜面使水蒸气凝露来测量气体湿度的，环境温度 的高低必然影响到制冷的效果。对于大多数测量下限为－60℃的露点仪，如 DP9、DP19，在炎热的夏季环境温度很高时测量湿度较低的气体，有可能出 现仪器的制冷量达不到要求的情况，即镜面温度已无法再下降，但却始终没 有结露。这种情况下，根据理论分析和DP系列说明书的推荐，可采用提高测 量室内的气体压力，从而升高露点，最后再进行换算的方法。但实践证明， 该法并不总是可行，大多数情况下仪器示值反复振荡，不能得到稳定值。其 原因可能是因为升高压力后，SF6气体液化温度随之上升，测量过程中SF6气 体在镜面上液化从而干扰测定。 在露点仪受高温影响无法正常工作的情况下，目前最好的办法是避开高温天 气，如趁早晚较凉爽时进行测试，或换用其它类型的测试仪器。
六氟化硫气体的绝缘及在设备绝缘中的应用
六氟化硫气体的绝缘及在设备绝缘中的应用1. 引言在电力设备中，绝缘是至关重要的。
良好的绝缘性能可以确保电力设备的正常运行，并保护人员和设备免受电击和故障的影响。
六氟化硫（SF6）是一种广泛应用于电力设备绝缘中的气体，其优异的绝缘性能使其成为重要的绝缘介质。
本文将介绍六氟化硫气体的绝缘性能以及其在设备绝缘中的应用。
2. 六氟化硫气体的绝缘性能六氟化硫气体具有以下出色的绝缘性能：2.1 高介电强度六氟化硫气体具有很高的介电强度，能够有效承受高电压的作用而不发生击穿现象。
这使得它成为绝缘系统中理想的介质。
2.2 高电弧灭弧速度六氟化硫气体对电弧具有很高的灭弧速度，能够迅速灭除由电设备中产生的电弧，防止电弧扩散和设备故障。
2.3 高热稳定性六氟化硫气体在高温下具有良好的稳定性，不易分解或燃烧，能够承受高温条件下的应力。
2.4 低化学活性六氟化硫气体在常温下具有较低的化学反应性，不易与其他物质发生反应，能够确保绝缘系统的稳定性和可靠性。
3. 六氟化硫气体在设备绝缘中的应用由于六氟化硫气体独特的绝缘性能，它被广泛用于各种电力设备的绝缘中。
3.1 高压开关设备六氟化硫气体常用于高压开关设备的绝缘介质。
它可以有效地承受高压电流，并能够迅速灭弧，防止电弧扩散和设备损坏。
3.2 变电站设备在变电站中，六氟化硫气体常用于绝缘开关设备和电流互感器的绝缘介质。
它能够提供可靠的绝缘性能，并确保变电站的正常运行。
3.3 输电线路设备在高压输电线路设备中，六氟化硫气体被用作绝缘介质，用于保护电线和电缆的绝缘系统。
3.4 各种电力设备除了以上应用，六氟化硫气体还被广泛用于其他各种电力设备的绝缘中，如发电机、变压器等。
它具有良好的绝缘性能和热稳定性，能够确保电力设备的长期稳定运行。
4. 六氟化硫气体的安全性和环保性六氟化硫气体在使用过程中需要注意其安全性和环保性。
4.1 安全性六氟化硫气体是一种高压气体，具有一定的危险性。
在使用和存储过程中，必须遵循相关的安全操作规程，确保人员和设备的安全。
六氟化硫气体
六氟化硫气体概述六氟化硫（SF6）是一种无色、无味、无毒的气体，具有很高的电气绝缘性能和热稳定性。
它广泛应用于高压电气设备、电力传输和配电系统中，用于消弧和绝缘的作用。
六氟化硫还具有较高的密度和化学稳定性，使其成为一种理想的绝缘气体。
本文将介绍六氟化硫气体的成分、物理性质、应用领域，并对其环境问题进行探讨。
成分六氟化硫气体的化学式为SF6，由硫原子和六个氟原子组成。
其分子结构稳定，化学活性较低。
由于氟原子的电负性较高，六氟化硫具有很高的电气绝缘性能。
物理性质以下是六氟化硫气体的主要物理性质：•密度：6.16 g/L•沸点：-63.8 ℃•熔点：-50.8 ℃•分子量：146.06 g/mol•熔化热：14.7 kJ/mol•气化热：49.6 kJ/mol•蒸气压：160 kPa（20 ℃）由于六氟化硫气体的密度较大，它具有比空气更强的压力和抑制氧气进入电力设备中的能力。
应用领域六氟化硫气体在电力行业有广泛的应用。
以下是它的主要应用领域：高压电气设备六氟化硫气体广泛应用于高压开关设备、断路器和绝缘子中。
它具有很高的绝缘能力，可有效防止电弧产生和电气设备的短路。
六氟化硫气体还可以减小设备的尺寸和重量，提高设备的可靠性和安全性。
电力传输和配电系统为了确保电力传输和配电系统的稳定性和安全性，六氟化硫气体被用作电弧消弧剂和绝缘介质。
在高压输电线路中，六氟化硫气体可有效消除电器设备之间的电弧，并减少电力系统的故障。
金属熔炼六氟化硫气体在金属冶炼过程中起到重要的作用。
它可用作铝、镁和钙等金属的熔炼剂，并能帮助产生纯净的金属产品。
环境问题尽管六氟化硫气体具有优异的电绝缘性能和化学稳定性，但它也存在一些环境问题需要关注。
首先，六氟化硫是一种强效的温室气体，具有很高的全球变暖潜势。
它的大气停留时间长达3000年，能够在大气中积聚并引发全球气候变化。
其次，六氟化硫气体可对大气臭氧层产生破坏。
它的分解产物中的氟化物离子可损害臭氧层，进而对地球的紫外线屏障产生不利影响。
六氟化硫气体的电气绝缘性能和灭弧性能
六氟化硫气体的电气绝缘性能和灭弧性能六氟化硫气体在常温、常压下是一种无色、无嗅、无毒和不可燃的气体，其化学性能非常稳定，在20℃和101325Pa时的密度为6.08g/L，约为空气密度的5倍，六氟化硫气体的临界温度为45.6℃，经压缩而液化，通常以液态装入钢瓶运输。
六氟化硫气体的电气绝缘性能和灭弧性能非常强。
六氟化硫的分子量是空气的５倍，因此六氟化硫离子在电场中的运行速度比空气中的氮、氧等离子小得多，更容易发生复合性，氟离子使气体带电质点减少，大大提高气体的绝缘水平，约为空气的3倍。
氟元素是所有元素中对电子亲和合力最强的，所以六氟化硫具有很强的电负性，对电子吸引能力极大，极易形成负离子，所以六氟化硫气体的灭弧性能是空气的100倍。
因此，六氟化硫气体在电气设备中应用非常广泛，是目前所发现的绝缘灭弧性能最好的物质。
纯净的六氟化硫是一种惰性气体，设备中的放电会造成六氟化硫气体分解，其分解产物与结构材料是不相容的。
六氟化硫气体在电弧作用下产生气体的分解，绝大部分分解物为硫和氟的单原子，电弧熄灭后，大部分又可还原，仅有极少部分在重新结合的过程中与游离的金属原子及水发生化学反应，产生金属氟化物以及HF有毒性和腐蚀性物质。
通过对六氟化硫压力和温度关系曲线分析可知，在液化曲线右侧，温度变化时气体的密度保持不变，仅呈现压力的变化，即绝缘强度及灭弧性能不变，但当气体的温度下降到液化气温而继续下降时，气体将液化，其压力、密度下降得很快。
此时气体的灭弧绝缘性能都要迅速下降，因此，六氟化硫设备不允许工作温度低于液化温度。
另外，六氟化硫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，六氟化硫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。
加之目前排放到大气中的六氟化硫气体，正以8.7%的速率在增长。
应当指出，六氟化硫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六氟化硫气体的浓度非常低，故认为它的影响较小，未给予认真的考虑之故。
第八章 六氟化硫绝缘气体
第八章六氟化硫绝缘气体电气设备传统的绝缘介质和灭弧介质是绝缘油。
电力变压器几乎全是采用绝缘油的，这是因为绝缘油具有比空气强度高的多的绝缘特性，其比热比空气大一倍，且液态受热后具有对流特性，故使它在变压器内既作绝缘介质又作冷却介质。
油断路器开断电流时，绝缘油被电弧能量所分解，形成以氢气为主体的高温气体，积贮压力，达到一定值后形成气吹，由于氢的导热率极高，使弧道冷却去游离，导致电弧在电流过零时熄灭，同时使断口间获得良好的绝缘恢复特性，保证了大电流的顺利开断，因此油在断路器内既是良好的绝缘介质，又是优异的灭弧介质。
但绝缘油的最大缺点是可燃性，而电气设备一旦发生损坏短路，都有可能出现电弧，电弧高温可使绝缘油燃烧而形成大火。
电力系统因此而形成的火灾事故是有不少教训的。
六氟化硫气体具有不可燃的持性，并具有良好的绝缘性能和灭弧性能，60年代时首先被用于断路器中，接着扩大应用于变压器、电缆……等各种电气设备。
SF6气体绝缘的电气设备与充油电气设备相比，它具有以下主要特点：(1)不易着火、安全性高。
常温、常压下的SF6为不燃气体，万一设备本身出现故障或周围发生火灾时，SF6不会燃烧，可防止火势的蔓延。
封闭组合电器的带电部分全部密封在接地的金属壳内，无触电的危险，面且不存在因飞来物等外因引起的有关事故，能确保安全运行。
(2)使用寿命和检修周期长。
SF6电气设备为完全密封结构，外部的空气、水分和其它杂质等不易侵入，一般不会出现内部受潮和气、尘污染等现象，其内各部件又为不活泼的SF6所包围，从而减缓了电气材料的老化。
SF6本身不易变质，沉积物和其它污染杂质也较少，与充油设备相比，相对延长了设备的使用寿命和检修周期。
(3)占地面积小，安装、操作简便。
全封闭的SF6组合电器设备，其结构十分紧凑，体积小，使用、安装的占地面积也小。
据统计，一个采用全封闭组合电器的变电所的占地面积仅为敞开式变电所的20％。
SF6断路器和变压器的安装、操作比较简单，其总重量比充油设备轻得多，运行时的噪声也较小。
六氟化硫气体规定模版
六氟化硫气体规定模版六氟化硫（SF6）是一种无色、无味、无毒的气体，具有优异的绝缘性能和热稳定性，被广泛应用于电力设备、变压器和电力系统中。
然而，由于SF6是一种强温室气体，对全球气候变化造成重大影响，因此在使用和处理SF6时需要严格遵守相关的规定和法规。
一、SF6的性质和环境影响1. SF6的性质SF6是一种非常稳定的化学物质，具有高电子亲和能力和极强的绝缘性能。
它不易被化学反应破坏，在大气中具有长久的存在时间，使其成为一种理想的绝缘介质材料。
2. SF6的环境影响SF6属于强温室气体，其全球变暖潜势是二氧化碳的23900倍，对全球气候变化具有巨大的贡献。
此外，SF6还具有高毒性，在高浓度下对人体和动物产生危险，对环境造成污染。
二、SF6的使用和处理规定1. 使用规定(1) 优先考虑替代技术：在电力设备和系统设计中，应优先考虑使用替代SF6的技术和材料，以减少SF6的使用量和排放。
(2) 确保设备的密封性：电力设备和系统中使用SF6的设备必须具备良好的气密性，防止SF6泄漏。
(3) 安全操作和维护：使用和维护SF6设备时，必须遵循相关的操作和维护规定，确保设备的安全和可靠运行。
(4) 监测和管理：对SF6设备进行定期的泄漏监测和管理，及时发现和修复泄漏问题，避免不必要的SF6排放。
2. 处理规定(1) 回收和再利用：对于回收的SF6气体，应进行最大限度的再利用，减少对新SF6的需求和生产。
(2) 安全处置：废弃或不再使用的SF6气体必须经过专门的处理和处置，以避免对环境和健康造成危害。
(3) 泄漏控制：及时修复SF6设备的泄漏问题，减少SF6的损失和排放。
(4) 定期检测和监测：对SF6设备和系统进行定期的气体检测和监测，及时发现和解决潜在的泄漏问题。
三、国际、国内相关规定1. 国际规定(1) 京都议定书：根据京都议定书的要求，各成员国应采取措施减少温室气体的排放，包括SF6的排放。
(2) 巴黎协定：根据巴黎协定的目标，各成员国应采取更为有力的措施，限制全球变暖幅度，减少温室气体的排放，有效控制SF6的使用和排放。
六氟化硫气体的绝缘特性以及在设备绝缘中的应用
六氟化硫气体的绝缘特性以及在设备绝缘中的应用简介六氟化硫（SF6）是一种无色、无臭、无味的气体，在电工领域中具有优良的绝缘特性。
由于其较高的绝缘能力和化学稳定性，SF6广泛应用于各种高压电力设备的绝缘中。
六氟化硫气体的绝缘特性SF6气体的绝缘特性主要表现在以下几个方面：高绝缘强度SF6气体具有很高的击穿电场强度，能够承受较高的电压而不发生电晕放电或击穿，因此可以作为优良的绝缘介质使用。
其绝缘强度远高于空气和其他常见的绝缘介质。
低介质损耗相比于其他绝缘气体，SF6气体的介质损耗非常低。
这意味着在高电压设备中使用SF6作为绝缘介质，能够减少能量损耗，并提高设备的效率。
良好的热稳定性在高温和低温条件下，SF6气体的绝缘性能保持稳定。
这使得SF6气体在各种环境中都能可靠地发挥绝缘作用，无论是在极寒的北极地区，还是在高温的炎热气候中。
抗化学腐蚀能力强由于SF6是一种惰性气体，在大多数常见的化学物质中都不会发生化学反应，因此它具有较强的抗化学腐蚀能力。
这使得SF6气体可以在各种恶劣的环境条件下使用，例如在潮湿、腐蚀性气体存在的地方。
SF6在设备绝缘中的应用由于六氟化硫气体的优良绝缘特性，它在很多高压电力设备的绝缘中得到了广泛的应用。
以下是一些常见的SF6在设备绝缘中的应用：SF6绝缘开关设备SF6绝缘开关设备被广泛应用于电力系统中的配电设备和变电站。
SF6绝缘开关设备由于其绝缘特性好、耐电弧性能优异等特点，能够有效地隔离和控制电力系统的电路，保证系统的安全运行。
SF6绝缘断路器SF6绝缘断路器是一种重要的高压开关设备，通常用于电力系统中的高压线路和变电站中。
SF6绝缘断路器具有良好的弧光灭弧特性，能够可靠地切断和负荷电流，以保护电力设备和人员的安全。
SF6绝缘电缆SF6气体也可以作为电缆绝缘介质的填充物使用。
SF6绝缘电缆具有较高的绝缘强度和较低的介质损耗，能够在高压条件下传输电能，并保证电能传输的可靠性和安全性。
SF6的危害
SF6的危害
六氟化硫（SF6）是良好的气体绝缘体，被广泛用于电子、电气设备的气体绝缘；其典型的应用是在供电部门的输变电所、电厂等的高压开关柜内用作气体绝缘。
但人在吸入80%六氟化硫+20%的氧气的混合气体几分钟后，人体会出现四肢麻木，甚至窒息死亡。
六氟化硫气体充入高压开关柜内有一定的压力，因此，气体泄漏的概率较高，而空气中的氧气含量充足，这样使得六氟化硫泄漏后与氧气结合产生毒性的条件充分。
一旦六氟化硫气体遇到高热、高温（如：电弧），会产生出副产物—氧化硫和氟化氢气体，它们与未分解的六氟化硫气体共存。
此时就有三种毒气存在。
氧化硫是一种硫酸酐，易被人体湿润的粘膜表面吸收生成硫酸和亚硫酸，对眼和呼吸道粘膜有强烈的刺激作用。
具体表现为流泪、咳嗽、喉灼痛、眼结膜及呼吸道刺痛等症状。
遇到人体的汗液，会使人的皮肤红肿。
氟化氢，易溶于水，同样易被人体湿润的粘膜表面吸收而生成氢氟酸，它对人体的危害同氧化硫一样——是眼和呼吸道，但危害更大。
氢氟酸常被用于刻蚀玻璃，可见它的腐蚀性极大。
若遇到人的汗液，在人的皮肤表面形成氢氟酸，它能穿透皮肤表面向深层渗透，形成溃疡和坏死，且不宜治愈。
若骨骼损害引起氟骨病，将无法复原。
氟化氢的毒性比之氧化硫和六氟化硫有过之而无不及。
六氟化硫气体参数
六氟化硫气体参数六氟化硫（SF6）是一种人造的惰性气体，具有优异的电气绝缘性能和灭弧性能。
由于这些特性，六氟化硫在电力工业中广泛用作高压开关的绝缘气体和灭弧剂。
以下是关于六氟化硫气体的一些关键参数：1.分子结构：六氟化硫是一种单分子气体，分子式为SF6。
在标准温度和压力下，它是一种无色、无味、无毒的气体。
2.物理性质：六氟化硫的分子量为146.0575，沸点为-50.5℃，熔点为-63℃。
在标准温度和压力下，它的密度约为空气的5倍。
3.化学性质：六氟化硫是一种非常稳定的化合物，具有高化学惰性。
它不与金属、非金属材料和其他气体发生化学反应。
4.电气性能：六氟化硫具有良好的绝缘性能和灭弧性能。
它的绝缘强度高，介电常数低，介质损失小。
在高压开关中，六氟化硫用作绝缘气体和灭弧剂，能有效隔离电路元件，防止电弧的产生和扩散。
5.用途：六氟化硫在电力工业中广泛应用于高压开关设备，如断路器、GIS（气体绝缘开关）和变压器等。
此外，六氟化硫还用于高压电缆、互感器、避雷器等电气设备的绝缘。
6.安全性：虽然六氟化硫本身无毒，但在高浓度下可能引起窒息危险。
长时间接触高浓度的六氟化硫气体可能会对健康产生不良影响。
因此，在使用和操作含有六氟化硫的设备时，应遵守相关的安全指南和规定。
7.环境影响：六氟化硫在大气中的寿命约为3200年左右，是全球暖化潜势较高的温室气体之一。
因此，对于使用六氟化硫作为绝缘气体的电力行业来说，减少六氟化硫泄漏和排放是重要的环保关注点。
总之，六氟化硫作为一种重要的电气绝缘气体和灭弧剂，在电力工业中发挥着不可或缺的作用。
了解六氟化硫气体的参数对于正确使用和维护相关设备至关重要。
同时，为了保护环境和人类健康，应采取适当的措施来减少六氟化硫的使用和排放。
六氟化硫的绝缘距离
六氟化硫的绝缘距离
六氟化硫是一种性能优良的绝缘介质，通常被应用于高压设备中，如高压开关的灭弧室。
由于六氟化硫良好的热稳定性和化学稳定性，它在高压设备中表现出了优异的绝缘性能。
具体来说，六氟化硫的绝缘距离主要取决于设备内部六氟化硫气体的压力。
一般来说，在一定压力下，六氟化硫气体的绝缘距离是一定的。
随着压力的增加，六氟化硫气体的击穿距离逐渐减低。
在C-GIS柜（例如ABB公司的SAFe 柜）中，额定充气压力为0.145MPA时，对地及相间距离大于40mm即可。
不过，实际应用中六氟化硫的绝缘距离还受到其他因素的影响，如设备内部导体形状、母线的干燥程度等。
因此，在具体应用中，需要根据实际情况和设备参数进行综合考虑。
需要注意的是，使用六氟化硫作为绝缘介质需要严格控制其纯度和水分含量等参数，以保证其绝缘性能和设备的安全稳定运行。
SF6气体电气特性
SF6气体电气特性(1)SF6分子很容易吸附自由电子，形成负离子，具有较强的电负性。
但在一定电场下，这些离子很难积累足够的能量导致气体电离。
同时因为气体中的自由电子减少，还降低了这些电子容易使气体被击穿的危害。
因此，SF6气体具有良好的绝缘性能，在均匀电场中SF6的绝缘强度比空气大2—3倍，在0.3Mpa压力下，绝缘强度超过变压器油。
但在不均匀电场中，其绝缘强度会下降，因此六氟化硫断路器的部件多呈同心圆状，以使电场均匀。
(2) SF6分子具有较强的电负性，使SF6具有强大的灭弧能力。
因为SF6分子吸附自由电子后变为负离子，负离子容易和正离子复合形成中性分子，使电弧空间的导电性能很快消失。
特别在电弧电流接近零值时，这种作用更加显著。
如果例用SF6气体吹弧，使大量新鲜的SF6分子不断和电弧接触则灭弧更加迅速。
由于SF6气体灭弧能力强，从导电电弧向绝缘体变化速度特别快，所以SF6断路器的开断电流大，开断时间短。
在同一电压等级，同一开断电流和其它条件相同的条件下，SF6断路器的串联断口较少。
（3）SF6气体是多原子的分子气体，在电弧高温下分解和电离的情况非常复杂。
SF6气体中弧心部分导热率低，温度高，电导率大，其外焰部分导热率高，温度低，电导率小，所以电弧电流几乎集中在弧心部分。
因此，在SF6气体中，可以看到很细、很亮的电弧，几乎看不到外焰部位。
这也是SF6气体灭弧时间短的原因之一。
当电弧电流减小趋近于零值时，SF6分子此时电负性显著，从而使电流保持连续，可使细小的弧心一直存在到极小的电流范围。
SF6电弧的这种特点，使断路器开断小电流时，也不会由于截流作用而产生操作过电压。
高压电课件第5章-六氟化硫气体绝缘
第六节 含六氟化硫的混合气体
SF6是强温室效应气体：
SF6 气体不会破坏大气臭氧层，然而它是1997年京都议定书指 定的六种温室气体(CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs, SF6)之一。SF6 气体对温室效应的实际影响很小，目前只占0.07%左右。将SF6 气体列为温室效应气体，主要是SF6 气体对温室效应有着相当 大的潜在危险。
体积小、可靠性高
•适用于征地困难的地区 •维护工作量小 •寿命长，全寿命造价低
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URBAN
Conventional Sweden: 某132/10kV 变电站，两路130kV母线，两台
30MVA变压器，20台10kV开关柜 5/54
6/54
SF6的物理化学特性 SF6由卤族元素中最活泼的元素氟(F)原子与硫(S)原子结合而成， 其分子结构是六个F原子处于顶 点位置而S原子处于中心位置的 正八面体，S和F以共价键联结，键距1.58×10-10m。
9/54
一. SF6的理化特性
1. 液化问题
在－40 ℃ <T<80 ℃， P<0.8MPa 范围内气态占优势 ,一般使 用范围内不存在液化问题，在高寒地区，需考虑采取措施， 如加热、采用SF6-N2混合气体。
2. 毒性分解物
纯净SF6是无色，无味，无毒，不燃的惰性气体， 由于电子碰撞、热以及光辐射导致SF6气体分解出有毒分解
f: 电场不均匀系数
34/54
第三节 极不均匀电场中六氟化硫的击穿
3.1 极不均匀电场
在极不均匀电场中，间隙击穿前先出现电 晕，稍不均匀场和均匀场中，电晕即意味 击穿。
气压越高，分界点（极不均匀电场和稍不 均匀电场的分界点）越处于球半径小的区 域（不均匀系数大的区域，也即利用系数 小的区域）。
六氟化硫气体绝缘
(α − η ) = K
实验研究证明：对于SF6气体，常数K=10.5，相应的击 穿电压为：
U b = 88.5 pd + 0.38
(kV)
式中：p-气压，Mpa，d-极间距离，mm
在工程应用中，通常pd<1MPa• mm，所以上式可近似地写 成：
U b ≈ 88.5 pd
(kV)
式(2—16)和式(2—17)均表明，在均匀电场中SF6气体的击 穿也遵循巴申定律。它在0.1MPa(1atm)下的击穿场 强 Eb = U b ≈ 88.5kV / cm ，几乎是空气的3倍。
电场的不均匀程度对SF6电气强度的影响远比对空气的大。
与均匀电场中的击穿电压相比，SF6在极不均匀电场中 击穿电压下降的程度比空气要大得多。SF6 优异的绝缘性能 只有在电场比较均匀的场合才能得到充分的发挥。
在设计以 SF6 气体作为绝缘的各种电气设备时，应尽可 能使气隙中的电场均匀化，采用屏蔽等措施以消除一切尖角 处的极不均匀电场，使 SF6 优异的绝缘性能得到充分的利 用。
d
在气体绝缘电气设备中最常见的是稍不均匀电场气隙，例如同 轴圆筒间的气隙。
在稍不均匀电场中，极性对于气隙击穿电压的影响 与极不均匀电场中的情况是相反的，此时负极性 下的击穿电压反而比正极性时低10％左右。冲击 系数很小，雷电冲击时约为1.25，操作冲击时更小， 只有1.05～1.1。
(二) 极不均匀电场中SF6的击穿
(二）毒性分解物
纯净的SF6气体是无毒惰性气体，180摄氏度以下时它与 电气设备中材料的相容性与氮气相似。但SF6的分解物有毒， 并对材料有腐蚀作用，因此必须采取措施以保证人身和设备 的安全。 使SF6气体分解的原因： 电子碰撞、热和光辐射. 在电气设备中引起分解的原因主要是前两种，它们均因 放电而出现。大功率电弧（断路器触头间的电弧或GIS等设 备内部的故障电弧）的高温会引起SF6气体的迅速分解，而火 花放电、电晕或局部放电也会引起SF6气体的分解。 针对SF6气体毒性分解物的措施： 通常采用吸附剂.吸附剂主要有两方面作用：
六氟化硫气体指标范围
六氟化硫气体指标范围六氟化硫（SF6）是一种无色、无味、无毒的气体，具有很高的电绝缘性能和强大的灭火能力。
作为一种重要的工业气体，六氟化硫广泛应用于电力设备、电力配电系统、变压器、电容器、电力电子设备等领域。
然而，虽然六氟化硫具有许多优点，但其使用也存在一定的风险和指标范围。
六氟化硫的主要特点之一是其极高的电绝缘性能。
它在电场下具有很高的绝缘强度，使得其可以广泛应用于高压电力设备中，如电力变压器和开关设备。
六氟化硫的电绝缘性能可以有效地防止电弧和火灾的发生，确保电力系统的安全运行。
然而，尽管六氟化硫的电绝缘性能很好，但其对环境的影响却引起了人们的关注。
六氟化硫是一种温室气体，对地球的臭氧层有一定的破坏作用。
据统计，六氟化硫的温室效应是二氧化碳（CO2）的23000倍，这意味着它具有极高的温室潜能。
因此，为了控制六氟化硫的排放和减少其对环境的影响，国际社会已经采取了一系列的措施和指标范围。
根据国际标准，六氟化硫的指标范围主要包括两个方面：排放限值和回收利用率。
首先，针对六氟化硫的排放，国际社会制定了一系列的排放限值，旨在限制六氟化硫的排放量和减少其对环境的影响。
例如，欧洲联盟规定了六氟化硫的排放限值为1%。
这意味着在电力设备和工业生产过程中，六氟化硫的排放浓度不能超过1%。
此外，一些国家还制定了更为严格的排放标准，要求将六氟化硫的排放控制在更低的水平。
为了提高六氟化硫的回收利用率，国际社会也制定了相应的指标范围。
回收利用率是指将使用过的六氟化硫进行回收和再利用的程度。
高回收利用率可以减少新的六氟化硫的生产和排放，从而减少对环境的影响。
根据国际标准，六氟化硫的回收利用率应达到95%以上。
这意味着在使用过程中，至少应有95%的六氟化硫得到回收和再利用，而不是被排放到大气中。
为了实现六氟化硫的排放限值和回收利用率，国际社会采取了一系列的措施和技术。
首先，对于电力设备和工业生产过程中的六氟化硫排放，可以采用密封和泄漏检测技术来控制和减少排放。
六氟化硫气体的绝缘特性以及在设备绝缘中的应用
SF6气体绝缘的应用及其理化特点
分子量较大，（复 合性强）较高压力 下易液化，SF6绝缘 通常使用范围（-40 ℃≤温度≤80℃， 压力<0.8MPa）内， 温度低于-18℃时， 需考虑SF6气体的液 化问题。
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SF6气体绝缘的应用及其理化特点
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均匀电场中六氟化硫的击穿
• SF6电气强度高的原因 (1)氟是卤族元素中电负性最强，因此SF6
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SF6气体绝缘的应用及其理化特点
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SF6气体绝缘的应用及其理化特点
• SF6—固体介质分界面绝缘 要注意固体介质对电场的影响，以及
固体介质表面状况对沿面放电过程的影 响。
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SF6气体绝缘的应用及其理化特点
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SF6气体绝缘的应用及其理化特点
• 出线绝缘 这是指SF6电力设备高压引出线的绝
缘。高压导体与接地外壳之间采用SF6为 主要绝缘，并用瓷套将SF6与其它介质(如 空气、油)隔离。
(2)由于元件组合,缩短了设备间接线 距离,节省了各设备的布置尺寸。相对于 传统的AIS,大大缩小了高压设备纵向布置 尺寸,减少占地面积达40~60％
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SF6气体绝缘的应用及其理化特点
(3)由于采用在制造厂预制式整体组装 调试、模块化整体运输和现场施工安装 的方式,现场施工安装更为简单、方便。 同时减少了变电站支架、钢材需用量。 又由于基础小,工程量少,混凝土用量少,大 大减少了基础工作和费用开支
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均匀电场中六氟化硫的击穿 电极表面状态的影响
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均匀电场中六氟化硫的击穿 击穿条件
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均匀电场中六氟化硫的击穿 当SF6气体的压力较低时，( 值较大。这 时电子崩将延伸至整个间隙(Xc＝d-h)，且 间隙内各处场强与气压之比应较高，积分 式的值达到 而发生击穿。因此p较低时， Eb /P大于（E/P）crit
22什么是六氟化硫(SF6)气体,在电力系统中有什么作用？
什么是六氟化硫（SF6）气体，在电力系统中有什么作用？
什么是六氟化硫（SF6）气体，在电力系统中有什么作用？
六氟化硫（SF6）气体是一种高效的绝缘介质，具有优异的绝缘性能和热稳定性，广泛应用于电力系统中。
它的主要作用是在高压电力设备中提供优异的绝缘效果，防止电气设备内部的放电现象，从而保证电力系统的稳定运行。
在电力系统中，六氟化硫气体主要应用于高压开关设备，例如高压断路器、隔离开关和组合电器等。
使用六氟化硫气体可以提高设备的绝缘能力，减少放电现象，从而提高设备的可靠性和安全性。
六氟化硫气体的具体作用如下：
首先，六氟化硫气体可以防止设备内部发生放电现象。
在高压电力设备中，电压非常高，容易产生电晕效应和放电现象，导致设备的绝缘损坏。
六氟化硫气体具有很好的绝缘性能，在设备内部形成稳定的绝缘层，可以有效地防止放电现象的发生。
其次，六氟化硫气体可以提高设备的耐压能力。
在高压电力设备中，六氟化硫气体可以提高设备的耐压能力，从而保证设备的安全运行。
此外，六氟化硫气体还具有良好的热稳定性能和化学稳定性能，不易分解、不易燃烧，具有很好的环保性能。
在实际应用中，使用六氟化硫气体需要注意其在长期使用过程中可能会有气体泄漏的问题，因此需要定期检查、维护和更换六氟化硫气体，以确保电力设备的正常运行和安全性。
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
2.5 电极表面状态的影响
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
2.5 电极表面状态的影响
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
六、导电微粒的影响 SF6气体对灰尘和导电微粒十分敏感,而 少量气体杂质或灰尘不会有明显影响
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
二、SF6的电子电离系数和附着系数
电子崩发展过程中,电子数目计算:
电子电离系数
nexpx([)dx ] 电子附着系数 0
有效电离系数 18
第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
二、SF6的电子电离系数和附着系数
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
九、稍不均匀电场中SF6的击穿
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
九、稍不均匀电场中SF6的击穿
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
九、稍不均匀电场中SF6的击穿
pd=3.5X10-5MPacm时得到.
当压力不大时,相同 pd有相同的Ub
压力较大时,出现偏离.
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
四、SF6气体的巴申曲线
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6 的击穿
五、电极表面状态的影响
现象:实际击穿Eb/p小于 (E/p)crit ,而 且巴申曲线有分支 解释:电极表面有突出物
当电子崩由突出物处开始发展, 达到一定长度而使崩头电子数达 到临界值ncrit时,间隙击穿
电极表面有突出物的原因是：表 面粗糙或有导电微粒附着。
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6 的击穿
五、电极表面状态的影响
hxc h
(x)d
xl
nncrit
K
hxc h
E(x)
p
(Ep)critd
x
K/
p
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
六、导电微粒的影响
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
八、面积效应
电极面积越大时，电极表面严重突出物和一些 影响击穿电压的偶然因素出现的概率也越大， 因而击穿电压下降。
物质
6) 高压下会液化
7) 能与水发生反应产 生腐蚀物质
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第一节 引言
SF6 的物理化学性质
1）SF6会聚集在地面—防窒息—工作面要通风 2） 杂质有毒—严格控制纯度 3）在设备内部吸附剂 4) 工作人员接触有毒气体时要带放毒面具和
防护手套
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
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第三节 极不均匀电场中SF6的击穿
二、极不均匀电场中SF6的击穿
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第三节 极不均匀场中SF6的击穿
3.2 极不均匀电场中的击穿
与均匀电场中的击穿电压相比， SF6气体在极不均匀电场中击 穿电压下降的程度比空气大。
SF6的击穿电压比空气的提高 不多，甚至接近： 1）随着电场强度的增加， SF6中电子崩内电子数的增长 比空气中快=》起始电压高出 不多 2）棒极周围的空间电荷较集 中，未形成有效的均匀电荷层 即自屏蔽效应
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
2.8 稍不均匀电场中 SF6的击穿
电子崩转变为流注的条件即为 击穿条件 电场的不均匀程度对击穿电压 影响很大，特别是最大电场— ——实际中尽量减小最大电场， 例对同轴圆柱结构取R=3r。 击穿电压有饱和现象和极性效 应
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
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GIS变电站
优点： 1）体积小 2）灭弧能力强 3）不受外界影响
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第一节 引言
一、绝缘结构类型
1）SF6气隙绝缘 2） SF6与绝缘子沿面绝缘 3）出线绝缘（套管） 4） SF6-薄膜组合绝缘
8
第一节 引言
绝缘结构
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1）无色无味 2） 较高的介电强度 3）优良的灭弧能力 4) 不可燃 5) 放电时会产生有毒
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1）均匀电场中介电强 度约为相同气压下 空气的2.5~3倍
2) 0.3MPa时约和变压 器油的相当
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
一、SF6的介电强度
原因: 1) 极强的电负性,容易吸附电子形成负离子,阻碍放
电的形成和发展 2)分子直径大,使电子平均自由行程缩短,不易积累
能量,而SF6的电离电位较大,因而减小了电离的 可能性 3)电子与气体分子相遇时,因极化增加能量损耗,减 弱其碰撞电离能力
三、自持放电条件
均匀电场中,当电子崩头部电子数达到临界值时,电 子崩转入流注,放电转入自持阶段
dln ncr i tK1~ 31.5 8
E pb(E p)cr itK p/d8850 p.5d
Ub88p5d 0.5
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
四、SF6气体的巴申曲线
最小击穿电压为507V,在
第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
2.5 电极表面状态的影响
临界压力pk: Eb/p= (E/p)crit 时的压力 (ph)crit =6MPa.um 临界击穿压力与突出物高度h有关 比较气体绝缘,要同时考虑(E/p)crit 和(ph)crit
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
高电压绝缘技术
第一节 引言 第二节 均匀及不均匀电场中六氟化硫的击穿 第三节 极不均匀电场中六氟化硫的击穿 第四节 六氟化硫气体的冲击击穿特性 第五节 六氟化硫气体中沿固体介质表面的放电 第六节 含六氟化硫的混合气体
1
1900年SF6首次出现；50年代开始作为绝缘和灭弧介质使用 ，1965年开始出现六氟化硫金属封闭开关设备（GIS），将变压 器以外的其他设备全部封闭在接地金属外壳内的气体绝缘变电站 ，壳内充以0.3～0.4MPa的SF6作为相间和相对地的绝缘。
九、稍不均匀电场中SF6的击穿
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第二节 均匀场和稍不均匀场中SF6的击穿
九、稍不均匀电场中SF6的击穿
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第三节 极不均匀电场中SF6的击穿
一、极不均匀电场
根据间隙的绝缘利用系数 （Eav/Emax)来判断。 当r<rt时，先电晕后击穿 当r>rt时，击穿前无局部放电 气压与rt有关