SF6气体绝缘对比
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。
SF6 气体作为绝缘与灭弧介质有哪些特点
SF6 是目前电器工业使用的最佳灭弧和绝缘介质。
它无色、无味、无毒、不会燃烧、化学性质极为稳定，在常温下不与其他材料产生化学反应，很类似于惰性气体。
SF6在断路器内，绝缘子表面凝聚使，实际上对绝缘强度不会产生影响，即使气体密度稍有下降，绝缘强度通常能满足使用要求，仅断路器的开断容量有少许的降低。
SF6不仅是非常好的绝缘气体，而且是一种性能极佳的灭弧介质。
大约在2000K的温度下，SF6有较高的比热（为空气的66%），相应地具有较高的热传导性能（为空气的3.5倍）。
它促使电弧的等离子气体正好在电流过零前进行冷却并有利于使电弧在电流过零时熄灭。
一般认为，SF6的灭弧能力大约是空气的100倍。
另外，SF6还具有负电性，即有捕获自由电子并形成负离子的特性。
这是其具有高的击穿强度的主要原因，因此也能够促使弧隙中绝缘强度在电弧熄灭后能快速恢复。
在常温下SF6是绝缘的介质，但它在高温下即很快游离，产生自由电子，而成为极好的导电体。
SF6的自分解温度在800K左右，到3000K时SF6已完全消失，分解出的成分主要是S和F。
到7500K 时形成自由电子、原子或离子状态的S和F组成导电良好的等离子气体。
在断路器开断过程中出现电弧时，SF6气体在电弧的高温作用下，发生分解并形成等离子气体，而在灭弧过程中，等离子气体冷却得非常快（热时间常数为微秒量级），而变化过程逆向进行，即自由电子被离子吸收，而形成为中性原子，硫原子和氟原子重新结合成SF6，即存在着SF6=S+ 6F的可逆过程。
编辑本段第一部分、化学品名称化学品中文名称：六氟化硫化学品英文名称：sulfur hexafluoride 分子结构：S原子以sp3d2杂化轨道成键，分子为正八面体形分子。
技术说明书编码：56 CAS No.：2551-62-4 分子式：SF6 分子量：146.05编辑本段第二部分、成分/组成信息有害物成分CAS No. 六氟化硫2551-62-4编辑本段第三部分、危险性概述危险性类别：侵入途径：健康危害：纯品基本无毒。
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。
SF6 气体的性质及危害
物理性质 化学性质 绝缘性能 灭弧性能
物 理 性 质
SF6气体是无色、无昧、无毐、 不可燃、性能稳定的气体 SF6是一种比较重的气体，在 标准状态下比空气大约重5倍 它的临界温度不高 其热传导率随温度变化的特性 对电弧的熄灭非常有利。
SF6的临界温度是45.6℃
所谓临界温度，就是在这个温度以上，压力无论如何加大， 气体绝无液化发生 在这个温度下，使其液化的压力就是临界压力
泄露气体伤害后主要症状 （1）呼吸系统：刺激呼吸道，打喷嚏，呛咳， 咽部干燥，有烧灼感，继而呼吸不畅，胸闷气 短，严重时呼吸困难，喉头水肿、溃烂。 （2）眼部：流泪，怕光，烧灼感，充血，水肿。 （3）皮肤：瘙痒，皮疹，接触处可能有红肿。 （4）消化道：吞咽困难，恶心，呕吐，腹痛。 （5）神经系统：突然头痛，头昏，全身软弱无力， 感觉抑郁，严重会惊厥，抽搐，休克，猝倒， 昏迷。
SF6气体的绝缘强度随着气体压力 的增加而增加。
在均匀电场中，一个大气压下，SF6气体 的绝缘击穿电压是空气的2－3倍； 3个大气压下，SF6气体的绝缘击穿电压约 与变压器油相当； 试验证明，当气体压力增加到10个大气压 时，击穿电压增加较慢，开始呈饱和趋势。
3．电晕对放电的影响
空气绝缘有电晕效应，在极不均匀的电场下，电中毒现象，应采取以下措施： （1）组织人员立即撤离现场，开启通风系统，保 持空气流通。 （2）观察中毒者，如有呕吐应使其侧位，避免 呕吐物吸入，造成窒息。 （3）皮肤污染，应立即用清水冲洗，换衣服。 （4）眼部伤害或污染用清水冲洗并摇晃头部。 （5）应弄清毒物性质，并保留呕吐物待查。 （6）现场应配备必要的药品。
SF6气体的介质电强度恢复速度要比空气的恢复 速度快100倍以上，是目前知道的最理想的绝缘和灭 弧介质。
SF6气体性质
绝缘应用
开始用于电缆、高压静电发生器中，后用到 开关、变压器、高压互感器和全封闭组合电 器中
高绝缘强度原因
一、主要原因：负电性 二、其次原因：分子直径大
负电性
所谓负电性，即中性分子或原子吸附自由电 子成为负离子的现象
原因：它具有卤族元素的特点－－SF6及氟
和氟化物的原子外层有七个电子，故很容易 捕捉到一个电子成为八个电子的稳定结构， 使它们成为负离子
返 回
要点：对于大电流电弧，游离的主要形式是热游离，电弧的熄
灭过程主要是使弧柱迅速冷却的过程。
灭弧性能优良
一、截流过电压低
原因：优良的导热性能
二、灭弧能力比空气高两个数量级
原因：负电性
SF6气体所带走的能量是随着气体温度的增加而增加的
下表 SF6气体导热性能与温度的关系
温度（K） 热能（106J／kg）
分子直径大对绝缘强度的影响
SF6的分子直径比氧、氮等气体的分子直径大得多，
从而使电子在SF6气体中的平均自由行程很短，电 子与SF6分子发生弹性碰撞的机率大，
使电子在电场作用下积累起来的动能消耗在与SF6 碰撞过程中，
使发生碰撞游离的可能性减小，绝缘强度提高。
影响绝缘强度的因素
返 回
（一）开关中的电弧过程
任何一种物质都有三态，即固态、液态、气态。这三态随着温度的 升高而改变，当物质变为气态后，若温度再升高，一般要到5000℃以上， 物质就会转化为第四态，即等离子态。 任何等离子态的物质都是以离子状态存在的，其特性是导电的。 电弧的形成过程就是介质向等离子态的转化过程。
在触头刚刚分开时，由于电场强度E很大，阴极会产生强电场发射电 子，这是触头间最初产生电子的原因。强电场发射的电子在电场E的作用 下加速，和中性质点发生碰撞游离，碰撞游离的持续，使触头间带电粒 子增多，最后击穿而产生电弧。 电弧产生后，弧道温度高达5000℃，使弧道中粒子高速热运动而互 相碰撞产生热游离。热游离的结果，使得弧道中不断产生带电粒子，电 弧能够得以维持。
SF6气体的电气性能
极不均匀电场中的放电
驼峰曲线出现的原因： 在曲率半径较小的电极附近出现电晕后，电晕对电极具有一定的屏蔽作用， 其作用相当于电极曲率半径变大，电极表面变得光滑，故击穿电压变高 (电晕稳定化作用)。
①负斜率部分击穿分散性很大 ②在驼峰区，冲击系数小于1
虽然电晕的出现有可能帮助SF6间隙提高 击穿电压，但在实际工程应用中，必须避 免GIS设备中出现电晕。
①碰撞电离
③热电离： • 气体分子之间的碰撞引起的电离 • 高温气体的热辐射引起的光电离 • 高能电子引起的碰撞电离
②光电离
电负性气体中的气体放电
气体中负离子形成的途径： •附着---在某些气体中，原子或者分子容易附着(Attachment)电子而形 成负离子。负离子的形成，有利于减少气体中的电子密度，从而抑制 放电的发展，提高气体的击穿强度。 •解离
初始 电子
有效电离系数：
电子增殖规律：
x
( )dx ne (x) ne (0) e0
电负性气体中的气体放电
有效电离系数的测量表明，在(E/p)0附近：
/ p c(E / p (E / p)0)
c 28kV-1
(E / p)0 88.5kV/mm • MPa
•二次电子发射
当正离子碰撞阴极被中和时，可能会由阴极发出电子到气体中，这种电子通 常称为电子或二次电子。
电负性气体中的气体放电
气体放电理论
•汤逊放电理论 •流注放电理论
电子崩
E
电离系数(产生)： 一个电子沿电场方向行经单位长度，平均 发生的碰撞电离次数。
附着系数 (消失) ： 一个电子沿电场方向行经单位长度，平均 发生的附着次数。
N 1
对均匀电场：
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气体性质--物理性质和化学性质.
SF6气体性质--物理性质和化学性质SF6气体化学性质SF6气体不溶于水和变压器油，在炽热的温度下，它与氧气、氩气、铝及其他许多物质不发生作用。
但在电弧和电晕的作用下，SF6气体会分解，产生低氟化合物，这些化合物会引起绝缘材料的损坏，且这些低氟化合物是剧毒气体。
SF6的分解反应与水分有很大关系，因此要有去潮措施。
在电弧高温作用下，很少量的SF6会分解为有毒的SOF2、SO2F2、SF4和SOF4等，但在电弧过零值后，很快又再结合成SF6。
因此，长期密封使用的SF6，虽经多次灭弧作用，也不会减少或变质。
电弧分解物的多少与SF6中所含水份有关，因此，把水份控制在规定值下是十分重要的。
常用活性氧化铝或活性炭、合成沸石等吸附剂，清除水分和电弧分解产物。
SF6气体混入空气时，会使绝缘强度下降，因此断路器及其贮气设备应保持密封。
SF6容易液化，液化温度与压力有关，压力升高时液化温度也增高，所以SF6气体都不采用过高的压力，以使其保持气态。
双压式断路器，高压侧压力为1.5MPa左右；单压式断路器，压力为0.3—0.5Mpa。
SF6气体性质--绝缘和灭弧特性SF6的绝缘特性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0.6—0.7MPa。
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。
SF6气体的性能及危害管理
○5 、氟化硫（S F2 2）
常温下为无色气体，具有很强的毒性，遇水后生成 HF，对呼吸 系统有类似光气（二氯化碳酰）的破坏性作用。
○6 、氟化氢（HF）
无色气体或液体，具有强烈的刺激性臭味，极易溶解于水，形成 氢氟酸，对一般材料具有较强的腐蚀性。HF 对皮肤、粘膜有强烈的 刺激作用，并能引起肺水肿、肺炎等。
这些缺点，构成了SF6气体在电气设备的安全防护方面的主要问 题。
SF6气体的主要分解物极其毒性
○1 、氟化亚硫酰（SOF2）
无色、剧毒气体，能侵袭肺部，引起肺组织急性水肿，影响气体 交换，使肺部缺氧充血而导致窒息性死亡，它有强烈的恶心臭味，可 作为警告信号之用。白鼠和兔子的致死浓度为 10x10-6和 50x10-6 （V/V）。
一、纯净SF6气体物理及化学性能 纯净的SF6气体是一种无色、无味、无毒、不可燃烧的卤素化合
物，其性能非常稳定的惰性气体。密度比较大，在标准状态下比空气 重大约 5.19（6.9/1.29）倍，液化温度为-62℃。其临界温度不高， 热传导率随温度变化的特性对电弧的熄灭非常有利。在化学性质方面 不与碱液、白热的氧化亚铜、铜或银作用；热特性方面，在 500℃时 还不会分解，总之，温度低于 600℃以下，SF6是非常稳定的气体，因 此用于A级、B级绝缘是不会有问题的。 二、纯净SF6气体绝缘性能
SF6 气体在电场中产生电晕放电时会分解出来SOF2 （氟化亚硫 酰）、SO2F2（氟化硫酰）、S2F10（十氟化二硫）、SO2（二氧硫）、S2F2 （氟化硫）、HF（氢氟酸）等近十种气体。这些氟、硫化物气体不但 有毒，而且S2F10有剧毒，其腐蚀性非常强。它们会刺激皮肤、眼睛、 粘膜，如果吸入人体量大，还会引起头晕和肺水肿，甚至致命。在密 闭空间，由于空气流通缓慢，分解物在室内沉积，不易排出，对人体 及呼吸系统有强列的刺激和毒害作用，从而对检修与巡视人员产生极 大的危险性；而且由于含SF6气体的设备装置室内发生SF6气体泄漏故 障，极有可能造成恶性事故，例如对铝合金、瓷绝缘子、玻璃环氧树 脂等绝缘材料，能损坏它们的结构性能。
SF6气体的绝缘和灭弧性能
SF6气体的绝缘和灭弧性能一、绝缘性能 (2)1 SF6气体的物理化学性能 (2)1.1 SF6气体的密度 (2)1.2 SF6气体具有“负电性” (2)1.3 SF6气体的电弧温度 (2)1.4 SF6气体能增加地球的温室效应 (2)1.5 SF6气体的临界温度 (2)1.6 SF6气体在电弧作用下分解 (2)2 SF6气体的绝缘性能 (3)2.1均匀电场、极不均匀电场和稍不均匀电场的说明 (3)2.2 SF6气体间隙的绝缘特性 (3)2.3 SF6气体中绝缘件的沿面放电特性 (5)二、灭弧性能 (6)一、绝缘性能1 SF6气体的物理化学性能1.1 SF6气体的密度是6.07kg/m3(200C，0.1Mpa时)，空气是1.19。
SF6比空气重得多，因此户内GIS站内漏泄出来的SF6气体会沉积在室内的低处，排风机应设臵在地面上方1m处为宜。
1.2 SF6气体具有“负电性”，即具有很强的电子吸附能力，它比空气的负电性高几十倍，因此SF6气体具有很优良的绝缘性能。
1.3 SF6气体的电弧温度达到2000-3000K时就急剧分解成F和S的单原子，在分解时要从电弧吸取大量的热能，即具有“高导热性”，因此SF6气体具有很优良的灭弧性能。
1.4 SF6气体能增加地球的温室效应，是一种不环保的气体。
在中压开关领域，采用N2气体作为绝缘介质，用真空灭弧室开断电弧，称之为绿色环保产品。
在高压开关领域，还没有找到一种能替代SF6的绝缘和灭弧介质,但可以使用SF6/ N2混合气体，以减少SF6的使用量。
1.5 SF6气体的临界温度是45.6C,临界压力是3.77Mpa，因此在常温下压缩SF6气体就可以将SF6从气态转化成液态（回收装臵的原理）。
1.6 SF6气体在电弧作用下分解成S和F的单原子，正负离子和电子，其大部分很快（10-5S之内）复合再生成SF6，只有少数与金属蒸汽、喷嘴材料的蒸汽和可能被电弧灼伤的灭弧室绝缘件的蒸汽发生化学反应，危险最大的是与水分子的化学反应，产生氢氟酸（HF），它对绝缘材料和金属材料都能产生腐蚀作用，尤其是能严重腐蚀含硅（Si）绝缘件。
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。
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。
六氟化硫和气体绝缘电气设备讲解
2.2 c-C4F8与N2、CO2、CF4混合
达到SF6绝缘水平c-C4F8/N2 混合气体的气体气压比
c-C4F8/N2混合气体相对SF6的 温室效应
达到SF6绝缘水平c-C4F8/CO2 混合气体的气体气压比
c-C4F8/CO2混合气体相对SF6的 温室效应
六氟化硫气体温室效应惊人，高于二氧化碳23900倍。一 瓶约100Kg完全泄露，把它乘以23900倍，约合碳排放量 2306吨。要将这些温室气体进行碳中和，就需植树38.43 万颗，折合森林面积384.3亩
2.特种气体混合绝缘性能
2.1 SF6与N2混合
1）不同比例混合特性测试
1 2 3
4 5
左图中曲线1、2、3、4、5分别是SF6、 50%SF6+50%N2混合气体、 10%SF6+80%N2混 合气体、 10%SF6+90%N2混合气体和N2的 击穿电压和气体间隙中两个电极之间距 离关系的试验曲线，从图中可以看出， SF6/N2混合气体的绝缘能力,无论它们的 配比如何都比纯的SF6气体低。
4.2 SF6检漏红外检测
高压放电
谢谢
3.1 LW25-252瓷柱式交流高压六氟化硫断路器
图1 瓷柱式高压六氟化硫断路器 1-灭弧室 2-弹簧操动机构 3-汇控柜 4-支架
3.2 罐式交流高压六氟化硫断路器
GIS断路器的工作原理
4.SF6泄漏检测
4.1 SF6检漏的必要性
1) SF6的密度是空气的5倍，泄露往往会聚在地面附近，不易稀释和扩散，是一 种窒息的物质。会造成局部缺氧威胁工作人员的生命安全。 2) 氟化亚硫酸、氟化硫酸、十氟化二硫、二氧化硫、氟化硫、氢氟酸等十几种 气体。这些氟、硫化物气体不但有毒，而且很多有腐蚀性。对铝合金、瓷绝 缘子、环氧树脂绝缘材料，能损坏它们的结构；对人体的呼吸系统有强烈的 刺激和有毒害作用。 3）有温室作用
SF6的绝缘特性
SF6的绝缘特性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0.6—0.7MPa。
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1—25mm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，对于面积越大的电极，局部放电的几率也越大。
这就表现为绝缘强度随电极表面积增大而下降，并渐趋于一个稳定值。
SF6气体的性能及危害管理
○7 、十氟化二硫（S2F10）
常温常压下为无色易挥发液体，系剧毒性物质，毒性约为SOF2 的 300 倍。S2F10主要侵袭肺组织，引起肺出血和肺水肿。白鼠的致死 浓度为 1x10-6（V/V）。
○8 、三氟化铝（ALF3）
白色粉末状物质，通常吸附了大量的有毒气态分解产物，故应被 视为具有强烈腐蚀性和毒性的物质。ALF3粉尘可刺激皮肤引起皮疹， 对呼吸系统及肺部均有侵袭作用。
○2 、SF6气体泄漏预防措施
由于SF6气体分解产生的如上述的这些有毒气体和粉末，对人及 动物上呼吸道系统有强烈的刺激和腐蚀作用，并对环境造成污染和 破坏，产生“温室效应”。因此，为尽量减少危害，将其所带来的 不利影响降到最小程度。
我们可采取以下行之有效的措施加以控制和防范： GIS设备室内SF6气体泄漏处理步骤： （1）、当发现室内SF6气体密度监视装置报警时，应派两人，立即带 好防毒面具，启动抽风系统并打开设备室门窗； （2）、通风 15 分钟后，应由戴防毒面具人员进入设备室确认故障， 当确认故障后，应马上将该开关所在母线倒空，用上一级开关将该开 关进行隔离； （3）、巡视过程中，值班人员应密切注意与检查人员的联系，如失去 联系时，应立即派人去就地查看（戴好防毒面具），如果巡视人员因 SF6气体中毒应迅速带至通风地，就地进行抢救并迅速联系医疗部门 进行急救； 注意：断路器的常见漏气点：连接座内拉杆、气管焊接口、本体、 密度继电器，等等 。一般此类情况必须停电处理，然后进行补气处理。
CuF2（固态粉末）+SF4
4SF6+W+Cu
2S2F2（气态）+3WF6（气态）+CuF2（固态粉末）
○5 、电器设备内的SF6气体及分解物与绝缘材料反应而生成某些
SF6气体绝缘环网柜与固体绝缘环网柜对比分析
SF6气体绝缘环网柜与固体绝缘环网柜对比分析顾宏【摘要】介绍了环网供电及环网柜的特点和类型,以及使用SF6和减少温室气体排放的矛盾,分析比较了气体绝缘环网柜和固体绝缘环网柜的特点,指出固体绝缘环网柜是未来发展的趋势。
【期刊名称】《电器与能效管理技术》【年(卷),期】2014(000)023【总页数】5页(P65-68,70)【关键词】环网供电;环网柜;SF6;减排;SF6气体绝缘环网柜;固体绝缘环网柜【作者】顾宏【作者单位】穆勒电气（上海）有限公司,上海200335;【正文语种】中文【中图分类】TM5910 引言中国经济和建设的飞速发展使电网负荷激增，为此配电方式需不断改进以满足配电网稳固、高质量的技术要求，环网供电方式成为应用愈发广泛的配电方式之一。
随着技术和工艺的改进与提升，作为环网供电主设备的环网柜也不断改良并推陈出新。
目前，市场主流产品是SF6气体绝缘环网柜(以下简称“SF6环网柜”)，但SF6气体是国际公认的主要温室气体之一，对环保减排而言，需要减少并限制使用。
固体绝缘环网柜的出现解决了SF6环网柜的问题，并增添了许多新特点。
1 环网供电和环网柜“城市化”进程对配电可靠性的要求不断提升，更多用户要求有两路(或两路以上)电源进行供电［1-2］。
如采用“放射式供电”，会出现线路敷设困难、故障不易查排、电网升级和改扩建不便等问题;而“环网供电”能方便地为重要负荷提供两路(或以上)电源，简化了配电线路，方便线路敷设、减少开关设备、降低故障率并容易查找故障点。
1.1 环网供电环网供电指在不同变电站或同一变电站不同母线的两路(或以上)出线，相互间连接形成环路进行供电的方式。
其优点有:每一条配电支路既可以从其左侧干线取得电源，也可以从其右侧干线取得电源，即任意一侧干线出现故障，可以从另一侧继续供电。
尽管是单路供电，但对每一条配电支路来说得到了类似双路供电的效果，可靠性大大提高。
我国规定城市环网供电主接线遵循“N－1安全准则”，即如果线路上有N个负荷，当任何一个负荷发生故障，它都能接受转移过来的负荷，保证其余“N－1”个负荷继续安全供电，不会引起停电或限电。
六氟化硫和气绝缘电气设备
常用旳吸附剂有：活性氧化铝和分子筛 一般吸附剂旳放置量不不不小于SF6气体重量旳10%。
3、含水量 水分是SF6气体中危害最大旳杂质，因为： ➢水分会影响气体旳分解物 ➢与HF形成氢氟酸，引起材料旳腐蚀与造成机械故障 ➢低温时引起固体介质表面凝露，使闪络电压急剧降低
电场旳不均匀程度对SF6电气强度旳影响远比对空气 旳大。
与均匀电场中旳击穿电压相比，SF6在极不均匀 电场中击穿电压下降旳程度比空气要大得多。SF6 优异旳绝缘性能只有在电场比较均匀旳场合才干得 到充分旳发挥。
在设计以 SF6 气体作为绝缘旳多种电气设备时， 应尽量使气隙中旳电场均匀化，采用屏蔽等措施以 消除一切尖角处旳极不均匀电场，使 SF6 优异旳绝 缘性能得到充分旳利用。
目前已获工业应用旳是SF6-N2混合气体，主 要用作高寒地域断路器旳绝缘媒质和灭弧材料， 采用旳混合比一般为50%：50%或60%：40%。
四、气体绝缘电气设备
1、封闭式气体绝缘组合电器（GIS）
GIS由断路器、隔离 开关、接地刀闸、互感 器、避雷器、母线、连 线和出线终端等部件组 合而成，全部封闭在SF6 金属外壳中。
这时应该注意：在一般气体中，正离子数等 于新增旳电子数；而在电负性气体中，正离子数 等于新增旳电子数与负离子数之和。所以在汤逊 理论中不能将式(1—2)中旳 简朴地用(-)来 替代而得出电负性气体旳自持放电条件。
因为强电负性气体在实用中所处条件均属于 流注放电旳范围，所以这里不再讨论其汤逊自持 放电条件，而直接探讨其流注自持放电条件。为 此，写出均匀电场中电负性气体旳流注自持放电 条件为：
/ cm
浅析SF6气体、氮气(N2)作为气体绝缘中压开关设备绝缘气体的优和
浅析SF6气体、氮气（N2）作为气体绝缘中压开关设备绝缘气体的优和劣张志健发表时间：2018-03-13T10:31:49.147Z 来源：《电力设备》2017年第29期作者：张志健[导读] 摘要：SF6气体的地球温室效因系数是CO2的23900倍，是最强的温室气体，SF6是除高压和中压开关设备以外，禁止使用的物质之一。
（苏州朗格电气有限公司苏州市 215144）摘要：SF6气体的地球温室效因系数是CO2的23900倍，是最强的温室气体，SF6是除高压和中压开关设备以外，禁止使用的物质之一。
但由于其优良的绝缘性能和灭弧能力仍被青睐有加。
但是好的消息是现在已有诸如苏州朗格电气有限公司等企业已研制开发出了纯氮气（N2）绝缘的开关设备（LNS系列，LNV系列），并已推广运行，这在气体绝缘开关设备领域迈出了崭新的一步。
但是这一技术发展还需相关从业人员坚持开拓创新的精神，加大科技研发创新力度，促进我国气体绝缘开关柜设备健康有序发展，为人类的生活创造一个绿色、节能、环保的良好环境。
关键词：气体绝缘；中压开关设备；SF6；N21 导言由于目前全球变暖已提升到政治议程，人类开始愈加关注周围环境变化所带来的影响，全球政治决策者们正在寻找减少排放温室气体的办法。
1977年，在日本京都召开的防止全球气候变暖会议中将SF6列为产生地球温室效应的气体之一，也在被削减之列。
正如在京都议定书中描述的那样，尽管在全球范围内，有许多适当的政策来减少CO2的排放，但这些政策的实施似乎变得更加复杂和旷日持久。
CO2排放与能源消耗密切相关，鉴此，也与一个国家的经济发展发展密切相关。
通过减少无碳温室气体的排放（如SF6）可以实现快速的效果，特别是当采用代替性的工艺和技术，且当这些措施的增加成本比较低廉时。
（例如，有的研究研究数字表明SF6排放量约仅占所有产生温室效因气体总量的2%），但从使地球变暖的辐射强度这一参数来分析，SF6的数值竟是CO2的25000倍，它的地球温室效应系数是CO2的23900倍，此外，还因其极强的化学稳定性，在大气中的寿命可长达3400年，以致温室效应持续时间特别长。
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在线监测SF6断路器及GIS设备中的SF6气体的温度、湿度及密度
·SF6断路器及GIS设备SF6气体泄漏报警与闭锁功能
·320×240液晶显示器现场显示实时数据
·可设置报警与闭锁门限值和显示方式
·具备感应显示和屏幕保护功能
·当被测气体指标超标时，自动按事先设定的门限上传报警或闭锁信号至远方监控中心，或直接启动报警、闭锁装置
10
密度（压力）闭锁解除
0.51Mpa（用户可自由设定）
11
通信接口
RS485/CAN2.0B
12
通信速率
9.6Kbps(RS485)/50Kbps（CAN2.0B）
13
电源电压
采集器：AC220V±10%，传感器单元：DC24V±10%
14
工作环境
温度：-40℃～＋60℃，湿度：≤99%RH
15
安装接口
TYPC-1000型SF6气体在线监测报警系统是检测现场SF6浓度、氧气含量及温湿度等环境数据，并通过大量数据分析处理做出控制以及告警的智能气体报警系统。
TYPC-1000型SF6气体在线监测报警系统是采用高压电晕放电技术和电化学技术有效结合，以及数据采集、数据分析处理、通信技术于一体的开放系统平台。整个系统采用模块化设计，便于工程安装及工程维护。在传输条件完备的情况下，可以依托网络组建监控中心，在远端监控中心可随时掌握底端变电站、ＧＩＳ开关室的温湿度、氧气含量等环境量以及SF6气体泄露状况。从而可实现对变电站、ＧＩＳ开关室无人值守，提高管理效率，完善维护体制。监控中心以数据库为核心，既可以实时监控变电站、开关室的环境及设备运行状况，又可以根据以往的环境、设备运行数据进行统计、分析，为管理者提供决策依据。
·上位机软件可按设定的时间和频率，采样存储监测数据，并按需要将上述数据自动绘制成变化趋势图，供观察分析之用
·采用全封闭设计，防水防尘防爆，抗强电磁干扰，安装使用方便，可用于高频电场环境和室外环境
·采用RS485/CAN2.0B总线通讯，可将监测数据实时上传至监控中心
特点：
简易人机操作界面；
存储和查询告警及历史数据；
3
密度
0～1.00MPa
±1%FS
4
压力
0～1.00MPa
±1%FS
5
温度
-50～100℃
±0.5℃
6
湿度报警门限
300ppmv（用户可自由设定）
7
密度（压力）报警门限
0.52MPa（用户可自由设定）
8
密度（压力）报警解除
0.53MPa（用户可自由设定）
9
密度（压力）闭锁门限
0.50MPa（用户可由设定）
四大主流公司产品对比表（绝缘套管）
宁波理工
河南中分
福建和胜
产品
IEM-A SF6气体绝缘设备在线监测系统
ZF800-28 GIS室SF6泄露在线监测单元
TYPC-1000型SF6气体在线监测
产品简介
该系统主要应用于变电站内组合电器（GIS）及SF6断路器等高压电气设备的在线监测。该系统采用最新的传感器技术和计算机技术，测量精度高，数据可远传，安装使用方便，适用于不同厂家生产的各种电压等级的SF6断路器和GIS。
该系统能够长期在线监测SF6断路器和GIS等高压电气设备的SF6气体密度和微水及其变化趋势。在高压设备中SF6气体有关指标出现变化时，给出变化趋势曲线，监测到的各项指标的变化趋势为断路器和GIS的状态检修提供了有效依据。当有关指标超标达到危险状况时，自动报警或启动闭锁装置，禁止断路器动作，以保障设备和变电站整套系统的安全。该系统配有RS-485/CAN2.0B通讯接口，可将监测数据实时上传至变电站、城市中心乃至更上级监控中心，真正实现变电站，尤其是无人值班站的设备在线监测。
专制三通或根据断路器接口结构要求定制法兰盘
电源：AC/DC 100～265V
输出接点功率：220V/1A
氧气浓度检测范围：1～25%，缺氧报警点：18%，精度＜1%FS
SF6浓度超限报警点：５００～１０００μL/L精度＜5%FS
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湿度显示范围：0～99%RH
声光报警功能提示：主机有声光报警功能
通风控制器控制点输出功率：２２０Ｖ３Ａ
告警输出功率：２２０Ｖ３Ａ
通讯：RS485接口
日志数据和报警信息存储设计
系统平均无故障工作时间（MTBF）为8000小时
告警、运行指示；
告警语音提示；
320×240大屏LCD中文液晶显示；
RS485总线接口，便于组网。
循环采集、分析处理各气体探头的信息及数据；
壁挂式，尺寸为：40*30*6（长*宽*高，单位cm）。
参数
序号
参数
检测范围
精度
1
湿度
10～20,000 ppmv（μL/L）
±2%FS
2
露点
-60～20℃
±3℃