六氟化硫断路器.ppt

2.六氟化硫气体的灭弧性能与灭弧原理
（1）SF6气体的分解温 度（2000K）比空气 （主要是氮气，分解温 度约7000K）低，而需 要的分解能 （22.4eV） 比空气（9.7eV）高， 因此在分解时吸收的能 量多，对弧柱的冷却作 用强。由于气体分子的 分解，在相应的分解温 度上就出现气体导热率 的高峰。
（2）SF6在高温时分解出S原子、F原子和正负离子， 与其他灭弧介质相比，有较大的游离度。在维持相同 游离度时，弧柱温度就较低。因此，SF6气体中电弧 电压也较低，燃弧时的电弧能量较小，对灭弧有利。
几种气体中电弧的伏安特性
（3）由于SF6的强电负性，能吸附电子和正离子 复合，故复合作用快，去游离作用强。尤其在电 流过零前后，可使弧隙中带电粒子减少，导电率 下降。SF6气体电弧的时间常数也很小，为微秒 级或更小，在电弧电流过零后，弧柱温度将急剧 下降，分解物急剧复合。因此SF6弧隙的介质强 度及其恢复速度都很高，能耐受很高的恢复电压 作用，电弧在电流过零后不易重燃。
• SF6气体的分子质量大，分子间的相互作用显著。 当气体压力高于0.3MPa时，分子间的吸引力随气 体密度的增大、分子间距离的减小而加强，气体 的压力变化特性不再符合式理想气体的状态方程。 要准确地计算SF6气体状态参数间的关系，可采 用比较实用的Beattie—Bridgman公式。
SF6气体的临界温度高。 临界温度表示气体可以 被液化的最高温度，临 界压力则表示在临界温 度下使气体液化所需的 压力。SF6气体的临界温 度高达45.6°C，说明常 温下只要SF6气体压力足 够高就会液化。
六氟化硫断路器
一、六氟化硫气体特性与灭弧原理
1.六氟化硫气体的基本特性
SF6是目前高压电器中使用的最优良的 灭弧和绝缘介质。它无色、无味、无毒， 不会燃烧，化学性能稳定，常温下与其它 材料不会产生化学反应。
SF6由卤族元素中最活泼的 氟原子与硫原子结合而成。 分子结构是个完全对称的 八面体，硫原子居中，六 个角上是氟原子，氟与硫 原子间以共价键联结，SF6 分子量为146，约是空气分 子量的5.1倍，因此同样体 积的SF6气体比空气重得多。
❖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SF6和空气的混合气体，不会再次分离。
❖问题严重的是，电弧作用下SF6的分解物如SF4，S2F2， SF2，SOF2，SO2F2，SOF4和HF等，它们都有强烈的腐 蚀性和毒性。
1)SF4(四氟化硫) 常温下SF4为无色的气体，有类似SO2的刺鼻气味，在空
六氟化硫气体的灭弧原理
六氟化硫气体中电弧的熄灭原理与空 气电弧和油中电弧是不同的，它并不仅依 靠气流等的压力梯度所形成的等熵冷却作 用，而主要是利用六氟化硫气体的特异的 热化学性质和强电负性，使得六氟化硫气 体具有很强的灭弧能力。。对于灭弧来说， 供给大量新鲜的六氟化硫中性分子并使之 与电弧接触是有效地方法。
3.六氟化硫气体的绝缘特性
（1）六氟化硫气体具有很强的电负性 （2）六氟化硫气体分子直径大，电子在六
氟化硫气体中的平均自由行程短，不易 积累足够的动能，碰撞电离的可能性减 小。
6)SOF4(四氟亚硫酰) SOF4为无色气体，有刺鼻性气味，能被碱液吸收，
与，对肺部有侵 害作用。
7)HF(氢氟酸)
HF是酸中腐蚀性最强的物质。对皮肤、粘膜有强烈刺 激作用，并可引起肺水肿和肺炎等。
（4）六氟化硫气体的电负性
气体原子或分子能够吸附自由电子而形成负离子 的性能称为电负性。 SF6具有强电负性。
迄今为止，工业上普遍采用的制造方法是将单质 硫和过量气态氟直接化合。
S 3F2 SF6 Q放热反应
（1）六氟化硫气体的状态参数
• 静止气体可以用三个参数来说明气体所处的状态， 称为三个状态参数，即压力P、密度γ和温度T。
• 理想气体的状态参数间存在着简单的关系，即理 想气体的状态方程
P= γRT
SF2的化学性能极不稳定，受热后性能更加活泼，易水解 成S，SO2和HF 。 SF2气体可用碱液或活性氧化铝吸收。 4)SOF2(氟化亚硫酰)
SOF2为无色气体，有臭鸡蛋味，化学性能稳定。它与水 分反应缓促，并能快速地为活性氧化铝或活性炭吸附。 SOF2为剧毒气体．可造成严重的肺水肿，使动物窒息死亡。
5) SO2F2 (二氟化硫酰) SO2F2为无色无臭气体，化学性能极为稳定，加热到
150 °C时也不会与水和金属反应。SO2F2不易被活性氧 化铝吸收，但可被KOH和NH4OH缓慢吸收。 SO2F2是一 种能导致痉孪的有毒气体。它的危险性在于无刺鼻性嗅 味且不会对服鼻粘膜造成刺激作用，故发现中毒后往往 会迅速死亡。
气中能与水分生成烟雾，产生SOF2和HF。 SF4气体可用碱 液或活性氧化铝(A12O3)吸收。 SF4气体对肺有侵害 作用，影响呼吸系统，其毒性与光气相当。 2)S2F2(氟化硫)
常温下为无色气体，有毒，有刺鼻气味，遇水分能完全 水解形成S，SO2和HF。 S2F2对呼吸系统有类似光气的破坏 作用。 3)SF2(二氟化硫)
SF6气体能否液化决定 于其饱和蒸汽压力。当 气体压力高于其饱和蒸 汽压力时，气体就液化。
（2）六氟化硫气体的导热率
SF6导热性能不如空气，其热导率比空气低，在常 温下比空气低30％。但由于其粘度较低和密度较高，且 分子量大，热容量就大，再考虑到对流效应，总的热传 输特性比空气要好2－5倍。
（3）六氟化硫气体的一般化学性能
六氟化硫气体及其分解物的毒性问题
❖纯净的SF6气体一般公认是无毒的。 SF6在生产过程中 会有少量伴随的生成物，其中S2F10是公认的剧毒气体， 但经过净化处理可以完全将它除净。
❖纯净的SF6气体虽然无毒，但在工作场所要防止SF6气 体的浓度上升到缺氧的水平。
❖ 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，如电缆沟中。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。