六氟化硫论文

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1、六氟化硫(SF6)(邓奕鹏、何维民、谭林、胡雅婷、卢清荣)摘要：矿物绝缘油是电气设备的传统绝缘介质，这是由于绝缘油具有高强度的绝缘特性。电力变压器儿乎全部采用绝缘油，因为它既是绝缘介质，乂是冷却介质。绝缘油纵然冇那么多优点，但是最大的缺点就是易燃，易造成事故。SF6以其特有性质成为优良的绝缘介质。SF6气体具有不燃的特性，并貝有良好的绝缘性能和灭弧性能⑴。SF6气体的广泛应用，是与其特有的物理性质、化学性质及电气性能分不开的。关键词：SF6绝缘介质灭弧电气性能监督与管理故障分析0前言电力能源建设是国民经济发展的基本物质、

2、技术前题和保证，是我国“七五”期间乃至英后若干年的重卢开发领域。在当前国家捣市电网改造和设备更新换代的过程中，六氟化硫(SF6)电气设备以其优异的电气性能和运行可靠性受到国内外普遍重视，发展极为迅速。为了适应六氟硫电器迅速发展的迫切备要，切实加强对六氛化硫气体质量的监督和管理，大力普及提高有关SF6气体的分析检测和安全管理的知识乃势在必行。以SF6为介质的电器有断路器、高压开关、组合电器、变压器、充气电缆等几乎无所不包。比互感器、电流互感器、避雷器、全封闭电压等级已突破1000KV,至今其发展势头。我国六十年代开始研制S

3、F6屯器设备，各种等级型号的国产和进口设备陆续投入运行。进入八I•年代机械电力部门已将SF6电气设备作为电则装备更新换代的主要目标。可以预见SF6电器设备在我国必将得到日益广泛的应用，具有广阔的发胶前景。木文系统的介绍了六氟化硫气体的有关性质。我们从其理化性质、制备方法、实验检测技术、监督与管理及故障分析等方面全面解析。一、SF6基本特性1理化性质纯净的sF6气体无色、无味、无毒、不燃烧,厲惰性气体在0・098MPa压力下，相刈■于空气的比重为5・19（6.9/1.29）,液化温度为-62°Co它是由一个硫原子和六个氟原

4、子组成。其分子结构由硫原子位于屮心,六个氟原子位于顶端的正八面体⑵。RFFF图二正八面体示意图图一结构式表一SF6重要物理性质名称数值升华温度(0.101325MPa,°C)-50.8临界温度（°C）-63.8临界压力（MPa）45.6介电常数(0.101325MPa,25°C)1.002热导率（w/cm,°C）0.0147(0.10325Ma.30°C)密气态(mg/cm3)646液态（mg/cn?）1.57度固态(mg/cm3)2.51（1）溶解度溶解水il血烷异辛烷甲苯四氯化碳三氟三氯乙烷二硫化碳溶解度X104）0

5、.05100.55153.533.9565.54278.69.25（2）热稳定性SF6征常温甚至较高温度下一般不会发生口分解反应，它的热分解温度在5oo°c左右。热分解时形成的组分十分复杂，月.因温度不同。（3）化学性质sf6气体不溶于水和变压器油,在温度低于800C吋仍然为惰性气体,不燃烧，在炽热温度下也不与氢气、氧气、铝、铜以及其它许多物质发生作用,水、酸、碱也不会使它分解。因此,它的化学性质比较稳定。2电气性能（1）绝线性能：如前所述,SF6分子结构是以一个硫原子为中六个氟原子处于各顶端的正八而体，而氟原子又是一个

6、在各元素屮电负性名列前茅的元素，也就是说它的电子捕获截面极大，据有极强的吸附电子的能力。而且一个SF6分子屮冇六个氟原子Z多，可想而知，它的电负性是十分可观的（SF6的电子亲和力为EA=3・4ev严％正是出于上述理由，们FI益关心SF6的电气性能，并进行了大量的实验研究工作，证实了它的确是一种电绝线性能超群的化合物。1937年法国首先将其作为绝缘介质用于高压绝缘电器设备中。实验表明，在相同的压力和温度SF6的绝缘耐力（击穿强度）为空气的2-3倍，在三个大气压下可与常压下的绝缘油相匹敌。如下图。图三SF6电子吸附截面(2)

7、灭弧性能：SF6气体广F泛应用于高压开关系统的重要原因Z—就在于其优越的灭弧性能。灭弧时在电弧过零的瞬间，电极间的电子，借助于SF6分子的强电负性而附着其上。由于SF6分子质量为电子质量的几I•万倍，故它移动得很慢，不能获得使电子再次冲击的速度从而使电弧熄灭。SF6的灭弧能力约为空气的100倍，因此特别适用于高电压大电流的开断。英优越Z处如下：①即使在电弧作用下发生分解时它也不会彖绝缘油那样产生能导电的碳原子而是产生出极微量的屯能性类似于SF6的含硫低氟化物。②电弧吋间常数是反映灭弧速度的一个重要指标。对圆柱体电弧而言，

8、该值与电弧的半径的平方成比例。即使在静止状态下，SF6的电弧时间常数也是非常小的，要比空气等介质优越两个数量级以上⑶。正是由丁其极小的电弧时间常数，以及SF6分了在电弧作用下分解迅速恢复能力，SF6断路器发挥了优越的绝缘恢复特性。项目11与空代比较与绝缘油比较绝绿耐力2〜3倍在3气压下与油相同电％时闻常数M空弋1,S