SF6气体与高压开关设备的来历与特性
Sf6 由法国两位化学家于 1900 年合成，为自然界没有的人造气体。 从 20 世纪 60 年代起，SF6 被成功应用到高压开关设备作为绝缘和灭弧介质。 SF6 除应用在 SF6 高压电气开关设备外，还应用在 SF6 变压器、SF6 互感器、SF6 避雷器、SF6 充气电 缆等高压电器设备。 SF6 具有优异的灭弧与绝缘性能。通过几十年的应用实践证明，没有任何一种其它介质可以与之相媲美， 预计在今后几十年中也*。
*节 SF6 气体的性能
1． 性能优异的 SF6 气体 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和/或灭弧：SF6 断路器 及 GIS、SF6 负荷开关设备、SF6 绝缘输电管线、SF6 变压器及 SF6 绝缘变电站。从用气量讲，80%用于 高中压电力设备。 SF6 气体之所以适用于电力设备，主要有如下特性： 强电负性，具有优异的灭弧性能； 绝缘强度高，在大气压下为空气的 3 倍； 热传导性能好且易复合，特别是当 SF6 气体由于放电或电弧作用出现离解时； 可在小的气罐内储存，这是因为室温下加高压力易液化； 供气方便，价格不贵且稳定。
2． SF6 气体的化学特性 SF6 气体的主要化学性能见表 1。如上所述，SF6 是一种非常稳定的且呈现惰性的气体，它无色、无味、 无毒、不燃且不溶于水。它是zui不活泼的已知气体之一，而且在通常条件下，它不侵蚀与它接触的物质。
表 1 SF6 的主要化学特性 分子式 摩尔质量 硫含量 氟含量 SF6 146.05g/mol 21.95%① 78.05%① 分子结构 键 碰撞截面 分解温度 在 6 个棱角上带有氟原子的八面体 共价键 4.77A 500℃ ①均指质量分数
3． SF6 气体的物理特性 SF6 是zui重要的已知气体之一。在通常条件下，它大约比空气重 5 倍。在同空气未充分混合的条件下，此 气体有向低处积聚的倾向。靠对流和扩散同空气混合缓慢，但一经混合，则不再分离。虽然 SF6 气体的热 导率低，但由于其粘度较低且密度较高，故总的热导率好于空气 25 倍。在输配电设备中，SF6 通常的压 力范围在 0.1MPa 和 0.9MPa（压力）之间，此气体的压力温度/密度特性示于图 1 中。表 2 给出 SF6 主要物理特性。
表 2 在压力 0.1MPa 和温度 25℃下 SF6 的主要物理特性 密度 热导率 临界点 温度 密度 压力 声速 折射率 生成热 定压比热 状态平衡 45.55℃ 730 ㎏/m 3.78MPa（绝缘气压） 136m/s 1.000783 -1221.66J/mol 96.60J/（molk） 见图 1 6.14 ㎏/ m 0.013W/（mk）
4． SF6 气体的电气特性 SF6 气体具有优异的绝缘性能，是由于其分子的电负性。SF6 气体具有吸附自由电子而构成重离子的明显 趋向。重离子的迁移率低，使之电子崩的发展很困难。 SF6 的击穿场强为空气的 2.5~3 倍。在高压开关设备中，SF6 气体的工作压力如为 0.6MPa，此时击穿场 强高出 0.1MP a 时空气的 10 倍。因此，使用 SF6 气体的高压开关设备，能大幅度地减小占地面积和体积。 空气与 SF6 开关设备的占地面积之比为 30：1。 SF6 是一种具有优异灭弧性能的气体，这是因为它的离解温度低，且离解能量大。 在 SF6 中，电流过零前的截流小，且由此避免了高的过电压，这是由于电弧在 SF6 内冷却时直至相当低 的温度，它仍导电。SF6 的主要电气性能见表 3。 表 3SF6 的主要电气特性
相对于压力的临界击穿场强 在 25℃和 0.1 MPa 气压下的相对介电常数 在 25℃和 0.1 MPa 气压下的损耗因数（tanδ
89V/mPa 1.00204 《2×10-7 a=Ap（E/p-B） a1/m
有效电离系数
EV/m PPa A 2.8*10
5． SF6 气体的纯度 由于制造过程的缘故，市场上提供的 SF6 气体不是很纯的。IEC376 标准规定出 SF6 中zui大允许的杂质水 平见表 4。 表 4 新 SF6 中zui大允许的杂质水平 杂质 CF4 O2+N2 水 酸度（以 HF 表示） 水解氟化物（以 HF 表示） zui大允许值 500×10-6 重量比 500×10-6 重量比 15×10-6 重量比 0.3×10-6 重量比 1.0×10-6 重量比
产品参数
1、回收
回收初压力≤0.8MPa
回收终压力≤50KPa
回收时间：对初压力0.8MPa的1 m3 SF6气体容积，回收至终压力50KPa，回收时间小于2.5小时。
2、充气
对初压力为133Pa的1 m3 SF6气体容积充至0.8MPa，充气时间小于0.8小时。
3、抽真空
装置极限真空度小于等于10 Pa
对初压力为0.1MPa的1 m3 SF6气体容积抽真空至133Pa所需时间小于1.0小时。
4、贮存
贮存容器容积0.015m3
名义液态贮存量20kg
zui高贮存压力3.8 MPa
5、净化
对含水量1000PPM（体积比）以下的SF6气体，经本装置一次回收净化后，水份小于60PPM（重量比），油份小于10PPM（重量比）
6、年泄漏率≤1%名义储存量
7、噪声≤75dB（A）声压级
8、工作环境温度 -10°—40℃
9、功率≤4.5KW
10、电源：交流三相五线制 50HZ 380V±10%
11、重量约300 kg
12、外形尺寸（长×宽×高）：1360×800×1300
