六氟化硫 (SF6) 在環(huán)境溫度下無(wú)需加熱均可以氣態(tài)形式存在。當(dāng)壓力在 +20 ℃,絕對(duì)壓力為 22bar時(shí), SF6 為液態(tài),在 +30 ℃絕對(duì)壓力為 28 bar時(shí), SF6氣 為液態(tài)。 SF6 并不遵循理想氣體原理。
六氟化硫的分子結(jié)構(gòu)是6個(gè)氟原子圍繞著一個(gè)中心硫原子,呈八面體排布。由于SF6鍵合距離?。?.158納米),鍵能高,所以它的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性好。在 150℃時(shí)不與水、酸、堿、鹵素、氧、氫、 碳、銀、銅及塑料等材料作用。在500℃時(shí)仍不分解。它的臨界溫度為45.5℃,臨界壓力為3.68 兆帕,相對(duì)介電系數(shù)為1.002(0.1兆帕,25℃)。在臨界溫度以上時(shí),SF6始終為氣體。但在0.5兆帕?xí)r,-30℃時(shí)就要液化。因此,SF6的使用壓力不宜太高,它也不適于高寒地區(qū)。SF6分子中沒(méi)有碳元素,這是它作為滅弧介質(zhì)的主要優(yōu)點(diǎn)。SF6中沒(méi)有空氣存在,可以避免氧化,用于斷路器時(shí)能顯著延長(zhǎng)觸頭的壽命。
介電性能:SF6是一種強(qiáng)電負(fù)性氣體。它的分子極易吸附自由電子形成負(fù)離子,削弱氣體中碰撞電離過(guò)程。因此,其介電強(qiáng)度約為空氣的2.5倍(0.1兆帕,均勻場(chǎng));在0.3~0.4兆帕?xí)r,其介電強(qiáng)度與0.1兆帕下的常用絕緣油相似。因此常取代充油電纜中的絕緣油用于高落差場(chǎng)合。SF6的最突出特點(diǎn)是滅弧性能優(yōu)良,約為空氣的100倍,因?yàn)樵诜烹姇r(shí)它的分子吸附大量電子后使電弧電導(dǎo)迅速下降。SF6氣體的有效電離系數(shù)(電子電離系數(shù)與電子附著系數(shù)之差,后者為電子在電場(chǎng)力作用下穿過(guò)單位距離附著于中性分子的數(shù)目)隨電場(chǎng)的增大而激增,因此SF6氣體在不均勻電場(chǎng)中其優(yōu)越性減弱,即使局部微小的電場(chǎng)畸變也會(huì)使其擊穿強(qiáng)度大大降低。 所以在設(shè)計(jì)SF6氣體絕緣裝置時(shí),應(yīng)使電極間電場(chǎng)盡量均勻,電極表面光潔度要高,在安裝和運(yùn)行中要設(shè)法去除各種導(dǎo)電微粒,以充分利用其優(yōu)良的絕緣特性。
應(yīng)用:由于SF6的優(yōu)良性能,從50年代末開(kāi)始廣泛用作高壓斷路器的滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)。60年代中期發(fā)展起來(lái)的 SF6氣體絕緣的金屬封閉式組合電器占地面積比常規(guī)配電裝置小得多,且其運(yùn)行不受環(huán)境條件影響,因此,不但廣泛用于受地位限制的水電站和超高壓電力系統(tǒng),也開(kāi)始用于城市配電網(wǎng)。用SF6氣體絕緣的管道母線其介質(zhì)損耗小,傳輸容量大,而且不受高差限制,SF6絕緣的電器還具有防火、防爆的優(yōu)點(diǎn)。
SF6本身雖然無(wú)毒,但在電弧放電或電暈放電的作用下會(huì)分解,生成一些具有毒性的低氟化物。有的低氟化物會(huì)進(jìn)一步潮解,產(chǎn)生氟化氫等有強(qiáng)烈腐蝕性的劇毒物。因此,對(duì)運(yùn)行中的SF6高電壓裝置要注意安全措施,控制含水量。檢修人員要特別注意防毒措施。一部分分解的氣體如HF、SF4等,對(duì)含硅材料(如玻璃、電瓷等)有很強(qiáng)的腐蝕性,所以,SF6氣體絕緣裝置中要避免使用含硅材料,環(huán)氧樹(shù)脂的填料也不得采用二氧化硅,應(yīng)采用氧化鋁。