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SF6气体特性

放电知识 2009-10-26 20:08 阅读44 评论0

字号： 大 中 小 ＳＦ5气体有以下特点和性质：

（１）物理性质。纯净的ＳＦ6气体无色、无味、无毒、不燃烧，属惰性气体。 在０．０９８ＭＰa压力下，相对于空气的比重为５．１９（６．９／１．２９），

液化温度为－６２℃。

（２）化学性质。ＳＦ6气体不溶于水和变压器油， 在温度低于８００℃时仍 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。

（３）ＳＦ6气体具有优良的绝缘性能，抗电强度是空气的２．５倍， 灭弧性 能是空气的１００倍，在０．２９４ＭＰa 压力时的抗电强度就与变压器油相近， 并且ＳＦ6气体中不含氧气，不存在触头等部位的氧化问题；ＳＦ6气体中也没有碳

元素，使得设备结构在设计上比较自由。

（４）ＳＦ6电气设备检修周期长，维护方便，占用地面和空间体积都小。 用 ＳＦ6气体作为绝缘介质制成的全封闭组合电器，可以包括断路器、隔离开关、 接 地开关、互感器、母线、避雷器等元件。并且高压带电部分全密封于钢壳之中，无 触电危险，提高了运行的安全性。同时，由于密闭组合，避免了外界环境（如工业 污秽、高海拔、冰霜雷雪气候）的影响，适合于大城市、工业密集区、地势险峻的

山区，严重污秽地区的变电所安装使用。 （５）ＳＦ6气体作为绝缘介质的缺点：

１）它本身虽无毒，但它的重度大，不易稀释和扩散，是一种窒息性物质，在

故障泄漏时容易造成工作人员缺氧，中毒窒息。

２）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，Ｓ2Ｆ 10 有剧毒，而且很多还有腐蚀性。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；对人体及呼吸系统有强列的刺激和毒害作用。ＳＦ6 气体的这

些缺点，构成了ＳＦ6电气设备在安全防护方面的主要问题。

SF6气体的特性 SF6气体的危害：

六氟化硫气体（SF6）由法国两位化学家 Moissan 和 Lebeau 于 1900 年合成。大约从 60 年代起， SF6气体作为优异的绝缘和灭弧介质成功地应用于高压开关及其设备。今天，在高压、超高压及特高压领域， SF6气体几乎成为断路器和 GIS 的唯一绝缘和灭弧介质。在中压领域， SF6同真空开关已成为并驾齐驱的两大支柱。 SF6气体在输变电领域的使用还在不断扩大，得到了极其广泛的使用。

纯净的新的SF6气体无色、无味、无臭、不燃，在常温下化学性能稳定，属惰性气体。但在电力系统，由于SF6气体主要充当绝缘和灭弧介质，在断路器或 GIS 分断操作过程中，在点弧作用、电晕、火花放电和局部放电、高温等因素影响下，SF6气体会进行分解，它的分解物遇到水分后变成腐蚀性电解质，尤其是某些高毒性分解物，如SF4 、S2F2 、S2F10 、SOF2 、HF及SO2，它们会刺激皮肤、眼睛、粘膜，如果吸入量大，还会引起头晕和肺水肿，甚至致人死亡。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，从而对检修与巡视人员产生极大的危险；而且由于SF6装置室发生SF6气体泄漏，极有可能造成恶性事故。为此〈电业安全工作规程〉（发电厂和变电所电气部分）特别规定，装有SF6设备的配电装置室和气体实验室必须保证SF6气体浓度小于 1000ppm ，除须装有强力通风装置外还必须能报警的氧量仪和SF6

气体泄漏报警仪。

随着社会经济的蓬勃发展，大量新建或扩建城市变电所受建筑面积限制，要求配电装置的占地面积进一步缩小。在有限的空间保证绝缘和灭弧介质，将进一步加速符合这些要求的SF6设备的采用。SF设备的大量应用，一方面使电力生产更安全、更可靠，另一方面，SF6气体本身对环境、尤其是现场人员人身安全发生危害的可能性越来越大。为了充分保护现场人员的身体健康和人身安全，必须对 SF6气体泄漏采取有效手段进行监测、防止事故发生。 AM-6010 系列SF6气体含量的变化，对SF6设备的SF6气体泄漏进行在线实时监控，并能根据现场情况采取通风、报警措施，可广泛应用于各种SF6 设备的配电装置室：如 220KV 、 110KVGIS 室或 35KV 开关室，也可应用于SF6气体实验室。 SF6气体的主要分解物极其毒性 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 10 × 10 -6 和 50 × 10 -6 （ V/V ）。 氟化硫酰（ SO2F2 ）

痉挛性化合物，无色无臭，在较高浓度下对肺组织有刺激作用，引起肺泡出血。白鼠和兔子的致死浓度为 200 × 10 -6 和 400 × 10 -6 （ V/V ）。 四氟化硫（ SF4 ）

无色气体，有类似 SO2的刺激性臭味，毒性与光气相当，对肺有侵害作用。 二氟化硫（ SF2 ）

沸点 35 ℃，极不稳定，受热后更加活泼，易水解生成 S 、 O2 、 HF 等，其毒性于 HF 相当 氟化硫（ S2F2 ）

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的破坏性作用。 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。 十氟化二硫（ S2F10 ）

常温常压下为无色易挥发液体，系剧毒物质，毒性约为 SOF2 的 300 倍。 S2F10主要侵袭肺住址，引起肺出血和肺水肿。白鼠的致死浓度为 1 × 10 -6 （ V/V ）。 三氟化铝（ AIF3 ）

白色粉末状，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。 十氟化二硫一氧（ S2F10O ）

剧毒物质，对肺组织强烈侵袭作用。白鼠的致死浓度为 20 × 10 -6 （ V/V ）。 SF2安全法规摘录→Safety Regulation Extracts

第 191 条 装有SF6设备的配电装置室和SF6气体实验室，必须装设强力通风设置，风口应设置在室内低部。 第 192 条 在室内，设备充装SF6气体时，周围环境相对湿度 80 ％，同时必须开启通风系统，并避免SF6气体泄漏工作区。工作区空气中SF6气体含量不得超过 1000ppm 。

第 196 条 工作人员进入SF6配电装置室，必须先通风 15MIN ，并用检漏仪测量SF6气体含量，尽量避免一人进入SF6配电装置室进行巡视，不准一人进入从事检修工作。

第 197 条 工作人员进入SF6配电装置室低位区或电缆沟进行工作应先检测氧量（不低于 18 ％）和SF6气体含量是否合格。

第 199 条 SF6配电装置室低位区安装能报警的氧量仪和SF6气体泄漏报警仪。这些仪器应定期实验，保证完好。 第 203 条 发生紧急事故应立即开启全部通风系统进行通风。发生设备防爆破膜破裂事故时，应停电处理，并用汽油或丙酮擦拭干净。

SF6气体微水超标的危害性

常态下，SF6气体无色无味，有良好的绝缘性能和灭弧性能，一旦大气中的水分浸入或固体介质表面受潮，则电气强度会显著下降。断路器是户外设备，当气温骤降时，SF6气体过量水可能会凝结在固体介质表面而发生闪络，严重时造成断路器发生爆炸事故。纯净SF6气体，在运行中，受电弧放电或高温后，会分解成单体的氟、硫和氟硫化合物，电弧消失后会又化合成稳定的SF6气体。当气体中含有水分时，出现的氟硫化合物会与水反应生成腐蚀性很强的氢氟酸、硫酸和其他毒性很强的化学物质等，危及维护人员的生命安全，对断路器的绝缘材料或金属材料造成腐蚀，使绝缘劣化，甚至发生设备爆炸。要完全清除SF6断路器内SF6气体的水分是不可能的，但是掌握SF6气体微水超标的原因，采取相应的预防控制措施，减少SF6气体中的水分，可以保证和提高断路器的安全运行可靠性。