六氟化硫气体及其在电器中的应用

    SF6气体的分子由一个硫原子和六个氟原子组成，是八面体对称结构，如图一所示。是一种不燃烧、无毒、无味、无色和化学结构极其稳定、类似惰性元素的气体。分子量146，比重6．14克／升。在相同压力下SF6气体的电气强度比空气高2．5至3倍，也就是说SF6气体能在较低压力下达到较高压力的压缩空气一样的电气强度。所以开关设备中采用SF6气体比用压缩空气的要求简单而经济，对高密封要求的设备来说，采用较低的压力就容易解决密封问题。另外SF6气体有很好的导热性，使电弧容易熄灭是很好的灭弧介质。

    SF6气体是无毒的窒息性气体，在含氧气20％和SF6气体80％的混合气体容器中放置兔子或小白鼠24小时后完全没有异常现象。有人曾用SF6气体代替空气充入胸隔内作为结核病气胸疗法完全无害。还有人在含此气体高达40％的混合气体中短时工作未见损伤。美国、瑞士、西德等国家规定在工作场所每天工作八小时的最高SF6气体允许浓度是体积比l 000 PPm，这个数字和前面所提到浓度差两个数量级。国内对SF6生产工厂和应用SF6气体工厂的现场实测也能做到不超过上述标准。对人体重要的并不是吸入的空气中含有SF6 ，气体的多少，而仅是吸入的空气中是否有足够的氧气。正常空气中含氧气20％，造成人体致命的最低含氧量是12—13％。SF6气体在电弧作用下能分解成低化学价的分子和原子如SF4、S2F 2以及少量的S 2、F2、S、F等，这些分解物在电弧熄灭后马上又重新结合成SF6分子。有人曾把已安装运行几年的SF6断路器中的气体进行分析，基本上没有发现杂质。因为SF6的分子不含C的原子，所以经电弧作用后不会在电弧作用区附近沉积污秽的炭层，在这一点上具有、固体和液体绝缘不可比的优越性。如果SF6气体中含有潮气，在电弧作用下能产生对硅化物有强烈腐蚀性的HF气体和有毒的SOF2，所以对气体中的水份含量有严格的限制，依当前国际标准要求SF6气体的含水量应低于15ppm。SF6气体约比空气重5倍，比CO2气体重2倍多，很容易停滞积存在低洼地区，所以在有SF6气体存在的场所对地沟等处应该有适当的排气措施，以免在局部空间出现缺氧区。

   由于SF6气体优异的绝缘和灭弧性能，现在已普遍应用于高压断路器和封闭组合电器，也应用到变压器，SF6封闭母线即气体电缆和避雷器等。所有的SF6电器都要求有良好的密封，降低漏气量。现在国外的制造厂已妥善地解决了这问题，一般保证年漏气量在1％以下，”有的稍高些2—3％，他们运行几年后壳体内SF6气体的含水量保持在1000ppm重量以下。现在我国制造的SF6电器实际年漏气量和国外还有相当的差距。电器的漏气量高是密封性差引起的，因为密封不理想，一方面SF6气体不断逸出设备外面，SF6压力急剧降低，影响到绝缘能力和灭弧能力，影响到设备牲能；另一方面因为水分子比SF6分子小得多比较容易透过密封，空气里的潮气也会渗进电器壳体内部，增加壳体内SF6气体中的水份含量，使壳体内气体的水蒸汽露点温度升高，温度稍降低就在电器内部结水珠，加剧破坏了电器的绝缘能力。由于SF6气体的良好绝缘性能，基本无腐蚀，电弧作用后对触头几乎无烧损，若密封性能好，几乎不用检修能连续运行10年甚至更长的时间。如果密封性能不好，得经常充气，显然要增加维修工作。现在已有很多SF6 电器设备安装在户内、地下室甚至矿井里，如若密封差渗出的SF6气体就可能长期积存在设备附近，不能自然散去，对操作者和维修造成心理上的威胁。另外在这类场所一般空间比较狭窄，设备本身结构布置也很紧凑，检修操作很不方便。这样看来对电器设备在采用前对其密封性能如何应该作为很重要的因素考察才对。