Elegas 及其特性

SF6 氣體——電氣氣體——是六氟化硫 SF6（六氟）……SF6 氣體是 SF6 絕緣電池元件中的主要絕緣體。

在工作壓力和常溫下SF6氣體——無色、無味、不可燃的氣體，比空氣重5倍（密度6.7對空氣1.29），分子量也是空氣的5倍。

SF6 氣體不會老化，即不會隨時間改變其特性；它在放電過程中分解，但很快就會重新結合，恢復其原來的介電強度。

在高達 1000 K 的溫度下，SF6 氣體呈惰性和耐熱性，在高達約 500 K 的溫度下，它呈化學惰性並且不會對 SF6 開關設備結構中使用的金屬產生侵蝕性。

在電場中，SF6氣體具有俘獲電子的能力，導致SF6氣體具有很高的介電強度。通過捕獲電子，SF6 氣體形成在電場中緩慢加速的低遷移率離子。

SF6 氣體的性能在均勻場中提高，因此，為了運行可靠性，開關設備的各個元件的設計必須保證電場的最大均勻性和同質性。

在不均勻的場中，會出現電場的局部過電壓，這會導致電暈放電。在這些排放的影響下，SF6 分解，在環境中形成低級氟化物（SF2、SF4），對結構材料產生有害影響。完整的氣體絕緣開關設備 (GIS)。

為避免洩漏，金屬部件的單個元件和電池網格的所有表面均清潔光滑，不應有粗糙和毛刺。滿足這些要求的義務取決於污垢、灰塵、金屬顆粒也會在電場中產生局部應力，從而降低 SF6 絕緣的介電強度。

SF6 氣體的高介電強度允許在氣體的低工作壓力下減少絕緣距離，因此減少了電氣設備的重量和尺寸。這反過來又可以減小開關設備的尺寸，這非常重要，例如，對於北方的條件，那裡每立方米的房屋都非常昂貴。

SF6 氣體的高介電強度以最小的尺寸和距離提供高度絕緣，SF6 良好的滅弧能力和冷卻能力增加了開關裝置的分斷能力並減少 加熱帶電部件.

使用 SF6 氣體，在其他條件相同的情況下，允許增加 25% 的電流負載，並且由於耐化學性、不可燃性、防火安全性，銅觸點的允許溫度高達 90°C（在空氣中為 75°C） SF6氣體的冷卻能力更強。

SF6 的一個缺點是它會在相對較高的溫度下轉變為液態，這對運行中的 SF6 設備的溫度範圍提出了額外的要求。該圖顯示了 SF6 氣體狀態對溫度的依賴性。

SF6 氣體狀態與溫度的關係圖

對於SF6設備在-40g負溫下運行，要求設備內SF6氣體壓力不超過0.4MPa，密度不大於0.03g/cm3。

隨著壓力的增加，SF6 氣體會在更高的溫度下液化。因此，為了在大約負 40°C 的溫度下提高電氣設備的可靠性，必須對其進行加熱（例如，將 SF6 斷路器的儲液器加熱至正 12°C，以避免 SF6 氣體進入液體狀態）。

在其他條件相同的情況下，SF6 氣體的電弧容量比空氣大數倍。這可以通過等離子體的組成和熱容量、熱量和溫度的溫度依賴性來解釋。 電導率.

在等離子體狀態下，SF6 分子分解。在 2000 K 量級的溫度下，由於分子的解離，SF6 氣體的熱容量急劇增加。因此，等離子體在 2000 — 3000 K 溫度範圍內的熱導率比空氣高得多（兩個數量級）。在大約 4000 K 的溫度下，分子的離解減少。

同時，在 SF6 電弧中形成的低電離勢原子硫有助於形成足以維持電弧的電子濃度，即使在 3000 K 量級的溫度下也是如此。隨著溫度進一步升高，等離子體電導率降低，達到空氣的導熱係數，然後再次增加。與空氣中的電弧相比，此類工藝可將 SF6 氣體中的燃燒電弧的電壓和電阻降低 20 - 30%，溫度約為 12,000 - 8,000 K。結果，等離子體的電導率降低。

在 6000 K 的溫度下，原子硫的電離度顯著降低，游離氟、低級氟化物和 SF6 分子捕獲電子的機制增強。

在大約 4000 K 的溫度下，分子的解離結束，分子的重組開始，電子密度隨著原子硫與氟的化學結合而降低得更多。在此溫度範圍內，等離子體的熱導率仍然很大，電弧被冷卻，這也得益於自由電子被 SF6 分子和原子氟捕獲而從等離子體中移除。間隙的介電強度逐漸增加並最終恢復。

SF6氣體滅弧的一個特點是在電流接近於零時，細弧桿仍然保持，並在電流過零的最後時刻斷開。此外，電流過零後，SF6 氣體中殘留的弧柱強烈冷卻，包括由於等離子體熱容量在 2000 K 數量級時的更大增加，介電強度迅速增加.

SF6 氣體 (1) 和空氣 (2) 的介電強度增加

電弧在 SF6 氣體中在相對較低的溫度下燃燒到最小電流值的這種穩定性導致在電弧熄滅期間沒有電流中斷和大的過電壓。

在空氣中，電弧電流過零瞬間間隙的介電強度較大，但由於空氣中電弧的時間常數較大，電流過零後介電強度的增加速率較小。