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六氟化硫(SF6)的分子结构

  六氟化硫(SF6)的分子结构是六个氟原子围绕一个中心硫原子的八面体排列。由于其间距小(0.158nm)和高键能,六氟化硫拥有非常良好的耐热性和化学稳定性。在150℃下,它不与水、酸、碱、卤素、氧、氢、碳、银、铜、塑料和其他材料交换。在500℃下仍不分解。其临界温度为45.5℃,临界压力为3.68 MPa,相对介电系数为1.002(0.1 MPa,25℃)。在临界温度以上,六氟化硫始终是一种气体。但在0.5 MPa,-30℃时,它会液化。因此,六氟化硫的使用压力不宜过高,也不适合高寒地区。六氟化硫分子中不含碳元素,这是其作为灭弧剂的主要优点。六氟化硫中没有能够尽可能的防止氧化的空气。当用于断路器时,它可以显著延长触点的寿命。

  六氟化硫可以在环境和温度下以气态存在,无需加热。如果压力为+20℃,绝对压力为22bar,则六氟化硫为液体;当绝对压力为+30℃和28巴时,六氟化硫为液体。六氟化硫不遵循理想气体原理。

  六氟化硫的介电性能:六氟化硫是一种强电负性气体。它的分子很容易吸收自由电子形成负离子,这削弱了气体中的碰撞电离过程。因此,其介电强度约为空气的2.5倍(0.1 MPa,均匀场);0,3,0,4 MPa下,其介电强度与普通绝缘油在0,1 MPa下的介电强度相似。因此,在高落差的情况下,它通常会取代充油电缆中的绝缘油。六氟化硫最显著的特点是其出色的灭弧性能,其灭弧性能约为空气的100倍,因为其分子在放电过程中吸附大量电子,导致电弧电导率迅速下降。

  随着电场的增加,六氟化硫气体的有效电离系数(电子电离系数和电子粘附系数之间的差值,即在电场力作用下单位距离附着到中性分子上的电子数)大幅度提升。因此,六氟化硫气体在不均匀电场中的优势被削弱,即使局部小电场畸变也会大幅度的降低其断裂强度。因此,在设计六氟化硫气体绝缘装置时,电极之间的电场应尽可能均匀,电极的表面纹理应较高,并且在安装和操作的流程中应去除各种导电颗粒,以充分的利用其优异的绝缘性能。

  用途:由于六氟化硫的优异性能,自20世纪50年代末以来,它已被广泛用作高压断路器的灭弧剂和绝缘介质。60年代中期开发的SF6气体绝缘金属封闭开关设备比传统配电设备占地面积小得多,其运行不受环境条件的影响。因此,它不仅大范围的应用于受状态限制的水电站和超高压电站,而且开始在城市配电网中使用。用六氟化硫气体绝缘的管道母线介电损耗小,传输容量大,不受高差限制。用六氟化硫绝缘的电器还具有防火和防爆的优点。

  虽然六氟化硫本身无毒,但它在电弧放电或电晕放电的作用下分解,产生一些有毒的低氟化物。一些低氟化物将进一步解毒,并产生高腐蚀性有毒物质,如氟化氢。因此,应采取安全措施控制高压六氟化硫设备在运行中的含水量。维护人员应格外的注意防病毒措施。一些分解气体,如HF、SF4等。对含硅材料(如玻璃、电瓷等)具有强腐蚀性。因此,应避免在六氟化硫气体绝缘装置中使用含硅材料,并应使用二氧化硅

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