六氟化硫气体的绝缘特性以及在设备绝缘中的应用
六氟化硫组合电器的性能特点及其在电气设备中的应用
六氟化硫组合电器的性能特点及其在电气设备中的应用六氟化硫（SF6）是一种重要的绝缘介质，被广泛应用于电气设备中。
它具有许多独特的性能特点，使其成为理想的绝缘材料。
本文将介绍六氟化硫组合电器的性能特点，并探讨其在电气设备中的应用。
第一，六氟化硫具有优异的绝缘性能。
六氟化硫是一种无色、无臭、无毒的气体，可以有效地阻止电流的流动。
由于其高电压承受能力和抗电弧性能，它被广泛用作高压电器中的绝缘介质。
与其他绝缘材料相比，六氟化硫的击穿电压和电弧电压远远高于空气，使其在电力传输和分配系统中具有显著的优势。
第二，六氟化硫具有良好的热稳定性。
六氟化硫分子结构稳定，能够在高温环境中长时间工作而不分解。
它的热导率较低，可以有效地抑制设备的过热现象。
因此，六氟化硫在需要长时间连续运行的电气设备中非常适用。
第三，六氟化硫具有优异的化学惰性。
六氟化硫是一种高度稳定的化合物，在常见的化学物质中几乎不发生反应。
这种化学惰性使得六氟化硫能够在恶劣的环境条件下使用，如高湿度、腐蚀性气体等。
此外，六氟化硫不易被水分吸收，不会形成湿气，从而降低设备的绝缘性能。
第四，六氟化硫具有较高的电气导热性能。
相比于空气作为绝缘介质，六氟化硫具有更高的热导率，能够更快地将设备中产生的热量传导出去。
这种优势可以提高设备的可靠性和工作效率，并延长设备的使用寿命。
在电气设备中，六氟化硫被广泛应用于各种高压断路器、扼流圈、相隔离开关和其他高压设备中。
其中最常见的应用是高压断路器。
六氟化硫充当断路器的灭弧介质，能够迅速熄灭开断时产生的电弧，保护设备和人员的安全。
与其他灭弧介质相比，六氟化硫能够处理更高的电流和更高的电压，因而广泛应用于电力系统中。
此外，六氟化硫还被用作电气设备的绝缘填充物。
它可以填充在设备的隔离器中，提供良好的绝缘性能，并确保设备在高电压下的正常工作。
六氟化硫的化学惰性和热稳定性使其具有出色的绝缘性能，而且可以适应不同的工作环境。
尽管六氟化硫在电气设备中得到了广泛应用，但也存在一些潜在的问题。
六氟化硫气体的绝缘及在设备绝缘中的应用
六氟化硫气体的绝缘及在设备绝缘中的应用1. 引言在电力设备中，绝缘是至关重要的。
良好的绝缘性能可以确保电力设备的正常运行，并保护人员和设备免受电击和故障的影响。
六氟化硫（SF6）是一种广泛应用于电力设备绝缘中的气体，其优异的绝缘性能使其成为重要的绝缘介质。
本文将介绍六氟化硫气体的绝缘性能以及其在设备绝缘中的应用。
2. 六氟化硫气体的绝缘性能六氟化硫气体具有以下出色的绝缘性能：2.1 高介电强度六氟化硫气体具有很高的介电强度，能够有效承受高电压的作用而不发生击穿现象。
这使得它成为绝缘系统中理想的介质。
2.2 高电弧灭弧速度六氟化硫气体对电弧具有很高的灭弧速度，能够迅速灭除由电设备中产生的电弧，防止电弧扩散和设备故障。
2.3 高热稳定性六氟化硫气体在高温下具有良好的稳定性，不易分解或燃烧，能够承受高温条件下的应力。
2.4 低化学活性六氟化硫气体在常温下具有较低的化学反应性，不易与其他物质发生反应，能够确保绝缘系统的稳定性和可靠性。
3. 六氟化硫气体在设备绝缘中的应用由于六氟化硫气体独特的绝缘性能，它被广泛用于各种电力设备的绝缘中。
3.1 高压开关设备六氟化硫气体常用于高压开关设备的绝缘介质。
它可以有效地承受高压电流，并能够迅速灭弧，防止电弧扩散和设备损坏。
3.2 变电站设备在变电站中，六氟化硫气体常用于绝缘开关设备和电流互感器的绝缘介质。
它能够提供可靠的绝缘性能，并确保变电站的正常运行。
3.3 输电线路设备在高压输电线路设备中，六氟化硫气体被用作绝缘介质，用于保护电线和电缆的绝缘系统。
3.4 各种电力设备除了以上应用，六氟化硫气体还被广泛用于其他各种电力设备的绝缘中，如发电机、变压器等。
它具有良好的绝缘性能和热稳定性，能够确保电力设备的长期稳定运行。
4. 六氟化硫气体的安全性和环保性六氟化硫气体在使用过程中需要注意其安全性和环保性。
4.1 安全性六氟化硫气体是一种高压气体，具有一定的危险性。
在使用和存储过程中，必须遵循相关的安全操作规程，确保人员和设备的安全。
六氟化硫气体
六氟化硫气体概述六氟化硫（SF6）是一种无色、无味、无毒的气体，具有很高的电气绝缘性能和热稳定性。
它广泛应用于高压电气设备、电力传输和配电系统中，用于消弧和绝缘的作用。
六氟化硫还具有较高的密度和化学稳定性，使其成为一种理想的绝缘气体。
本文将介绍六氟化硫气体的成分、物理性质、应用领域，并对其环境问题进行探讨。
成分六氟化硫气体的化学式为SF6，由硫原子和六个氟原子组成。
其分子结构稳定，化学活性较低。
由于氟原子的电负性较高，六氟化硫具有很高的电气绝缘性能。
物理性质以下是六氟化硫气体的主要物理性质：•密度：6.16 g/L•沸点：-63.8 ℃•熔点：-50.8 ℃•分子量：146.06 g/mol•熔化热：14.7 kJ/mol•气化热：49.6 kJ/mol•蒸气压：160 kPa（20 ℃）由于六氟化硫气体的密度较大，它具有比空气更强的压力和抑制氧气进入电力设备中的能力。
应用领域六氟化硫气体在电力行业有广泛的应用。
以下是它的主要应用领域：高压电气设备六氟化硫气体广泛应用于高压开关设备、断路器和绝缘子中。
它具有很高的绝缘能力，可有效防止电弧产生和电气设备的短路。
六氟化硫气体还可以减小设备的尺寸和重量，提高设备的可靠性和安全性。
电力传输和配电系统为了确保电力传输和配电系统的稳定性和安全性，六氟化硫气体被用作电弧消弧剂和绝缘介质。
在高压输电线路中，六氟化硫气体可有效消除电器设备之间的电弧，并减少电力系统的故障。
金属熔炼六氟化硫气体在金属冶炼过程中起到重要的作用。
它可用作铝、镁和钙等金属的熔炼剂，并能帮助产生纯净的金属产品。
环境问题尽管六氟化硫气体具有优异的电绝缘性能和化学稳定性，但它也存在一些环境问题需要关注。
首先，六氟化硫是一种强效的温室气体，具有很高的全球变暖潜势。
它的大气停留时间长达3000年，能够在大气中积聚并引发全球气候变化。
其次，六氟化硫气体可对大气臭氧层产生破坏。
它的分解产物中的氟化物离子可损害臭氧层，进而对地球的紫外线屏障产生不利影响。
六氟化硫气体的电气绝缘性能和灭弧性能
六氟化硫气体的电气绝缘性能和灭弧性能六氟化硫气体在常温、常压下是一种无色、无嗅、无毒和不可燃的气体，其化学性能非常稳定，在20℃和101325Pa时的密度为6.08g/L，约为空气密度的5倍，六氟化硫气体的临界温度为45.6℃，经压缩而液化，通常以液态装入钢瓶运输。
六氟化硫气体的电气绝缘性能和灭弧性能非常强。
六氟化硫的分子量是空气的５倍，因此六氟化硫离子在电场中的运行速度比空气中的氮、氧等离子小得多，更容易发生复合性，氟离子使气体带电质点减少，大大提高气体的绝缘水平，约为空气的3倍。
氟元素是所有元素中对电子亲和合力最强的，所以六氟化硫具有很强的电负性，对电子吸引能力极大，极易形成负离子，所以六氟化硫气体的灭弧性能是空气的100倍。
因此，六氟化硫气体在电气设备中应用非常广泛，是目前所发现的绝缘灭弧性能最好的物质。
纯净的六氟化硫是一种惰性气体，设备中的放电会造成六氟化硫气体分解，其分解产物与结构材料是不相容的。
六氟化硫气体在电弧作用下产生气体的分解，绝大部分分解物为硫和氟的单原子，电弧熄灭后，大部分又可还原，仅有极少部分在重新结合的过程中与游离的金属原子及水发生化学反应，产生金属氟化物以及HF有毒性和腐蚀性物质。
通过对六氟化硫压力和温度关系曲线分析可知，在液化曲线右侧，温度变化时气体的密度保持不变，仅呈现压力的变化，即绝缘强度及灭弧性能不变，但当气体的温度下降到液化气温而继续下降时，气体将液化，其压力、密度下降得很快。
此时气体的灭弧绝缘性能都要迅速下降，因此，六氟化硫设备不允许工作温度低于液化温度。
另外，六氟化硫又是在化学上极其稳定的一种气体，它在大气中的寿命约为3200年。
特别是SF6具有很强的吸收红外辐射的能力，也就说，六氟化硫是一种有很强温室效应的气体，如以100年为基线，其潜在的温室效应作用为CO2的2.39万倍。
加之目前排放到大气中的六氟化硫气体，正以8.7%的速率在增长。
应当指出，六氟化硫的温室效应以往并非没有发现，只不过由于现存于地球大气中的六氟化硫气体的浓度非常低，故认为它的影响较小，未给予认真的考虑之故。
六氟化硫电气设备及其绝缘技术
六氟化硫电气设备及其绝缘技术引言部分的内容如下：1. 引言1.1 概述六氟化硫电气设备作为一种新型的高压电气设备，具有独特的绝缘性能和广泛的应用前景。
其在能源行业中的应用越来越广泛，并为电力输配系统提供了更可靠、高效和安全的解决方案。
本文旨在对六氟化硫电气设备及其绝缘技术进行全面深入的研究与探讨，以期进一步推动该领域的发展。
1.2 文章结构本文共分为五个主要部分。
首先，我们将介绍六氟化硫电气设备的基本原理和特点，包括其定义、分类、工作原理以及主要特点和优势。
接着，我们将回顾六氟化硫绝缘技术的历史发展，并探讨其在不同领域中的应用情况。
然后，我们会通过具体案例分析阐述六氟化硫电气设备在能源行业中的应用，并总结相关经验与教训。
最后，在结论部分，我们将展望六氟化硫电气设备未来的发展前景，并探讨其绝缘技术的优势和局限性，提出对该领域的建议和展望。
1.3 目的本文的主要目的是全面了解和探索六氟化硫电气设备及其绝缘技术。
通过对其基本原理、工作特点以及应用案例进行研究和分析，我们旨在为读者提供关于六氟化硫电气设备的详尽知识，并深入探讨该技术在能源行业中的应用前景与发展趋势。
同时，我们还将对六氟化硫电气设备的优势和局限性进行评估，并提出相关建议，以促进该领域更好地推动技术创新和应用实践。
2. 六氟化硫电气设备的基本原理和特点:2.1 六氟化硫电气设备的定义和分类六氟化硫电气设备是一种采用六氟化硫作为绝缘介质的高压电力设备。
根据其用途和结构，可以分为六氟化硫断路器、六氟化硫隔离开关、六氟化硫电缆等多种类型。
2.2 六氟化硫电气设备的工作原理六氟化硫电气设备通过将六氟化硫注入高压容器中，形成亚稳态的六挠态（SF6）。
当发生故障或需要断开回路时，通过引入弧道，产生一个低阻抗的击穿路径，从而使六挠态内部发生弧光放电并瞬间将击穿口周围介质转变为导体。
随后，在极短的时间内提供大量能量以维持电流流程，并在合适的时机自动断开故障串联部分，实现绝缘状态。
sf6灭弧原理
sf6灭弧原理SF6灭弧原理概述SF6（六氟化硫）是一种无色、无味、无毒的气体，具有很高的绝缘性能和电弧灭弧能力，被广泛应用于高压电气设备中。
SF6灭弧原理是指利用SF6气体的特殊性质，在高电压下形成稳定的电弧状态，并通过吸收和消耗能量来灭弧。
SF6气体的特性SF6是一种具有极高电负性的气体，其分子结构中的六个氟原子与硫原子形成六边形的结构，使得SF6具有极高的电负性。
这种特性使得SF6气体在高电压下能够有效地抑制电弧的形成和扩展。
电弧的形成和扩展电弧是指当电流通过非绝缘介质时，由于电压过高或介质损坏等原因，电流会在两个电极之间形成一个气体放电通道。
电弧的形成和扩展会导致设备故障、能量损耗以及对设备和人员的安全造成威胁。
SF6灭弧原理SF6灭弧原理主要包括以下几个方面：1. 高电压下的电弧特性在高电压条件下，电弧在SF6气体中形成。
SF6气体通过其高电负性，迅速吸引和离子化电子，形成电子云。
这个电子云的形成会导致气体中的电导率急剧增加，进而形成电弧通道。
2. 稳定的电弧状态SF6气体具有很高的热传导能力，可以迅速吸收和消耗电弧释放的热能。
在电流过零时，电弧会熄灭并重新形成，形成一个稳定的电弧状态。
这种稳定的电弧状态能够保持设备的正常运行。
3. 高灭弧能力SF6气体具有很高的灭弧能力，可以在很短的时间内将电弧熄灭。
这种高灭弧能力可以有效地保护设备和人员的安全。
应用领域SF6灭弧原理被广泛应用于高压电气设备中，如变电站、开关设备、隔离开关等。
在这些设备中，SF6气体被用作灭弧介质，用于灭弧和隔离电弧。
优势与不足SF6灭弧原理具有以下优势：1. 高灭弧能力：SF6气体具有很高的灭弧能力，可以迅速熄灭电弧，保护设备和人员的安全。
2. 稳定的电弧状态：SF6气体能够形成稳定的电弧状态，确保设备的正常运行。
3. 高绝缘性能：SF6气体具有很高的绝缘性能，可以有效地防止电弧的形成和扩展。
然而，SF6灭弧原理也存在一些不足之处：1. SF6气体对环境的影响：SF6气体属于温室气体，对大气臭氧层有一定的破坏作用。
断路器中SF6气体的特性及如何安全使用
断路器中SF6气体的特性及如何安全使用作者：张锦峰来源：《消费电子·理论版》2013年第11期摘要：随着电力工业的迅速发展和技术装备水平的提高，六氟化硫电器设备已大量的投运，六氟化硫气体是目前电器工业普遍应用的具有优良灭弧和绝缘介质的气体，相应的就需要对断路器内六氟化硫气体有所了解。
这里对SF6气体的特性及相关安全使用情况进行探讨。
关键词：六氟化硫气体；含水量；密度控制器中图分类号：TM564 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 22-0000-01一、断路器中SF6气体的特性（一）六氟化硫气体的化学性能是稳定的气态物质。
六氟化硫气态的分子式为SF6，分子量为146.07，分子直径为4.56×10-10m。
六氟化硫气体在常温常压下当气态在20℃和101.31kp2时的密度为6.19g/l，约为空气的5倍。
六氟化硫气体其电弧结构近似于温度为径向矩形分布的弧芯，弧芯部分温度高导电性好，弧芯外围部分温度下降非常陡峭，而外峭部分温度低散热好。
因此，六氟化硫电弧电压低，电弧输入功率小，对熄弧有利。
1.六氟化硫的电气性质，六氟化硫分子具有良好的灭弧和绝缘性能，在比较均匀的电气中，其绝缘强度约为空气的2-3倍。
在3个表压下，其绝缘强度可达到绝缘油的水平。
在101.31kpa的压力下的均匀电场中，六氟化硫气体的耐电强度约为氮气的2.5倍。
所以，六氟化硫气体的这一特性是它成为优良的绝缘与灭弧介质的重要原因之一。
2.六氟化硫气体在常温下是很稳定的，不会裂化。
六氟化硫气体的电弧时间常数小，电弧过零后，介质性能的恢复远比空气和油介质为快。
但是在电弧高温作用下，会产生分解和电离，形成低氟化物。
与气体中的水分、电极材料发生反应，会生成多种对人体有害的金属氧化物和酸类物质，有的甚至是剧毒，会造成零部件腐蚀，绝缘件劣化，导体接触不良等严重后果。
因此，需定期检测气体浓度。
3.六氟化硫气体在常温时或者在较高的温度下，一般不会发生自分解反应，它的热分解温度大约在500℃左右。
六氟化硫气体的绝缘特性以及在设备绝缘中的应用
六氟化硫气体的绝缘特性以及在设备绝缘中的应用简介六氟化硫（SF6）是一种无色、无臭、无味的气体，在电工领域中具有优良的绝缘特性。
由于其较高的绝缘能力和化学稳定性，SF6广泛应用于各种高压电力设备的绝缘中。
六氟化硫气体的绝缘特性SF6气体的绝缘特性主要表现在以下几个方面：高绝缘强度SF6气体具有很高的击穿电场强度，能够承受较高的电压而不发生电晕放电或击穿，因此可以作为优良的绝缘介质使用。
其绝缘强度远高于空气和其他常见的绝缘介质。
低介质损耗相比于其他绝缘气体，SF6气体的介质损耗非常低。
这意味着在高电压设备中使用SF6作为绝缘介质，能够减少能量损耗，并提高设备的效率。
良好的热稳定性在高温和低温条件下，SF6气体的绝缘性能保持稳定。
这使得SF6气体在各种环境中都能可靠地发挥绝缘作用，无论是在极寒的北极地区，还是在高温的炎热气候中。
抗化学腐蚀能力强由于SF6是一种惰性气体，在大多数常见的化学物质中都不会发生化学反应，因此它具有较强的抗化学腐蚀能力。
这使得SF6气体可以在各种恶劣的环境条件下使用，例如在潮湿、腐蚀性气体存在的地方。
SF6在设备绝缘中的应用由于六氟化硫气体的优良绝缘特性，它在很多高压电力设备的绝缘中得到了广泛的应用。
以下是一些常见的SF6在设备绝缘中的应用：SF6绝缘开关设备SF6绝缘开关设备被广泛应用于电力系统中的配电设备和变电站。
SF6绝缘开关设备由于其绝缘特性好、耐电弧性能优异等特点，能够有效地隔离和控制电力系统的电路，保证系统的安全运行。
SF6绝缘断路器SF6绝缘断路器是一种重要的高压开关设备，通常用于电力系统中的高压线路和变电站中。
SF6绝缘断路器具有良好的弧光灭弧特性，能够可靠地切断和负荷电流，以保护电力设备和人员的安全。
SF6绝缘电缆SF6气体也可以作为电缆绝缘介质的填充物使用。
SF6绝缘电缆具有较高的绝缘强度和较低的介质损耗，能够在高压条件下传输电能，并保证电能传输的可靠性和安全性。
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SF6气体绝缘的应用及其理化特点
9
SF6气体绝缘的应用及其理化特点
• SF6-薄膜组合绝缘 应用于SF6变压器和互感器中，作为
导体的匝间和层间绝缘
10
SF6气体绝缘的应用及其理化特点
• 高压配电装置的类型 • 空气绝缘的敞开式开关设备(AIS)
• 气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)
• 混合技术开关设备(MTS)
55
稍不均匀电场中六氟化硫的击穿
• 小结2 • 实际中，一般采用稍不均匀场的电极布
置结构，例如同轴圆柱或同心圆球（半 球）。 • 为降低最大场强，经常采用的数据是： 对同轴圆柱结构，R=3r；对同心圆球结 构，R=2.2r。
56
极不均匀场中六氟化硫的击穿
与均匀电场中的击穿电压相比，SF6气
体在极不均匀电场中击穿电压下降的程
度比空气大。
当电极曲率半径小、
47
均匀电场中六氟化硫的击穿
• 面积效应 随着电极面积增大，击穿电压下降的
现象称为面积效应。 电极表面越光滑，气压越高，面积效
应也越大。冲击电压下，因电压作用时 间较短，影响击穿电压的偶然因素出现 的概率减少，所以面积效应也较工频电 压下弱。
48
均匀电场中六氟化硫的击穿 • 小结1：
理想环境下Ub与pd成线性关系。
26
SF6气体绝缘的应用及其理化特点
H-GIS综合费用比AIS虽贵些,但它的 技术经济指标优越,特别减少了套管数量 (约为AIS的50％),支柱绝缘子数(约为其 20％),设备支架数(为其20%),占地面积( 为其60％),安装工作量(为其50％),维护 工作量(为其20％)等。
27
SF6气体绝缘的应用及其理化特点
(2)由于元件组合,缩短了设备间接线 距离,节省了各设备的布置尺寸。相对于 传统的AIS,大大缩小了高压设备纵向布置 尺寸,减少占地面积达40~60％
22
SF6气体绝缘的应用及其理化特点
(3)由于采用在制造厂预制式整体组装 调试、模块化整体运输和现场施工安装 的方式,现场施工安装更为简单、方便。 同时减少了变电站支架、钢材需用量。 又由于基础小,工程量少,混凝土用量少,大 大减少了基础工作和费用开支
42
均匀电场中六氟化硫的击穿 当压力p较高时， 值较小，电子崩长度较小 的情况下，即发生击穿，Eb /P小于（E/P）crit
43
均匀电场中六氟化硫的击穿
对于SF6
44
均匀电场中六氟化硫的击穿 以（ph）crit表示（K/β)/(E/P)crit， 当ph>(ph)crit时，突出物即会产生影响而 使Eb/p小于（E/P）crit，即在高压下，即 使是一个很微小的突出物，也会对击穿 电压产生很大影响，使Ub值降低。
分子具有很强的电负性，容易吸附电子 形成负离子，阻碍放电的形成和发展。 (2)SF6分子的直径大，电子在SF6气体中的 平均自由行程短(约为0.22um)。而SF6的 电离电位又大。因此减小了电子碰撞电 离的可能性。
33
均匀电场中六氟化硫的击穿 (3)电子与SF6气体分子相遇时，还会因极
化等过程增加能量损失，减弱其碰撞电 离能力。
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SF6气体绝缘的应用及其理化特点
(4)由于MTS模块化,非常灵活,特别适 用于老式变电站的改造。MTS正是适应 欧洲50年代和60年代老电站需要改造而 兴起。MTS减少了老变电站升级改造的 施工难度和投资规模,同时提高了可靠性 。
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SF6气体绝缘的应用及其理化特点
• 混合技术开关设备(MTS)目前发展状况 目前国内三家大型企业(西开电气、
GIS变电站设计应注意的问题： １主接线设计和气室划分应充分考虑扩建
和故障检修的灵活性（单元化，相互独 立的气室有利于防止事故范围扩大） ２户内通风装置设计应防止气体泄漏造成 窒息事故
19
SF6气体绝缘的应用及其理化特点
• 混合技术开关设备(MTS) 复合式GIS (H-GIS)是三相空气绝缘且
不带母线的单相GIS。基本型号为ZHW， 国内将H-GIS亦称为准GIS,简化GIS等。
34
均匀电场中六氟化硫的击穿 电子电离系数和附着系数
电离系数α、附着系数η、有效电离系数
35
均匀电场中六氟化硫的击穿
对于SF6,仅当E/p
大于临界值(E/p)c
＝885kv/cm·MPa
时放电才有可能
发展;而对于空气,
其
(E/p)c=244kv/cm
·Mpa，由此可知，
均匀电场中SF6的
电气强度约为空
随着P的增大，巴申曲线会出现偏移。
电极表面状态的影响 导电微粒的影响 面积效应
49
稍不均匀电场中六氟化硫的击穿
电子崩转变为流注的条件即为间隙击 穿的条件。
实际设备中，电场不可能完全均匀， 而极不均匀电场又使SF6的优越性不能充 分发挥。因此设计SF6气体绝缘的电气设 备时，应尽量采用稍不均匀电场结构。 同轴圆柱或同心圆球（半球）
Xc=Xo-r
52
稍不均匀电场中六氟化硫的击穿
通过试算法可求得击穿电压 Ub=99.5kV
53
稍不均匀电场中六氟化硫的击穿
随着间隙距离的增 加，击穿电压的增 加出现饱和现象。 这是因为随着间隙 距离的增加，电场 的不均匀程度增加， 击穿电压的增加越 来越慢的缘故。
54
稍不均匀电场中六氟化硫的击穿
平高集团和新沈高)正在积极研制1100kV GIS和H-GIS(MTS)。
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SF6气体绝缘的应用及其理化特点
根据广东的经验,H-GIS相比GIS具有明显 的价格优势。如550kV一间隔设备费用约为720 万美元(2002年到岸价),而H-GIS一间隔约为18 3万美元(横沥站2002年DDV价),约为GIS价格的 1/4,同时GIS扩建麻烦,而H-GIS不带母线,分相 布置,当一相断路器需维护或扩建时,只需断开 与三相母线的连接线,因此H-GIS相比GIS占有 价格低和扩建维修的优势。
20
SF6气体绝缘的应用及其理化特点
• H-GIS的优势 (1)MTS开关设备完全解决了户外隔离
开关运行可靠性问题。同时由于各元件 组合,大大减少了对地绝缘套管和支柱数( 仅为常规设备的30~50％)。这也减少了 绝缘支柱因污染造成对地闪络的概率,有 助于提高运行的可靠性
21
SF6气体绝缘的应用及其理化特点
气的3倍。
36
均匀电场中六氟化硫的击穿 • 自持放电条件 当崩头电子数达到
nc 0.5106 ~ 108
ad I nnc K 13 ~ 18.5
放电由非自持转入自持阶段。
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均匀电场中六氟化硫的击穿
38
均匀电场中六氟化硫的击穿
对于不同的间隙，当压力 不太大时，相同pd值时的 击穿电压值落在同一条曲 线上；随着压力的增大， 击穿电压值偏离上述曲线； 间隙距离d越小，开始出 现偏离的pd值也越小。这 种现象可能是电极表面粗 糙和气体中有杂质等原因 造成的。
• 50年代末起，用作断路器的内部绝缘和 灭弧介质
• 1965年已出现了SF6金属封闭开关设备（ GIS）
• 现在电缆、电流互感器、电压互感器、 套管、电力变压器、避雷器和试验变压 器等设备中
3
SF6气体绝缘的应用及其理化特点
• 绝缘结构 • SF6气体间隙绝缘
这是设备中主要的绝缘结构，要求电 场尽可能均匀。可采用同轴圆柱结构． 导体拐弯部分应制成圆弧形
4
SF6气体绝缘的应用及其理化特点
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SF6气体绝缘的应用及其理化特点
• SF6—固体介质分界面绝缘 要注意固体介质对电场的影响，以及
固体介质表面状况对沿面放电过程的影 响。
6
SF6气体绝缘的应用及其理化特点
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SF6气体绝缘的应用及其理化特点
• 出线绝缘 这是指SF6电力设备高压引出线的绝
缘。高压导体与接地外壳之间采用SF6为 主要绝缘，并用瓷套将SF6与其它介质(如 空气、油)隔离。
• 稍不均匀电场中，根据经验公式：不均 匀度f=Emaxd/U,U为外施电压,f与电场分 布中的最大场强Emax成正比。
• 击穿电压Ub=E0d/f, f越小，Ub越大（E0为 临界击穿场强）。
• 在稍不均匀电场中，应在可能的情况下 尽量降低最大场强，来提高击穿电压。
• 为降低最大场强，经常采用的数据是： 对同轴圆柱结构，R=3r；对同心圆球结 构，R=2.2r。
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SF6气体绝缘的应用及其理化特点
分子量较大，（复 合性强）较高压力 下易液化，SF6绝缘 通常使用范围（40℃≤温度≤80℃， 压力<0.8MPa）内， 温度低于-18℃时， 需考虑SF6气体的液 化问题。
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SF6气体绝缘的应用及其理化特点
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均匀电场中六氟化硫的击穿
• SF6电气强度高的原因 (1)氟是卤族元素中电负性最强，因此SF6
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均匀电场中六氟化硫的击穿 电极表面状态的影响
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均匀电场中六氟化硫的击穿 击穿条件
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均匀电场中六氟化硫的击穿 当SF6气体的压力较低时，( 值较大。这 时电子崩将延伸至整个间隙(Xc＝d-h)，且 间隙内各处场强与气压之比应较高，积分 式的值达到 而发生击穿。因此p较低时， Eb /P大于（E/P）crit
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SF6气体绝缘的应用及其理化特点
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SF6气体绝缘的应用及其理化特点
• SF6金属封闭开关设备（即GIS） （Gas Insulated Switchgear)简称GIS，
它将一座变电站中除变压器以外的一切 设备，包括断路器、隔离开关、接地开 关、电压互感器、电流互感器、避雷器 、母线、电缆终端、进出线套管等，经 优化设计有机地组合成一个整体。
• 敞开式组合电器 • 复合式GIS (Hybrid Gas Insulated Switchgear)