六氟化硫和气体绝缘电气设备
DL／T 1986—2019 六氟化硫混合气体绝缘设备气体检测技术规范
4 检测项目、检测周期和检测方法
混合气体绝缘设备气体检测项目、检测周期和检测方法见表 1。
表 1 混合气体绝缘设备气体的检测项目、检测周期和检测方法
序号
检测项目
检测周期
检测方法
1
DL / T 996 — 2019
1
混气比
1 次/年和必要时
传感器法、气相色谱法
2
湿度
பைடு நூலகம்
冷凝露点法、电阻电容法（DL/T 506）
按照检测仪器的要求连接管路，采用导入式取样，冲洗管路 3 min~5 min 后取样检测。
5.2 实验室分析取样
按照 DL/T 1032 中的相关规定执行。
6 检测
6.1 混气比检测
6.1.1 传感器法
6.1.1.1 方法概要
利用 SF6 和另一种气体的导热系数或红外吸收特性的差异，采用热导或红外传感器检测 混合气体的混气比；同时采用电化学传感器检测气体中的 O2 含量。检测流程见图 1。
说明：
1、2 ——流量调节阀 3、4 ——流量传感器 5 ——热导或红外传感器 6 ——氧气传感器 7、8 ——氧气传感器保护阀 9 ——旁路调节阀 10 ——尾气收集装置
图 1 检测流程示意图
6.1.1.2 仪器要求
传感器法混气比检测仪，应具备下列条件： a） 检测组分： SF6、O2； b） 传感器类型：SF6 检测宜采用热导或红外传感器，O2 检测宜采用电化学传感器；
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
SF6 混合气体 SF6 gas mixture SF6 气体与另一种气体按一定比例混合的绝缘气体。
3.2
SF6 混合气体绝缘设备 SF6 gas mixture insulated equipment 使用 SF6 混合气体作为绝缘介质的电气设备。
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。
第八章 六氟化硫绝缘气体
第八章六氟化硫绝缘气体电气设备传统的绝缘介质和灭弧介质是绝缘油。
电力变压器几乎全是采用绝缘油的，这是因为绝缘油具有比空气强度高的多的绝缘特性，其比热比空气大一倍，且液态受热后具有对流特性，故使它在变压器内既作绝缘介质又作冷却介质。
油断路器开断电流时，绝缘油被电弧能量所分解，形成以氢气为主体的高温气体，积贮压力，达到一定值后形成气吹，由于氢的导热率极高，使弧道冷却去游离，导致电弧在电流过零时熄灭，同时使断口间获得良好的绝缘恢复特性，保证了大电流的顺利开断，因此油在断路器内既是良好的绝缘介质，又是优异的灭弧介质。
但绝缘油的最大缺点是可燃性，而电气设备一旦发生损坏短路，都有可能出现电弧，电弧高温可使绝缘油燃烧而形成大火。
电力系统因此而形成的火灾事故是有不少教训的。
六氟化硫气体具有不可燃的持性，并具有良好的绝缘性能和灭弧性能，60年代时首先被用于断路器中，接着扩大应用于变压器、电缆……等各种电气设备。
SF6气体绝缘的电气设备与充油电气设备相比，它具有以下主要特点：(1)不易着火、安全性高。
常温、常压下的SF6为不燃气体，万一设备本身出现故障或周围发生火灾时，SF6不会燃烧，可防止火势的蔓延。
封闭组合电器的带电部分全部密封在接地的金属壳内，无触电的危险，面且不存在因飞来物等外因引起的有关事故，能确保安全运行。
(2)使用寿命和检修周期长。
SF6电气设备为完全密封结构，外部的空气、水分和其它杂质等不易侵入，一般不会出现内部受潮和气、尘污染等现象，其内各部件又为不活泼的SF6所包围，从而减缓了电气材料的老化。
SF6本身不易变质，沉积物和其它污染杂质也较少，与充油设备相比，相对延长了设备的使用寿命和检修周期。
(3)占地面积小，安装、操作简便。
全封闭的SF6组合电器设备，其结构十分紧凑，体积小，使用、安装的占地面积也小。
据统计，一个采用全封闭组合电器的变电所的占地面积仅为敞开式变电所的20％。
SF6断路器和变压器的安装、操作比较简单，其总重量比充油设备轻得多，运行时的噪声也较小。
六氟化硫用在什么地方？
“六氟化硫”用在什么地方？
SF6气体已有百年历史，它是法国两位化学家Moissan和Lebeau于1900年合成的人造惰性气体，当前SF6气体主要用于电力工业中。
SF6气体用于4种类型的电气设备作为绝缘和/或灭弧；SF6断路器及GIS（在这里指六氟化硫封闭式组合电器，国际上称为“气体绝缘开关设备”（Gas Insulated Switchgear)）、SF6负荷开关设备，SF6绝缘输电管线，SF6变压器及SF6绝缘变电站。
80%用于高中压电力设备。
六氟化硫具有良好的电气绝缘性能及优异的灭弧性能。
其耐电强度为同一压力下氮气的2.5倍，击穿电压是空气的2.5倍，灭弧能力是空气的100倍，是一种优于空气和油之间的新一代超高压绝缘介质材料。
六氟化硫以其良好的绝缘性能和灭弧性能，如：断路器、高压变压器、气封闭组合电容器、高压传输线、互感器等。
电子级高纯六氟化硫是一种理想的电子蚀刻剂，被大量应用于微电子技术领域。
冷冻工业作为制冷剂，制冷范围可在-45℃～0℃之间。
电气工业利用其很高介电强度和良好的灭电弧性能，用作高压开关、大容量变压器、高压电缆和气体的绝缘材料。
采矿工业用作反吸附剂，用于矿井煤尘中置换氧。
高纯SF6还因其化学惰性、无毒、不燃及无腐蚀性，还被广泛应用于金属冶炼（如镁合金熔化炉保护气体）、航空航天、医疗（X光机、激光机）、气象（示踪分析）、化工（高级汽车轮胎、新型灭火器）等。
GIS和HGIS
在电力工业中，GIS是指六氟化硫封闭式组合电器，国际上称为“气体绝缘开关设备”（Gas Insulated Switchgear)简称GIS，它将一座变电站中除变压器以外的一次设备，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。
GIS全称气体绝缘组合电器设备（Gas Insulated Switchgear），主要把母线、断路器、CT、PT、隔离开关、避雷器都组合在一起。
就是我们经常可以看到的开关站，也叫高压配电装置。
高压配电装置的型式有三种：第一种是空气绝缘的常规配电装置，简称AIS。
其母线裸露直接与空气接触，断路器可用瓷柱式或罐式。
葛洲坝电厂采用的即是这种型式。
第二种是混合式配电装置，简称H－GIS。
母线采用开敞式，其它均为六氟化硫气体绝缘开关装置。
第三种是六氟化硫气体绝缘全封闭配电装置。
其英文全称GAS—INSTULATED SWITCHGEAR，简称GIS。
GIS的优点在于占地面积小，可靠性高，安全性强，维护工作量很小，其主要部件的维修间隔不小于20年。
HGIS（Hybrid Gas Insulated Switchgear)是一种介于GIS和AIS之间的新型高压开关设备。
HGIS的结构与GIS基本相同，但它不包括母线设备。
其优点是母线不装于SF6气室，是外露的，因而结线清晰、简洁、紧凑，安装及维护检修方便，运行可靠性高。
1.GIS技术的进步从上世纪60年代GIS问世以来,GIS一直处于发展之中,在保持高可靠性的同时,减少材料用量和降低成本。
同时在GIS的基础上,最新演变出H-GIS(MTS)即复合式GIS。
GIS的进步主要表现在:1)断路器技术的发展在增大容量的同时减少断口数是提高断路器和GIS技术经济指标的最主要措施。
减少断口数能简化结构,提高靠性,同时减少SF6气体用量和排放量。
目前550kV SF6断路器已由双断口发展到单断口。
DLT639六氟化硫电气设备
六氟化硫电气设备运行、试验及检修人员安全防护细则DL/T 639－1997中华人民共和国电力工业部1998－01－22批准 1998－07－01实施前言本行业标准是依照并参照了IEC480《电气设备中六氟化硫气体检测导则》和GB8905《六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则》制定的。
虽然纯净的六氟化硫气体是无毒的，但在生产过程中会有多种有毒气体产生。
在设备运行过程中，在电弧作用下，六氟化硫气体也会产生多种有毒分解产物。
因此亟待须对从事六氟化硫电气设备运行、试验及检修人员的安全防护予以明确的规定。
1993年10月，电力工业部93（05）号文明确，《六氟化硫电气设备运行、试验及检修人员安全防护规定》为需制定（修订）的电力行业标准计划项目之一。
1994年11月，电力工业部技综（1994）42号文《关于下达1994年制（修）定电力行业标准计划项目的通知》中，再次将其列入。
在制定过程中，标准定名为《六氟化硫电气设备运行、试验及检修人员安全防护细则》。
本标准附录A、附录B都是标准的附录。
本标准由电力工业部电厂化学标准化技术委员会提出。
本标准由电力工业部热工研究院技术归口。
本标准起草单位：湖南省电力局（承担单位）、湖南省电力试验研究所、电力工业部热工研究院、华北电力科学研究院、湖南省变电修试安装公司。
本标准主要起草人：谭雪春、孟玉婵、朱芳菲、王志胜。
本标准由电力工业部电厂化学标准化技术委员会负责解释。
1 主题内容与适用范围1．1 本标准包括六氟化硫气体的安全使用，设备运行和解体时的安全防护措施，以及个人防护用品的管理与使用等内容。
1．2 本标准适用于电力行业六氟化硫电气设备运行、试验及检修人员的安全防护，其他有关六氟化硫电气设备使用单位亦可参照使用。
2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
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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挥。
在设计以 SF6 气体作为绝缘的各种电气设 备时，应尽可能使气隙中的电场均匀化， 采用屏蔽等措施以消除一切尖角处的极 不均匀电场，使 SF6 优异的绝缘性能得 到充分的利用。
六氟化硫和气体绝缘电气设备
• SF6的电气强度约为空气的2.5倍，灭弧 能力更高达空气的100倍以上，所以在超 高压和特高压的范畴内，它已完全取代 绝缘油和压缩空气而成为唯一的断路器 灭弧媒质。
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目前SF6不但应用于单一电力设备，如：SF6 断路器、气体绝缘变压器等。
也被广泛采用于将多种变电设备集于一体 并密闭充SF6气体的容器之内的封闭式气 体绝缘组合电器（GIS）和充气管输电线 等装置中。
2.导电微粒
设备中的导电微粒有两大类，即固定微粒 和自由微粒，前者的作用与电极表面缺 陷相似，而后者因会在极间跳动而对SF6 气体的绝缘性能产生更大的不利影响。
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• 图2—17给出 R/r=1.67～4．06 的同轴圆筒中SF6 的击穿场强Eb与气 压p的关系曲线， 由图中可见击穿场 强并不与气压成正 比，而是增加得少 一些。
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在稍不均匀电场中，极性对于气隙击穿电 压的影响与极不均匀电场中的情况是相 反的，此时负极性下的击穿电压反而比 正极性时低10％左右。冲击系数很小， 雷电冲击时约为1.25，操作冲击时更小， 只有1.05～1.1。
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一、SF6的绝缘性能
SF6具有较高的电气强度，主要是因为其具 有很强的电负性，容易俘获自由电子而 形成负离子(电子附着过程)，电子变成 负离子后,其引起碰撞电离的能力就变得 很弱，因而削弱了放电发展过程。
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电场的不均匀程度对SF6电气强度的影响远 比对空气的大。
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由于强电负性气体在实用中所处条件均属于流注 放电的范畴，所以这里不再讨论其汤逊自持放 电条件，而直接探讨其流注自持放电条件。为 此，可参照式(1—20)写出均匀电场中电负性 气体的流注自持放电条件为：
实验研究证明：对于SF6气体，常数K=10.5，相 应的击穿电压为：
式中：p-气压，Mpa，d-极间距离，mm
六氟化硫和气体绝缘电气设备
(一)均匀和稍不均匀电场中SF6的击穿
SF6电负性气体中的碰撞电离和放电过程时，除了考虑第 一章中所说的 过程外，还应计及电子附着过程，它 可用一个与电子碰撞电离系数 的定义相似的电子附 着系数 来表示， 的定义是一个电子沿电场方向运 动1cm的行程中所发生的电子附着次数平均值。可见在 电负性气体中的有效碰撞电离系数 应为：
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虽然驼峰曲线在压缩空气中也存在，但一 般要在气压高达1MPa左右才开始出现， 而在SF6气体中，驼峰常出现在0.1～ 0.2MPa的气压下，即在工作气压以下。 因此，在进行绝缘设计时应尽可能设法 避免极不均匀电场的情况。
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• 极不均匀电场中SF6气体击穿的异常现象 与空间电荷的运动有关。 我们知道， 空间电荷对棒极的屏蔽作用会使击穿电 压提高，但在雷电冲击电压的作用下， 空间电荷来不及移动到有利的位置，故 其击穿电压低于静态击穿电压；气压提 高时空间电荷扩散得较慢，因此在气压 超过0.1～0.2MPa时，屏蔽作用减弱，工 频击穿电压会下降。
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参照式1-7，可写出均匀电场中始电子数； na-到达阳极时的电子数
这时应该注意：在一般气体中，正离子数等于新 增的电子数；而在电负性气体中，正离子数等 于新增的电子数与负离子数之和。所以在汤逊 理论中不能将式(1—14)中的 简单地用(-) 来代替而得出电负性气体的自持放电条件。
可以看出：GIS的工 作气压越高，则Ra 对Eb的影响越大， 因而对电极表面加工 的技术要求也越高。 电极表面粗糙度大时，表面突起处的局部
电场强度要比气隙的平均电场强度大得 多，因而可在宏观上平均场强尚未达到 临界值时就诱发击穿。
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除了表面粗糙度外，电极表面还会有其它 零星的随机缺陷，电极表面积越大，这 类缺陷出现的概率也越大。所以电极表 面积越大，SF6气体的击穿场强越低，这 一现象被称为“面积效应”。
第四节 六氟化硫和气体绝缘电气设备
➢六氟化硫的绝缘性能 ➢六氟化硫理化特性方面的若干问题 ➢六氟化硫混合气体 ➢气体绝缘电气设备
六氟化硫和气体绝缘电气设备
六氟化硫(SF6)气体：
➢20世纪60年代开始作为绝缘媒质和灭弧 媒质使用于某些电气设备(首先是断路器) 中；
➢至今已是除空气外应用最广泛的气体介 质。
六氟化硫和气体绝缘电气设备
在工程应用中，通常pd<1MPa• mm，所以上式可 近似地写成：
式(2—16)和式(2—17)均表明，在均匀电场中SF6 气体的击穿也遵循巴申定律。它在0.1MPa
(1atm)下的击穿场强
，几乎
是空气的3倍。
前面已经提到，在气体绝缘电气设备中最常见的 是稍不均匀电场气隙，例如同轴圆筒间的气隙。
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（三）影响击穿场强的其它因素
气体绝缘电气设备的设计场强值远低于理 论击穿场强，这是因为有许多影响因素 会使它的击穿场强下降。此处仅介绍其 中两种主要影响因素，即电极表面缺陷 和导电微粒。
1.电极表面缺陷
图2—19表示电极表 面粗糙度Ra对SF6，气 体电气强度Eb的六影氟化硫响和气。体绝缘电气设备
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(二) 极不均匀电场中SF6的击穿
在极不均匀电场中， SF6气体的击穿有 异常现象，主要表 现在以下两个方面：
➢如图所示，首先是 工频击穿电压随气 压的变化曲线存在 “驼峰”；
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➢其次是驼峰区段内 的雷电冲击击穿电 压明显低于静态击 穿电压，其冲击系 数可低至0．6左右， 如图2—18所示。