六氟化硫SF6的气体绝缘特性

    六氟化硫(SF₆)气体在20世纪60年代才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。时至今日，它已是除空气外应用得最广泛的气体介质了。

    SF₆的电气强度约为空气的2.5倍，而其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了。

    目前SF₆气体不仅应用于某些单一的电力设备(例如SF₆断路器、气体绝缘变压器等)中，而且被广泛采用于将多种变电设备集于一体并密封在充SF₆气体的容器之内的封闭式气体绝缘组合电器(Gas Insulated Switchgear，简称GIS)和充气管道输电线等装置中。在超高压和特高压输电领域中，GIS更显示出常规开关设备无法与之相比的优势。

    包括SF₆在内的卤化物气体之所以具有特别高的电气强度，主要是因为这些气体都具有很强的电负性，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。

    应该强调指出：电场的不均匀程度对SF₆电气强度的影响远比对空气的为大。具体来说，与均匀电场中的击穿电压相比，SF₆在极不均匀电场中击穿电压下降的程度比空气要大得多。换言之，SF₆优异的绝缘性能只有在电场比较均匀的场合才能得到充分的发挥，所以在设计以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。

    虽然SF₆气体有良好的电气特性和化学稳定性，但其价格较高，液化温度还不够低，且对电场不均匀度太敏感，所以目前国内外都在研究SF₆混合气体，以期在某些场合用SF₆混合气体来代替纯SF₆气体。

    研究表明：以常见的廉价气体如N₂、CO₂或空气与SF₆气体组成混合气体时，即使加入少量的SF₆就能使这些常见气体的电气强度有很大的提高，但继续增加SF₆的含量，上述电气强度的增大会出现饱和趋势。这是因为少量的SF₆分子已能起俘获电子而形成负离子的作用。

(慧朴科技，huiputech)