六氟化硫的介電性能

六氟化硫（SF6）的分子結(jié)構(gòu)是六個(gè)氟原子圍繞一個(gè)中心硫原子，排列為八面體。六氟化硫由于其結(jié)合

距離小（0.158nm）和結(jié)合能高，具有良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。在150℃時(shí)，它不與水、酸、堿、

鹵素、氧、氫、碳、銀、銅和塑料等物質(zhì)相互作用。它在500℃時(shí)仍然不分解。其臨界溫度為45.5℃，

臨界壓力為3.68MPa，相對(duì)介電系數(shù)為1.002（0.1MPa，25℃）。在臨界溫度以上，六氟化硫始終是一

種氣體。但在0.5MPa下，它應(yīng)該在-30℃下流動(dòng)。因此，六氟化硫的使用壓力不宜過(guò)高，不宜用于高寒

地區(qū)。六氟化硫分子中不含碳，這是其作為輕質(zhì)滅弧介質(zhì)的主要優(yōu)點(diǎn)。六氟化硫中不含空氣，可以避免

氧化，用于斷路器時(shí)，可以顯著延長(zhǎng)觸點(diǎn)的壽命。

六氟化硫可以在環(huán)境溫度下以氣態(tài)存在，而無(wú)需加熱。當(dāng)壓力為+20℃，絕對(duì)壓力為22bar時(shí)，六氟化硫

為液體；當(dāng)絕對(duì)壓力為28巴，溫度為+30℃時(shí)，六氟化硫?yàn)橐后w。六氟化硫不遵循理想氣體的原理。

六氟化硫的介電性質(zhì)：六氟化硫是一種強(qiáng)電負(fù)性氣體。它的分子很容易被自由電子吸附形成負(fù)離子，削

弱了氣體中的碰撞電離過(guò)程。因此，其介電強(qiáng)度約為空氣的2.5倍（0.1MPa，均勻場(chǎng)）；在0.3~0.4MPa

下，其介電強(qiáng)度相當(dāng)于0.1MPa下的普通絕緣油。因此，在高空墜落的情況下，它經(jīng)常取代充油電纜中的

絕緣油。六氟化硫最突出的特點(diǎn)是其優(yōu)異的滅弧性能，約為空氣的100倍，因?yàn)槠浞肿釉诜烹娺^(guò)程中吸收

了大量電子，導(dǎo)致電弧導(dǎo)電率迅速下降。六氟化硫氣體的有效電離系數(shù)（電子化系數(shù)和電子粘附系數(shù)之

差，即在電場(chǎng)力的作用下通過(guò)單位距離并與中性分子相容的電子數(shù)量）隨著電場(chǎng)的增加而急劇增加。因此，

在設(shè)計(jì)六氟化硫氣體絕緣裝置時(shí)，電極之間的電場(chǎng)應(yīng)盡可能均勻，電極的表面處理應(yīng)較高，安裝和運(yùn)行時(shí)

應(yīng)去除各種導(dǎo)電顆粒，以充分利用其優(yōu)異的絕緣性能。

應(yīng)用：由于六氟化硫具有優(yōu)異的性能，自20世紀(jì)50年代末以來(lái)，它被廣泛用作高壓斷路器的滅弧介質(zhì)和絕

緣介質(zhì)。六氟化硫氣體絕緣金屬封閉復(fù)合裝置開(kāi)發(fā)于20世紀(jì)60年代中期，占地面積比傳統(tǒng)配電裝置小得多

，運(yùn)行不受環(huán)境條件的影響。因此，它不僅廣泛應(yīng)用于水電站和受狀態(tài)限制的特高壓電力系統(tǒng)，而且開(kāi)始

在城市配電網(wǎng)中使用。六氟化硫氣體絕緣管道母線介電損耗小，輸送能力大，不受高差限制，六氟化硫絕

緣電器還具有防火防爆的優(yōu)點(diǎn)。

六氟化硫雖然無(wú)毒，但在電弧放電或電暈放電的作用下會(huì)降解，產(chǎn)生一些有毒的低氟化合物。一些低氟物

質(zhì)會(huì)進(jìn)一步釋放并產(chǎn)生高腐蝕性毒素，如氟化氫。因此，應(yīng)采取保障措施，檢查運(yùn)行中的六氟化硫高壓裝

置的含水量。維護(hù)人員應(yīng)特別注意防病毒措施。一些降解氣體，如HF、SF4等，對(duì)含硅材料（如玻璃、電

瓷等）具有很強(qiáng)的腐蝕性，因此六氟化硫氣體絕緣裝置應(yīng)避免使用含硅材料，環(huán)氧樹(shù)脂的填料不應(yīng)使用二

氧化硅，而應(yīng)使用氧化鋁。