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六氟化硫(SF6)气体性能有哪些?
六氟化硫气体已有百年历史,它是法国两位化学家Moissan和Lebeau于1900年合成的,1947年提供商用。当前六氟化硫气体主要用于电力工业中。六氟化硫气体用于4种类型的电气设备作为绝缘和/或灭弧:六氟化硫断路器及GIS、六氟化硫负荷开关设备、六氟化硫绝缘输电管线、六氟化硫变压器及六氟化硫绝缘变电站。从用气量上看,80%用于高中压电力设备。从20世纪60年代起,六氟化硫被成功应用到高压开关设备作为绝缘和灭弧介质。六氟化硫除应用在六氟化硫高压电气开关设备外,还应用在六氟化硫变压器、六氟化硫互感器、六氟化硫避雷器、六氟化硫充气电缆等高压电器设备。
六氟化硫具有优异的灭弧与绝缘性能。通过几十年的应用实践证明,没有任何一种其它介质可以与之相媲美,预计在今后几十年中也无可替代。
六氟化硫气体的性能
1.性能优异的六氟化硫气体
六氟化硫气体之所以适用于电力设备,主要有如下特性:强电负性,具有优异的灭弧性能;绝缘强度高,在大气压下为空气的3倍;
热传导性能好且易复合,特别是当六氟化硫气体由于放电或电弧作用出现离解时;可在小的气罐内储存,这是因为室温下加高压力易液化;供气方便,价格不贵且稳定。
2. 六氟化硫气体的化学特性
六氟化硫气体的主要化学性能见表1。
表1 六氟化硫的主要化学特性 | |
分子式 | 六氟化硫 |
摩尔质量 | 146.05g/mol |
硫含量 | 21.95%① |
氟含量 | 78.05%① |
分子结构 | 在6个棱角上带有氟原子的八面体 |
键 | 共价键 |
碰撞截面 | 4.77A |
分解温度 | 500℃ |
①均指质量分数 |
六氟化硫气体的物理特性
六氟化硫是重要的已知气体之一。在通常条件下,它大约比空气重5倍。在同空气未充分混合的条件下,此气体有向低处积聚的倾向。靠对流和扩散同空气混合缓慢,但一经混合,则不再分离。虽然六氟化硫气体的热导率低,但由于其粘度较低且密度较高,故总的热导率好于空气2~5倍。在输配电设备中,六氟化硫通常的压力范围在0.1MPa 和0.9MPa(绝对压力)之间。
表2在压力0.1MPa和温度25℃下 六氟化硫的主要物理特性 | |
密度 | 6.14㎏/ m3 |
热导率 | 0.013W/(m•k) |
临界点 | |
温度 | 45.55℃ |
密度 | 730㎏/m3 |
压力 | 3.78MPa(绝缘气压) |
声速 | 136m/s |
折射率 | 1.000783 |
生成热 | -1221.66J/mol |
定压比热 | 96.60J/(mol•k) |
状态平衡 | 见图1 |
如上所述,六氟化硫是一种非常稳定的且呈现惰性的气体,它无色、无味、无毒、不燃且不溶于水。它是最不活泼的已知气体之一,而且在通常条件下,它不侵蚀与它接触的物质。