SF6 气体的性质及危害

六氟化硫 SF6 气体的性质及危害 SF6气体性质 物理性质 化学性质 绝缘性能 灭弧性能 物理性质 SF6气体是无色 无昧 无毐 不可燃 性能稳定的气体SF6是一种比较重的气体 在标准状态下比空气大约重5倍它的临界温度不高其热传导率随温度变化的特性对电弧的熄灭非常有利 SF6的临界温度是45 6 所谓临界温度 就是在这个温度以上 压力无论如何加大 气体绝无液化发生在这个温度下 使其液化的压力就是临界压力 化学性质不与碱液 白热的氧化亚铜 铜或银作用热特性在500 时还不分解 总之 温度低于600 以下时 SF6是很稳定的气体 因此用于A级 B级绝缘是不会有问题的 在被电击穿后 SF6能自行复合 不会影响其绝缘和灭弧性能 绝缘性能 绝缘性能优良其在0 3Mpa压力下的绝缘强度就可达到变压器油的水平而空气要达到同样的绝缘强度要0 6 0 7Mpa绝缘应用开始用于电缆 高压静电发生器中 后用到开关 变压器 高压互感器和全封闭组合电器中 高绝缘强度原因 一 主要原因 负电性 二 其次原因 分子直径大 影响绝缘强度的因素 1 电场的均匀性 2 气体压力 3 电晕 4 电极表面状态 5 杂质 1 电场的均匀性对放电的影响空气间隙的绝缘击穿电压主要决定于电极间平均场强 与电场均匀性关系不大 要想提高绝缘强度 一般只需适当增加绝缘距离即可 SF6气体的绝缘击穿电压 主要决定于最大场强 与电场的不均匀程度关系很大 原因 SF6间隙中带电质点随电场强度增加而增加的速度远比空气要大得多 使SF6气体随着电场不均匀程度的增加 放电电压将很快下降 结论 为了提高SF6的绝缘强度 在加大电极间距离的同时 更重要的是 尽可能使电场均匀 在设计同心电极时 应使两直径尽可能接近最佳配合比例 2 与气体压力的关系SF6气体的绝缘强度随着气体压力的增加而增加 在均匀电场中 一个大气压下 SF6气体的绝缘击穿电压是空气的2 3倍 3个大气压下 SF6气体的绝缘击穿电压约与变压器油相当 试验证明 当气体压力增加到10个大气压时 击穿电压增加较慢 开始呈饱和趋势 3 电晕对放电的影响空气绝缘有电晕效应 在极不均匀的电场下 电晕放电所产生的空间电荷可以改善棒电极表面的电场分布 从而提高了间隙的击穿电压 这就是所谓的电晕屏蔽效应 而SF6气体无电晕效应 由于气体密度大 空间电荷不易扩散 因此 所以在SF6气体中 往往一出现电晕 马上就出现放电 结论 因此 在SF6气体绝缘设计时 应将无电晕作为设计条件 4 电极表面状态的影响影响 一般电极表面愈粗糙 其击穿电压愈低电极表面积越大 表面上的弱点可能愈多 其击穿电压也愈低 措施 电极表面的微观凸起 杂质和其它缺陷 可以通过老炼加以改善 老炼就是对气体间隙进行多次重复的放电 通过放电烧掉缺陷 使间隙的击穿电压提高 此外 也可以采用在电极表面覆盖绝缘薄层的方法来提高绝缘强度 5 杂质对绝缘强度的影响主要杂质尘埃 金属微粒当电极之间施加电压时 就有静电力作用于这些微粒 当静电力超过这些微粒的重量时 它们就会悬浮起来 并直立于电极表面 从而引起电极端部的电场局部集中 使SF6气体间隙的击穿电压降低 稍有微小的火花放电 击穿电压就能降低30 措施 在装配 检修过程中必须认真地清除杂质以保证间隙的击穿电压强度 次要杂质水分 空气如果水分仅以气体形态存在时 SF6气体与固体分界面的绝缘性能几乎不受影响 但如果水分含量过多 并在固体表面结露时 其表面绝缘性能将下降 若在SF6气体中混入 其空气含量大于50 时 则绝缘强度下降空气含量为50 时 则绝缘强度与纯SF6气体相同在空气含量小于50 时 则绝缘能力反而比纯净的SF6气体高 SF6分子的负电性是其具有优良灭弧性能的另一重要原因 利用SF6气体吹弧和利用空气吹弧在表面上十分相似 但从介质电强度恢复的理论上讲 SF6气体断路器和空气断路器是不一样的 空气中大约含有79 的氮气及21 的氧气 它们不是负电性气体 空气吹弧主要是冷却电弧 而SF6分子吸附自由电子后变成负离子 负离子容易和正离子复合形成中性分子 特别是保证电流过零期间大量新鲜的SF6分子与电弧相接触 可充分发挥其负电性气体的特点 SF6气体的介质电强度恢复速度要比空气的恢复速度快100倍以上 是目前知道的最理想的绝缘和灭弧介质 GIS室发生SF6泄漏的危害GIS室内空间较封闭 一旦发生SF6气体泄漏 流通极其缓慢 毒性分解物在室内沉积 不易排出 从而对进入GIS室的工作人员产生极大的危险 而且SF6气体的比重较氧气大 当发生SF6气体泄漏时SF6气体将在低层空间积聚 造成局部缺氧 使人窒息 另一方面SF6气体本身无色无味 发生泄漏后不易让人察觉 这就增加了对进入泄漏现场工作人员的潜在危险性 泄露气体伤害后主要症状 1 呼吸系统 刺激呼吸道 打喷嚏 呛咳 咽部干燥 有烧灼感 继而呼吸不畅 胸闷气短 严重时呼吸困难 喉头水肿 溃烂 2 眼部 流泪 怕光 烧灼感 充血 水肿 3 皮肤 瘙痒 皮疹 接触处可能有红肿 4 消化道 吞咽困难 恶心 呕吐 腹痛 5 神经系统 突然头痛 头昏 全身软弱无力 感觉抑郁 严重会惊厥 抽搐 休克 猝倒 昏迷 现场急救办法如果怀疑发生中毒现象 应采取以下措施 1 组织人员立即撤离现场 开启通风系统 保持空气流通 2 观察中毒者 如有呕吐应使其侧位 避免呕吐物吸入 造成窒息 3 皮肤污染 应立即用清水冲洗 换衣服 4 眼部伤害或污染用清水冲洗并摇晃头部 5 应弄清毒物性质 并保留呕吐物待查 6 现场应配备必要的药品 防护方法 1 减少SF6气体的排放量 提高气体的回收率 设备内的SF6气体不得向大气排放 应采用净化装置回收 经处理合格后方准使用 2 SF6电气设备安装与主控制室隔离 防止泄漏气体进入主控室 设备安装室内应有良好的排风系统 通风孔应设在室内下部 底部应设SF6气体泄漏报警器和氧量仪 3 工作人员不得单独或随意进入GIS室 因工作需要必须进入时应先排风20min 不准在设备防爆膜附近停留 工作人员