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六氟化硫气体的电性能
Label发布: 2014-10-31 (9:21)|阅读: 15075

    关于六氟化硫气体的电性能,我们将分别讨论它在常温下的电气绝缘性能和高温下的灭弧性能。

    在均匀电场中,工频电压的作用下,六氟化硫气体、油和氮气相比,六氟化硫气体的介质强度大约是氮气的五倍,而且当压力大于8个大气压时,其介质强度就能够超过变压器油。

下面我们讨论影响六氟化硫气体击穿电压的因素:
    六氟化硫气体的击穿电压除了与压力有关以外,还与电极表面的光洁度和洁净度有关;电极表面越洁净、越光洁,其击穿电压就越高。
    在同一压力下,六氟化硫气体的击穿电压随着触头开距的增大而增大,但不是一个线性的关系,而是有一点饱和的意思,而且压力越大饱和越严重;所以我们在实践中不能单靠增大触头开距来加强绝缘。
    此外,六氟化硫气体的击穿电压还与电极的几何形状和触头面积有关;如果电极形状使得电场越均匀,其击穿电压就越高,这在这里要注意,和真空开关不同,电极材料对六氟化硫气体的击穿电压没有比较明显的影响。
    六氟化硫气体之所以有比较好的绝缘性能,是因为六氟化硫气体具有负电性,就是说六氟化硫分子能够吸附气体中的自由电子,而变成负离子,这种负离子的质量远远大于自由电子的质量,因此运动速度大大降低,此外,间隙中自由电子的数量减少了,就难以形成击穿通道。所以其绝缘性能比较好。另外,这种负电性在高温下,也就是在灭弧时也是十分有利的。

六氟化硫气体的熄弧性能也是非常好的,这有以下几个方面的原因:
    六氟化硫气体在电弧的作用下会发生分解和游离,有多原子结构分子分解为单原子或带电粒子的气体,在2000℃左右开始分解为低氟化物,4000℃左右开始游离,6000℃左右时游离的最迅速,当温度高于10000℃时,六氟化硫气体就全部游离了;这种内部的变化将影响气体的导热、导电性能,使它的导热、导电性能大大增强。
    气体导热性能增强,电弧的散热就加快了,这样就有利于电弧熄灭后间隙中的绝缘介质迅速降温,有利于低氟化物复合成六氟化硫,同时有利于恢复绝缘,大大降低了电弧的复燃,有利于熄唬
    对于气体导电性能增强有利于熄弧的原因,可能有点不太好理解,导电性能增强了只会有利于燃弧,怎么会有利于熄弧呢?原因是这样的:导电性能增强了确实有利于燃弧,通过几种气体电弧的伏安特性曲线可以发现,六氟化硫气体的伏安特性曲线最低,也就是说,在电流相同的情况下,六氟化硫气体的电弧电压最低,而电弧能量就是Uh*I,也最低,电弧在电流很小的情况下也能维持,不会发生断裂,这样就不会发生截流现象,这也是六氟化硫气体比较优越的地方;我们知道现在的六氟化硫断路器都是在电弧电流过零时熄灭的,电弧在燃弧时电弧能量小,电弧的温度和分解的气体就相对也较少,这对于电流过零后间隙的绝缘强度的恢复非常有利,使得熄弧后很难发生重燃或复燃,所以六氟化硫气体既有利于燃弧,又有利于熄唬
    此外,六氟化硫气体的负电性(吸附自由电子的特性)和二次复合特性(在电弧中分解的低价氟化物在熄弧后迅速还原成六氟化硫分子),这些特性也使得六氟化硫气体无论是在起始介质强度、介质恢复速度还是最终的介质强度都是比较高的。

六氟化硫扩展阅读 http://www.kdgc.cn/GetKnowledge/zh-CN/High_purity_gas/SF6.aspx



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