SF6气研究毕业论文.doc

六氟化硫结构式 SF6气体具有优良的电气强度和灭弧性能，在电力系统中得到了广泛的应用，但当SF6气体被排放在大气中时，作为高度稳定的温室效应气体，它却能促使地球气候变化，给人类的生存环境带来严重影响。限制SF6气体的排放量，探索新的可替代SF6气体势在必行。 1　前言 　　随着工农业生产的发展，人类的活动领域不断扩大，从而使我们所生活的环境也发生了巨大的变化。重现全球气候变暖已确定为2000年地球日的重点之一，气候变暖会导致异常的天气事件，如热浪和干旱、疾病的传播等。保护地球、保护生态环境已成为当今世界各国的一项伟大历史使命。 　　以CO2为代表的温室效应气体，虽然使太阳光中短波成分容易透射，但它容易吸收从地球表面来的波长较长的光（如红外线）。大量的温室效应气体被释放在空气中，并在地球上空形成一个气体层，这些气体吸收的红外线不能穿过气体层向外辐射，从而导致大气温度明显上升变暖，这种现象就称为温室效应。 　　在刚过去的一个多世纪，全球平均气温大约上升了5～9℃［1］，而且有记载的11个温度最高的年份全部发生在1980年以后。现在公认的科学意见，全球温度上升的主要原因是人类排放的温室效应气体———CO2、CH4、PFCs、HFCs、N2O以及SF6造成的。 SF6气体虽然不会破坏臭氧层，但对全球气候变暖有特别大的影响。在电力系统中，气体绝缘设备有两种类型：一是主要利用气体绝缘特性，如开关设备（GIS）、管道输电或气体绝缘电缆（CGIT）等。另一种是用以消除电弧放电的设备，以气体断路器（GCB）为代表，它们普遍采用以SF6为气体绝缘方式，并且现在占据着稳固的难以替代的地位。为此，减少SF6气体排放量以改善我们的生存环境，已成为一个巨大的课题。 SF6气体已有百年历史，它是法国两位化学家Moissan和Lebeau于1900年合成的人造惰性气体，1940年前后，美国军方将其用于曼哈顿计划（核军事）。1947年提供商用。当前SF6气体主要用于电力工业中。SF6气体用于4种类型的电气设备作为绝缘和/或灭弧；SF6断路器及GIS（在这里指六氟化硫封闭式组合电器，国际上称为“气体绝缘开关设备”（Gas Insulated Switchgear)）、SF6负荷开关设备，SF6绝缘输电管线，SF6变压器及SF6绝缘变电站。80%用于高中压电力设备。 第二章 2.1 SF6气体性质--物理性质和化学性质 2.2.1 SF6气体物理性质 SF6气体是无色、无臭、不燃、无毒的惰性气体，具有优良的绝缘性能，且不会老化变质。它的比重约为空气的5倍。在标准大气压下，－62度时液化。绝缘强 度受电极影响大，在均匀电场中为空气的2到3倍，在3个大气压下绝缘强度与变压器油相当。在12个大气压下，0度时液化。这是它的物理性质。 参 数 气 体 分子量 临界压力 (Mpa) 临界温度 (℃) 密度(g/l) (0.1MPa,25℃时) 热导率(W/mK)(30℃时) 绝热系数 (0.1MPa,0-1000℃时) 气体常数 (kg.m/kg.k) (0.1Mpa,0℃时) 空气 28.8 3.46（N2） 5.16（O2） -147(N2) -118.8(O2） 1.166 0.021 1.4-1.35 29.27 SF6 140.07 3.85 45.6 6.25 0.014 1.088-1.057 5.81 2.2.1 SF6气体化学性质 SF6气体不溶于水和变压器油，在炽热的温度下，它与氧气、氩气、铝及其他许多物质不发生作用。但在电弧和电晕的作用下，SF6气体会分解，产生低氟化合物，这些化合物会引起绝缘材料的损坏，且这些低氟化合物是剧毒气体。SF6的分解反应与水分有很大关系，因此要有去潮措施。在电弧高温作用下，很少量的SF6会分解为有毒的SOF2、SO2F2、SF4和SOF4等，但在电弧过零值后，很快又再结合成SF6。因此，长期密封使用的SF6，虽经多次灭弧作用，也不会减少或变质。电弧分解物的多少与SF6中所含水份有关，因 此，把水份控制在规定值下是十分重要的。常用活性氧化铝或活性炭、合成沸石等吸附剂，清除水分和电弧分解产物。 SF6气体混入空气时，会使绝缘强度下降，因此断路器及其贮气设备应保持密封。 SF6容易液化，液化温度与压力有关，压力升高时液化温度也增高，所以SF6气体都不采用过高的压力，以使其保持气态。双压式断路器，高压侧压力为1.5MPa左右；单压式断路器，压力为0.3—0.5Mpa。 2.3 SF6气体的绝缘的种类及气体绝缘 2.3.1 SF6气体的绝缘的种类 绝缘方式多种多样，按绝缘物的形态可分为以下几种： （1）空气绝缘； （2）除空气以外的气体绝缘； （3）液体（主要是绝缘油）绝缘； （4）固体绝缘（如石蜡、聚乙烯、有机物等）；