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廣州市譜源氣體有限公司
六氟化硫在高壓開關中的應用
2014-3-14 21:11:10
相關鏈接：廣州譜源氣體，50kg/瓶，40L包裝
六氟化硫SF6
1.英文名稱:Sulfur hexafluoride、Sulfur fluoride．
2.用途
電子設備、雷達波導、粒子加速器、變壓器、避雷器等的氣絕緣體，製冷劑，示蹤裝置，醫療，半導體製造中的蝕刻、化學相澱積、標準氣，檢漏氣體，色譜儀的載氣。
3.製法
在高溫下硫和氟反應製得。 S+3F2→SF6
4.理化特性
分子量： 146.054
熔點(224kPa)： -50.8℃
升化點(101.325kPa)： -63.7℃
液體密度(-50.8℃)： 1880kg/m3
氣體密度(0℃，101.325kPa)： 6.52kg/m3
相對密度(氣體，空氣=1，20℃，101.325kPa)：5.114
比容(21.1℃，101.325kPa)：0.1516m3/kg
臨界溫度： 45.5℃
臨界壓力： 3759kPa
臨界密度： 736kg/m3
熔化熱(222.35K，224kPa)： 34.38kJ/kg
氣化熱(-63.8℃，101.325kPa)： 161.61kJ/kg
比熱容(氣體，25℃，101.325kPa)：CP=665.18J/(kg•K)
(液體，225K)： C=759.14J/(kg•K)
蒸氣壓(-20℃)： 680kpa。
(0℃)： 1250kPa
(30℃)： 2680kPa
粘度(101.325kPa，0℃)：0.0142mPa•S
(液體，229.85K)：0.500mPa•S
表麵張力(-50℃)： 11.63mN/m
導熱係數(101.325kPa，0℃)：0.01206W/(m•K)
折射率(氣體，0℃，101.325kPa)： 1.000783
六氟化硫SF6
1.英文名稱:Sulfur hexafluoride、Sulfur fluoride．
2.用途
電子設備、雷達波導、粒子加速器、變壓器、避雷器等的氣絕緣體，製冷劑，示蹤裝置，醫療，半導體製造中的蝕刻、化學相澱積、標準氣，檢漏氣體，色譜儀的載氣。
3.製法
在高溫下硫和氟反應製得。 S+3F2→SF6
4.理化特性
分子量： 146.054
熔點(224kPa)： -50.8℃
升化點(101.325kPa)： -63.7℃
液體密度(-50.8℃)： 1880kg/m3
氣體密度(0℃，101.325kPa)： 6.52kg/m3
相對密度(氣體，空氣=1，20℃，101.325kPa)：5.114
比容(21.1℃，101.325kPa)：0.1516m3/kg
臨界溫度： 45.5℃
臨界壓力： 3759kPa
臨界密度： 736kg/m3
熔化熱(222.35K，224kPa)： 34.38kJ/kg
氣化熱(-63.8℃，101.325kPa)： 161.61kJ/kg
比熱容(氣體，25℃，101.325kPa)：CP=665.18J/(kg•K)
(液體，225K)： C=759.14J/(kg•K)
蒸氣壓(-20℃)： 680kpa。
(0℃)： 1250kPa
(30℃)： 2680kPa
粘度(101.325kPa，0℃)：0.0142mPa•S
(液體，229.85K)：0.500mPa•S
表麵張力(-50℃)： 11.63mN/m
導熱係數(101.325kPa，0℃)：0.01206W/(m•K)
折射率(氣體，0℃，101.325kPa)： 1.000783
六氟化硫SF6在常溫常壓下為無色無臭無毒的氣體。不燃燒。對熱穩定，化學性質不活潑。在500℃以上赤熱狀態下也不分解，在800℃以下很穩定。在250℃時與金屬鈉反應。沒有腐蝕性，可以用通用材料，不腐蝕玻璃。電絕緣性能和消弧性能好，絕緣性能為空氣的2～3倍，而且氣體壓力越大，絕緣性能越增高。藥物學性質不活潑，沒有毒。微溶於水，在酒精和醚中溶解的比在水中多一些。不溶於鹽酸和氨。水中的溶解度為：5.4cm3SF4/kgH2O(SF6分壓101.325kPa，25℃)。介電常數為：1002049(氣體，101.325kPa，25℃)。在21.1℃時S.P.為2308kPa。
5.毒性
最高容許濃度：10ppm(12mg/m3)
六氟化硫在生理學上是不活潑的，在藥理學上認為是惰性氣體。但是當含有SF4等雜質時便變成有毒物質。當吸入高濃度SF6時可出現呼吸困難、喘息、皮膚和粘膜變藍、全身痙攣等窒息症狀。
6.安全防護
用氣裝置可用肥皂液檢漏。SF6無腐蝕性，可以使用不鏽鋼、銅、鋁等通用材料。發生火災時可用水和砂土滅火。泄漏的氣體，可導入苛性鈉和消石灰的混合溶液中處理，或者把泄漏的氣瓶放入通風櫥內。
最高容許濃度：10ppm(12mg/m3)
六氟化硫在生理學上是不活潑的，在藥理學上認為是惰性氣體。但是當含有SF4等雜質時便變成有毒物質。當吸入高濃度SF6時可出現呼吸困難、喘息、皮膚和粘膜變藍、全身痙攣等窒息症狀。
6.安全防護
用氣裝置可用肥皂液檢漏。SF6無腐蝕性，可以使用不鏽鋼、銅、鋁等通用材料。發生火災時可用水和砂土滅火。泄漏的氣體，可導入苛性鈉和消石灰的混合溶液中處理，或者把泄漏的氣瓶放入通風櫥內。
SF6全絕緣開關櫃具有全封閉、免維護、尺寸小、性能優異、安全可靠的特點,深受用戶的歡迎.環網櫃由最初的空氣絕緣環網配電單元發展到緊湊型SF6環網配電單元,最近發展到可擴展的SF6全絕緣環網櫃或多回路配電櫃,使SF6全絕緣開關技術獲得了長足的進步和發展.
20世紀90年代後期,我國經濟發展較快的沿海地區及一些較發達的內陸地區廣泛采用了環網結線及多回路配電的開閉所、開關站模式,以優化電纜配電電網結構.SF6全絕緣開關櫃具有全封閉、免維護、尺寸小、性能優異、安全可靠的特點,深受用戶的歡迎.環網櫃由最初的空氣絕緣環網配電單元發展到緊湊型SF6環網配電單元,最近發展到可擴展的SF6全絕緣環網櫃或多回路配電櫃,使SF6全絕緣開關技術獲得了長足的進步和發展.特別是計算機技術、電子技術、傳感技術、光纖通訊技術等多項技術應用於環網櫃或多回路配電櫃中,使国产传媒在线更加小型化、智能化.
□ SF6全絕緣環網櫃或多回路配電櫃的技術特點
SF6全絕緣環網櫃或多回路配電櫃的技術特點主要表現在以下幾個方麵：
（1）模塊化設計,各單元模塊可任意組合和擴展而無需充放氣,便於方案組合及高壓計量的設計,適應範圍廣.SF6全絕緣斷路器進出線櫃(真空或SF6滅弧)、負荷開關進出線櫃、母聯櫃、計量櫃、負荷開關一熔斷器組合電器櫃,以及TV櫃(帶開關或不帶開關),組合方案可為單單元、兩單元、三單元、四單元等緊湊組合,為SF6全絕緣環網櫃或多回路配電櫃提供了廣闊的應用前景.
（2）櫃體采用鎧裝結構,母線室與開關室之間,開關室與電纜室之間均有金屬隔板,全絕緣結構的一次部分防護等級可達IP67.
（3）具有三工位的負荷開關焊接在充SF6氣體的密封不鏽鋼殼內,氣密性非常好,用氣量少,可保證30年不漏氣,符合環保的要求,既適合戶內也可在戶外配置金屬或非金屬外殼使用,或放入地下、半地下變電所使用.
（4）操動機構采用耐腐蝕金屬,轉動部分的軸承均為自潤滑設計,国产传媒在线不受環境影響,免除定期保養,並與外界連接方便,這樣使操作功小、可靠性高、壽命更長.
（5）擴展母線采用插拔式矽橡膠連接器,全絕緣和屏蔽,確保導電可靠性,且不受周圍環境影響.組合連接及擴展方便,便於今後用戶或變電所的增容改造.
（6）采用預製式矽橡膠絕緣的電纜終端在正麵插接,免除了負荷開關櫃由於體積小、空間窄,帶來的電纜安裝不方便的缺點.檢修時可拆卸、快速恢複、安裝方便；外表麵使用新型半導體材料作屏蔽層,運行時外表麵接地,不受潮濕、凝露、塵埃、汙穢等的影響,安全性更高；免維護；外觀多樣、新穎、美觀,可分支或並聯；具有防洪水功能,可在水下4.5m短時運行.
（7）為了適應配電網自動化及提高配電可靠性要求,新型多回路配電櫃可以根據需要加裝電動機構、TV及配電網控製終端單元等,具備三遙功能.可實現遠方對主元件運行狀態及故障監視、遠方抄表、遠方操作等.
（8）櫃體小型化設計,使用了三工位旋轉式負荷開關,有效地減少零部件數量,實現了機械五防聯鎖.真空斷路器充以SF6氣體絕緣,利用真空滅弧和SF6氣體絕緣的各自優勢,使整體結構更加緊湊；限流熔斷器也向小型化、大容量、高分斷能力、快速熔斷方向發展,兩者結合,使櫃體越來越小.
（9）友好的操作界麵,確保操作人員和維護人員的安全.一次線路模擬單線圖和模擬顯示器可以顯示開關內部狀態,使操作簡捷、正確、安全. SF6全絕緣負荷開關—熔斷器組合電器
技術特點
SF6負荷開關一熔斷器組合電器除上述技術特點外,另有以下幾個方麵的特點：（1）全絕緣結構的SF6負荷開關一熔斷器組合電器,熔斷器小室由矽橡膠及絕緣子雙層絕緣密封並帶機械聯鎖,安全可靠、防洪水、防凝露,防護等級可達IP67.
（2）熔斷器先安裝在支架上,再自動導入熔斷器小室,保證熔絲接觸可靠.熔斷器直接從正麵與左、中、右三相接觸,便於快速更換熔絲.
（3）具有熔斷器過熱保護,熔斷器發熱嚴重時自動跳閘,及時發現變壓器事故隱患.
（4）熔斷器支座置於SF6氣體中,並水平布置,極大地均勻了電場、並減小了體積.
（4）熔斷器支座置於SF6氣體中,並水平布置,極大地均勻了電場、並減小了體積.
（5）可配置微機實現過流保護,變壓器過流故障由負荷開關開斷,短路故障由熔斷器開斷,對變壓器的保護更合理,可取代斷路器對1250kVA及以下的變壓器進行全範圍保護.
保護變壓器的應用
負荷開關一熔斷器組合電器保護變壓器可以限製短路電流值,使變壓器免於承受突發短路故障電流,並在10ms以內快速切除變壓器內部短路故障,防止由於內部電弧引起的壓力升高而導致變壓器油箱變形、開裂,使變壓器得到更為可靠合理的保護.而對於變壓器低壓側端部短路,合理地選用高壓熔絲,由高壓側熔斷器切除低壓側端部短路故障,可以有效地保護變壓器.
無論采用SF6負荷開關一熔斷器組合電器的結構形式,還是斷路器的結構形式,都可以對變壓器起到保護作用,但比較而言,負荷開關—熔斷器組合電器對變壓器保護更具其獨到的一麵：
無論采用SF6負荷開關一熔斷器組合電器的結構形式,還是斷路器的結構形式,都可以對變壓器起到保護作用,但比較而言,負荷開關—熔斷器組合電器對變壓器保護更具其獨到的一麵：
（1）SF6負荷開關—熔斷器組合電器比斷路器結構形式造價更便宜；若斷路器的價格為100%,則SF6負荷開關—熔斷器組合電器的價格僅為20%,進口SF6負荷開關—熔斷器組合電器與國產斷路器櫃的價格相比也僅為1/3左右.
（2）SF6負荷開關—熔斷器組合電器的製造相對斷路器結構簡單,材料消耗少、可靠性高,其關鍵製造工藝為殼體焊接密封技術和檢漏技術.變壓器得到更為可靠合理的保護.而對於變壓器低壓側端部短路,合理地選用高壓熔絲,由高壓側熔斷器切除低壓側端部短路故障,可以有效地保護變壓器.
無論采用SF6負荷開關一熔斷器組合電器的結構形式,還是斷路器的結構形式,都可以對變壓器起到保護作用,但比較而言,負荷開關—熔斷器組合電器對變壓器保護更具其獨到的一麵：
（1）SF6負荷開關—熔斷器組合電器比斷路器結構形式造價更便宜；若斷路器的價格為100%,則SF6負荷開關—熔斷器組合電器的價格僅為20%,進口SF6負荷開關—熔斷器組合電器與國產斷路器櫃的價格相比也僅為1/3左右.
（2）SF6負荷開關—熔斷器組合電器的製造相對斷路器結構簡單,材料消耗少、可靠性高,其關鍵製造工藝為殼體焊接密封技術和檢漏技術.
（3）根據歐洲一些電力公司的實踐,負荷開關—熔斷器組合電器保護變壓器的特性比斷路器更好,帶繼電保護的斷路器開斷時間要60ms以上,而熔斷器在大電流時10ms就可以快速熔斷,而且還限製了短路電流的升高,免除了變壓器受突發短路的損害.
（4）SF6負荷開關—熔斷器組合電器帶無電源的繼電保護裝置,彌補了熔斷器在變壓器過流部分無保護的缺陷.負荷開關—熔斷器組合電器的無電源繼電保護裝置與斷路器的繼電保護裝置相比,不用外加電源,省去了為斷路器的繼電保護提供電源的TV櫃或直流屏,保護更簡單,造價更便宜.一台負荷開關進線,一台計量,一台負荷開關—熔斷器組合電器櫃,不需外加電源,就可完成對用戶變壓器的保護.而傳統斷路器設計方案,需要一台斷路器進線櫃,一台計量櫃,一台TV櫃,一台斷路器出線櫃,兩台斷路器都需要繼電保護及高性能TA,而且每台開關櫃都需要加熱器,因此造價和耗能高,故障環節多.
（5）實際運行中變壓器以1250kVA及以下的容量占大多數,其額定電流大部分在72A以下,而斷路器的額定電流一般都設計在1250A～3150A範圍,保護1250kVA及以下的變壓器顯然是大馬拉小車,結構不甚合理.使用負荷開關—熔斷器組合電器結構,高壓熔斷器保護各自管轄的變壓器,簡化了與上級斷路器配合關係,調試及維護要方便得多.
□結束語
SF6負荷開關一熔斷器組合電器取代斷路器保護1250kVA及以下的變壓器是完全可行的,既可對變壓器有一個全麵的、合理的保護,又造價合理,保護簡單.同樣的條件下,用戶有能力購買性能檔次更高的免維護国产传媒在线.所以SF6全絕緣環網櫃或多回路配電櫃的技術特點是非常明顯的,而且負荷開關廠熔斷器組合電器不失為一種保護配電變壓器的理想国产传媒在线.
