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SF6气体的压力、体积、物质的量和温度的关系的相关知识

标签： 电力技术 SF6 低温 闭锁信号 分类： 技术2010-12-2707:43

★六氟化硫，分子式SF6，相对分子质量为146.06，常温常压下为无色、无味、无毒、无腐蚀性、不燃、不爆炸的气体，密度约为空气的5倍，标准状态下密度为6.0886kg/立方米.在低温和加压情况下呈液态，冷冻后变成白色固体。升华温度为-63.9℃,熔点

-50.8℃,临界温度45.55℃，临界压力为3.759MPa。六氟化硫具有良好的化学稳定性和热稳定性，卓越的电绝缘性和灭弧性能

★SF6气体液化温度:它在一个大气压下(即0.1MPa)，液化温度为-62℃；在1.2MPa压力下，液化温度为0℃；一般充入断路器的SF6气体压力为0.35～0.65MPa围(由充气时的环境温度具体确定)，其液化温度为-40℃。

★临界温度是SF6气体出现液化的最高温度临界压力表示在这个温度下出现液化所需的气体压力。SF6只有在温度高于45度以上时才能保持气态，在通常使用条件下，它有液化的可能性，因此SF6不能在低温度和过低压力下使用。

★SF6的电气强度约为空气的2.5倍，灭弧能力更高达空气的

100倍以上，所以在超高压和特高压的畴，它已完全取代绝缘油和压缩空气而成为唯一的断路器灭弧媒质。

★六氟化硫理化特性方面的若干问题气体要作为绝缘媒质应用于工程实际，不但应具有高电气强度，而且还要具备良好的理今化特性。sF6气体是唯一获得广泛应用的强电负性气体的原因即在于此.C下面对SF6气体实际应用中的理化特性作一介绍：

（一）液化问题

现代sF6高压断路器的气压在0.7Mpa左右，而GIS中除断路器外其余部分的充气压力一般不超过0.45MPa。，如果20℃时的充气压力为0.75MPa（相当于断路器中常用的工作气压）,则对应的液化温度约为－25℃，如果20℃时的充气压力为0.

45MPa，则对应的液化温度为一40℃，可见一般不存在液化问题，只有在高寒地区才需要对断路器采用加热措施，或采用

sF6-N2 混合气体来降低液化温度。二）毒性分解物

纯净的SF6几气体是无毒惰性气体，180 摄氏度以下时它与电气设备中材料的相容性与氮气相似.但SF6 的分解物有毒，并对材料有腐蚀作用，因此必须采取措施以保证人身和设备的安全。

二、六氟化硫混合气体

sF6 气体价格较高

液化温度不够低

对电气不均匀度太敏感

目前国外都在研究SF6混合气体，以期在某些场合用SF6混合气体来代替SF6

气体.目前已获工业应用的是sF6 一N2 混合气体，主要用作高寒地区断路器的绝缘媒质和灭弧材料，采用的混合比通常为

50%:50 ％或60%:40 ％。

★在常压-63℃时，变成无色的固体物质。加压时可熔化，其三

相点参数为：t＝-50.8℃,p＝0.23MPa。

六氟化硫的临界压力和临界温度都很高，临界压力3.9MPa，临界温度为45.6℃。在临界压力和临界温度下六氟化硫气体的密度是7.3g/L。

在3.9MPa以上的压力，无论多么高，它的液化温度都是45.6℃，是一条直线。因此，临界温度是液化的最高温度，而临界压力是液化的最小压力。

六氟化硫的熔点，其参数为TM=－50.8℃，PM=0.23MPa，这点是气、液、固三相共存状态。B点为六氟化硫沸点，TB=－63.8℃，饱和蒸汽压等于0.1MPa。

★许多气体在通常情况下，可视为理想气体，它们的状态参数之间存在简单的关系，即理想气体状态方程式：

pV=mRT/M=nRT

式中：m——气体质量，gP——气体压强，MPaT——温度，KV——气体体积，LM——气体摩尔质量，g/mol

R——摩尔气体常数（=0.0082MPa·L/（K·mol））

从数学上说，当一个方程中只含有1个未知量时，就可以计算出这个未知量。因此，在压强、体积、温度和所含物质的量这4个量中，只要知道其中的3个量即可算出第四个量。这个方程根据需要计算的目标不同，可以转换为下面4个等效的公式：

求压力： p=nRT/v求体积： v=nRT/p

求所含物质的量：n=pv/RT求温度：T=pv/nR

根据气体状态方程可以推断气体状态变化时各参数之间的关系。例如气体在等温压缩（或等温膨胀）时，压力与密度成正比。

★当压力高于0.3~0.5MPa时，由于六氟化硫分子间 压力与密度变化关系(t=20℃)

吸引力随密度增大即分子间距离的减小而