六氟化硫的介电性能

六氟化硫（SF6）的分子结构是六个氟原子围绕一个中心硫原子，排列为八面体。六氟化硫由于其结合

距离小（0.158nm）和结合能高，具有良好的热稳定性和化学稳定性。在150℃时，它不与水、酸、碱、

卤素、氧、氢、碳、银、铜和塑料等物质相互作用。它在500℃时仍然不分解。其临界温度为45.5℃，

临界压力为3.68MPa，相对介电系数为1.002（0.1MPa，25℃）。在临界温度以上，六氟化硫始终是一

种气体。但在0.5MPa下，它应该在-30℃下流动。因此，六氟化硫的使用压力不宜过高，不宜用于高寒

地区。六氟化硫分子中不含碳，这是其作为轻质灭弧介质的主要优点。六氟化硫中不含空气，可以避免

氧化，用于断路器时，可以显著延长触点的寿命。

六氟化硫可以在环境温度下以气态存在，而无需加热。当压力为+20℃，绝对压力为22bar时，六氟化硫

为液体；当绝对压力为28巴，温度为+30℃时，六氟化硫为液体。六氟化硫不遵循理想气体的原理。

六氟化硫的介电性质：六氟化硫是一种强电负性气体。它的分子很容易被自由电子吸附形成负离子，削

弱了气体中的碰撞电离过程。因此，其介电强度约为空气的2.5倍（0.1MPa，均匀场）；在0.3~0.4MPa

下，其介电强度相当于0.1MPa下的普通绝缘油。因此，在高空坠落的情况下，它经常取代充油电缆中的

绝缘油。六氟化硫最突出的特点是其优异的灭弧性能，约为空气的100倍，因为其分子在放电过程中吸收

了大量电子，导致电弧导电率迅速下降。六氟化硫气体的有效电离系数（电子化系数和电子粘附系数之

差，即在电场力的作用下通过单位距离并与中性分子相容的电子数量）随着电场的增加而急剧增加。因此，

在设计六氟化硫气体绝缘装置时，电极之间的电场应尽可能均匀，电极的表面处理应较高，安装和运行时

应去除各种导电颗粒，以充分利用其优异的绝缘性能。

应用：由于六氟化硫具有优异的性能，自20世纪50年代末以来，它被广泛用作高压断路器的灭弧介质和绝

缘介质。六氟化硫气体绝缘金属封闭复合装置开发于20世纪60年代中期，占地面积比传统配电装置小得多

，运行不受环境条件的影响。因此，它不仅广泛应用于水电站和受状态限制的特高压电力系统，而且开始

在城市配电网中使用。六氟化硫气体绝缘管道母线介电损耗小，输送能力大，不受高差限制，六氟化硫绝

缘电器还具有防火防爆的优点。

六氟化硫虽然无毒，但在电弧放电或电晕放电的作用下会降解，产生一些有毒的低氟化合物。一些低氟物

质会进一步释放并产生高腐蚀性毒素，如氟化氢。因此，应采取保障措施，检查运行中的六氟化硫高压装

置的含水量。维护人员应特别注意防病毒措施。一些降解气体，如HF、SF4等，对含硅材料（如玻璃、电

瓷等）具有很强的腐蚀性，因此六氟化硫气体绝缘装置应避免使用含硅材料，环氧树脂的填料不应使用二

氧化硅，而应使用氧化铝。