氮气/六氟化硫混合气体的绝缘优势  

氮/六氟化硫混合气体是六氟化硫混合气体中最受欢迎的研究。这种混合气体适用于绝缘。以

下是国际大型电网会议的研究。研究成果汇编成技术小册子260号（the Technical Brochure 

No.260)。现将研究结果简述如下。

氮/六氟化硫混合物具有良好的绝缘性能，即使在六氟化硫含量较低的情况下。六氟化硫气体

含量为10%~20%，可达到适当的绝缘性能，而10%~20%的六氟化硫气体含量在技术、生态、

环境等方面都适合GIL。为了达到纯六氟化硫气体的绝缘强度，只需适当增加45%~70%左右

的压力，六氟化硫的用量和泄漏率将降低70%~85%左右。设备设计中也容易考虑电极曲率和

粗糙度引起的场强增加。

国际大电网会议（CIORE）组成一个特殊的工作组织（TASK FORCE D1.03.10)研究了氮/六

氟化硫混合气体的绝缘性能及其使用方法，特别是在气体绝缘输电管道中（GIL）使用。一方

面，研究的目的是减少对温室效应的影响；第二，使用混合气体可以降低成本，这对气体消耗

量大的GIL尤为重要。

在这种混合气体中，杂质下的击穿电压略低于具有相同绝缘强度的纯六氟化硫气体。但现有的

诊断装置可用于这种混合气体，比纯六氟化硫气体具有相同或更高的检测灵敏度。带电部件固

定杂质的放电电流和信号发射与纯六氟化硫气体相似。活性杂质的信号发射与气体类型和混合

比无关。

这种混合气体的电流零灭弧能力和电流开断性能都很差，甚至隔离开关对母线小充电电流的开

断能力也会大大降低。主导放电通道更经常地改变方向。与纯六氟化硫气体相比，主导放电分

支和触头之间的电弧对地面闪络的风险更大。地面闪络是由于主导放电在触头中传播时的分支。

当触头之间的纵向电场突然变成横向电场，连续接触头的主导分支产生横向分支，形成地面横

向电场时，就会出现这种现象。氮/六氟化硫混合气体开断能力差是由于先导阶跃比纯六氟化硫

气体中的数量多，先导阶跃变方向的概率更大。

国际电工委员会IEC6125标准规定了在最恶劣条件下切断GIS中母线充电电流的试验程序。一

个六氟化硫绝缘隔离开关通过了550KV和420KV所需的50次切断试验。在具有相同绝缘强度的

氮/六氟化硫混合气体中进行试验时，在420KV下只关闭了17次，发生了两次对地闪络。因此，

这种混合气体不适用于任何切断任务。在一些氮/六氟化硫绝缘的GIS中，六氟化硫气体的总量

至少可以是，但所有执行切断任务的办公室都应该纯化六氟化硫气体。因此，如果在GIS中用

氮/六氟化硫混合气体代替六氟化硫气体，将获得不经济的技术解决方案，没有生态优势。但氮

/六氟化硫混合气体适用于没有切断任务的高压设备，并被证明特别适用于GIL。

简而言之，长期以来，人们对寻找六氟化硫气体的替代气体进行了大量的研究，但没有成功。

研究表明，从绝缘的角度来看，只有氮气（氮气）和空气才能取代六氟化硫气体。它们的绝缘

能力只有六氟化硫气体的三分之一。但使用这些气体，重新设计设备，并消耗大量材料。

氮/六氟化硫混合气体从生态和经济的角度来看是一种很好的替代气体。氮/六氟化硫混合气体的

穿透强度与氮中六氟化硫的浓度和压力有关。从技术上讲，氮的成分达到40%，电强度几乎没

有变差。即使是80%的氮气 20%六氟化硫的混合气体也具有纯氮气或空气电强度的两倍以上。

六氟化硫混合气体只能作为绝缘介质，不能作为断路器中的灭弧介质。

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