SF6 气体的性质及危害

六氟化硫气体概述六氟化硫（SF6）是一种无色、无味、无毒的气体，具有很高的电气绝缘性能和热稳定性。

它广泛应用于高压电气设备、电力传输和配电系统中，用于消弧和绝缘的作用。

六氟化硫还具有较高的密度和化学稳定性，使其成为一种理想的绝缘气体。

本文将介绍六氟化硫气体的成分、物理性质、应用领域，并对其环境问题进行探讨。

成分六氟化硫气体的化学式为SF6，由硫原子和六个氟原子组成。

其分子结构稳定，化学活性较低。

由于氟原子的电负性较高，六氟化硫具有很高的电气绝缘性能。

物理性质以下是六氟化硫气体的主要物理性质：•密度：6.16 g/L•沸点：-63.8 ℃•熔点：-50.8 ℃•分子量：146.06 g/mol•熔化热：14.7 kJ/mol•气化热：49.6 kJ/mol•蒸气压：160 kPa（20 ℃）由于六氟化硫气体的密度较大，它具有比空气更强的压力和抑制氧气进入电力设备中的能力。

应用领域六氟化硫气体在电力行业有广泛的应用。

以下是它的主要应用领域：高压电气设备六氟化硫气体广泛应用于高压开关设备、断路器和绝缘子中。

它具有很高的绝缘能力，可有效防止电弧产生和电气设备的短路。

六氟化硫气体还可以减小设备的尺寸和重量，提高设备的可靠性和安全性。

电力传输和配电系统为了确保电力传输和配电系统的稳定性和安全性，六氟化硫气体被用作电弧消弧剂和绝缘介质。

在高压输电线路中，六氟化硫气体可有效消除电器设备之间的电弧，并减少电力系统的故障。

金属熔炼六氟化硫气体在金属冶炼过程中起到重要的作用。

它可用作铝、镁和钙等金属的熔炼剂，并能帮助产生纯净的金属产品。

环境问题尽管六氟化硫气体具有优异的电绝缘性能和化学稳定性，但它也存在一些环境问题需要关注。

首先，六氟化硫是一种强效的温室气体，具有很高的全球变暖潜势。

它的大气停留时间长达3000年，能够在大气中积聚并引发全球气候变化。

其次，六氟化硫气体可对大气臭氧层产生破坏。

它的分解产物中的氟化物离子可损害臭氧层，进而对地球的紫外线屏障产生不利影响。

六氟化硫气体的健康危害
六氟化硫(SF6)在常态下是一种无色、无臭、无毒、不燃、无腐蚀性的气态物质，是一种优于空气和油的新一代超高压绝缘介质材料。

广泛应用于电器工业,如:断路器、高压变电器、气封闭组合电容器等。

危险特性：SF6虽然无毒，但是，由于产品不纯，含有高毒性的低氟化硫、氟化氢等有毒气体，在大功率电弧、火花放电和电晕放电作用下，SF6气体能分解和游离出多种产物，主要是S2F10、SF4和SF2，以及少量的S2、F2、S、F等。

SF6侵入人体的主要途径是通过吸入吸收到体内。

对呼吸系统有强烈的刺激作用，当吸入高浓度SF6时可出现呼吸困难、喘息、皮肤和粘膜变蓝、全身痉挛等窒息症状。

当发生泄漏时，迅速达到空气中该气体的有害浓度。

经电弧激发，生成SF4、S2F10、S2F6等，这些成份泄露出来与水份反应生成HF，对人体造成危害。

短期接触的影响：液体迅速蒸发，可能引起冻伤。

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一、SF6气体的的物理化学特性纯净的SF6气体是无色、无味、无毒的惰性气体，温度不太高时化学性能稳定。

但在电弧的高温及水分作用下，SF6会发生一系列化学反应，产生有毒及有腐蚀性的化合物。

此外SF6在制造过程中也会产生部分有毒物质，使SF6的纯度降低。

在电弧的高温作用下，SF6会产生热离解，变成硫和氟原子，硫和氟原子可能与SF6中所含的氧气、电极材料释放出的氧气和固体绝缘材料分解出的氧气作用生产低氟化物，如SOF2、SO2F2、SF4、SOF4等。

当气体中含有水分时，上述部分低氟化合物还会和水发生反应而生成腐蚀性很强的氢氟酸（HF）。

在水分较多的情况下，SF6在200℃以上也会和水发生反应而生成HF和SO2。

这些化学反应的生成物不仅有毒，而且部分生成物如HF、SO2、SF4等对绝缘材料和金属材料还有腐蚀作用。

除电弧外，火花放电、电晕放电和局部放电的高温作用也会使SF6发生上述化学反应，只是因温度较低，生成物较少而已。

可见，高温和水分是SF6气体中出现有害杂质的重要原因。

在SF6断路器等开关电器中，电弧或火花放电是不可避免的，但在使用SF6绝缘的其他设备中应尽量避免类似放电现象发生。

水分不仅在高温下使SF6产生了更多的有害气体，在低温下也会引起SF6气体绝缘设备中的固体介质表面凝露，使闪络电压急剧降低，故必须严格控制SF6气体中的含水量。

为消除SF6气体中所含的有毒气体，可在充SF6气体的电气设备中放置吸附剂。

吸附剂不仅能吸附电弧分解物，还能吸附水分。

常用的吸附剂有合成沸石（分子筛）和活性氧化铝。

对于不存在电弧或火花放电的场合，吸附剂的放置量通常约为SF6气体质量的10％。

SF6的分子量为146，比空气重的多，不易散发。

充SF6的电气设备发生泄漏时，由于SF6气体中一般含有有毒气体，易引起中毒，即使纯净的SF6气体也易引起窒息，故在SF6设备上工作时要注意通风，必要时还应带防毒面具和防护手套。

SF6的液化温度不是很低，0.1MPa下的液化温度为－63℃，压力增大时，液化温度增高。

SF6气体性质--物理性质和化学性质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。

SF6气体性质--绝缘和灭弧特性SF6的绝缘特性SF6具有优良的绝缘性能，这是它最早被用于电力设备的原因。

例如，0.3MPa压力的SF6气体的绝缘强度就可能达到变压器油的水平，而压缩空气同样的绝缘强度要0.6—0.7MPa。

因此，早在四十年代SF6就开始用于电缆、高压静电发生器中，后来才用到开关中，现在又在变压器和高压互感器中应用。

SF6用在全封闭的组合电器中，取代敞开式分立电器的空气绝缘，使传统的变电站设备构造发生了革命性的变化，这就是SF6绝缘性能所显示出的优越性。

SF6气体的高绝缘强度是由卤族化合物的负电性，即对电子的吸附能力造成的。

卤族元素中又以F元素的负电性最强，它的化合物SF6仍有强负电性。

在温度不太高的情况下（108K以下），产生SF6+e→SF6—的反应，生成负离子；使空间的自由电子减少，而负离子的活泼性差，抑制了空间游离过程的发展，击穿不易形成，因此绝缘强度大大提高SF6气体的绝缘强度在不均匀的电场中要降低，这一点在设计与使用中应该引起注意。

一．六氟化硫的历史自1900年法国化学家摩森（H.Moissan）和李博(P.Lebeau)在实验室中将硫在氟气中燃烧以制备六氟化硫（SF6）气体以来，人们已从中收益非浅。

因纯SF6气体的化学稳定性，早期用于进行人工治疗肺结核空洞；同时因其优异的绝缘和灭弧性能也倍受人们的关注。

从1940年作为绝缘介质开始，迄今已被广泛地应用在电力设备中，如高压断路器、变压器、互感器、电容器、避雷器、接触器、熔断器、管道母等。

二．六氟化硫的物理性质SF6作为一种绝缘气体，具有很多优点，是一种无色、无味、无毒、不可燃的惰性气体，并有优异的冷却电弧特性，特别是在开关设备有电弧高温的作用下产生较高的冷却效应，避免局部高温的可能性。

SF6的绝缘性能远远超过传统的油、空气绝缘介质。

其用于电气设备中，可以缩小设备的尺寸，提高设备绝缘的可靠性。

其缺点是在电弧放电时，分解形成硫的低氟化合物，不但有毒，且对某些绝缘材料和金属具有腐蚀作用。

SF6是一种比较重的气体，在相同条件下，其密度是空气的5倍，其压力与温度的关系遵循理想气体定律。

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℃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不能在过低温度和过低压力下使用。

SF6的优良导热性能，是形成SF6灭弧性能的原因之一。

SF6的导热性好可归结为两种原因，一是SF6的分子量大，比热大，其对流的传热能力优于空气，二是在高温下产生的冷却效应。

三．六氟化硫的化学性质SF6气体本身的化学效应是非常稳定的，并且有着非常高的绝缘强度。

在大气压力下和温度至少在500℃以内，SF6具有较高的化学稳定性，在正常温度范围内，其与电气设备中常用的金属是毫无反应的。

SF6分解的危险温度是600℃左右，此时SF6分解形成硫的低氟化合物，因此，SF6至少在电气设备的A级绝缘温度，即105℃以内是相当稳定的。

六氟化硫(SF6)气体的危害与预防六氟化硫(SF6)气体是目前发现的六种温室气体之一。

在高压电器制造行业使用着大量的六氟化硫(SF6) 气体，由于使用、管理不当或没有按正确的方法对其进行回收、再生处理，导致六氟化硫（SF6）气体及在高温电弧作用下产生的有毒分解物排放到大气中，给人类赖以生存的环境带来污染和破坏，同时给电器设备的正常运行和人们身体健康带来不利影响。

1 、概述自1900 年法国化学家摩森（H.Moissan ）和李博(P.Lebeau) 在实验室中将硫在氟气中燃烧以制备六氟化硫（SF6 ）气体以来，人们已从中收益非浅。

因纯六氟化硫(SF6)气体的化学稳定性，早期用于进行人工气胸治疗肺结核空洞；同时因其优异的绝缘和灭弧性能也倍受人们的关注。

从1940 年作为绝缘介质开始，迄今已被广泛地应用在电力设备中，如高压断路器、变压器、互感器、电容器、避雷器、接触器、熔断器、管道母等。

随着六氟化硫(SF6)气体使用量的增加，范围的扩大，正确的使用和管理六氟化硫(SF6)气体，保护好我们赖以生存的环境及人身安全等问题被提到了重要的议事日程上来。

2 、六氟化硫(SF6) 气体的性质2.1 六氟化硫(SF6) 气体的物理性质纯净的六氟化硫(SF6) 气体是一种无色、无嗅、基本无毒、不可燃的卤素化合物。

其相对密度在气态时为6.16g /cm3(20℃,0.1MPa 时) ，在液态时为1400g /cm3(20℃时) ；在相同状态下约是空气相对密度的5 倍。

为便于运输和贮存，六氟化硫(SF6) 气体通常以液态形式存在于钢瓶中。

2.2 六氟化硫(SF6) 气体的化学性质六氟化硫(SF6) 气体的化学性质非常稳定，在空气中不燃烧，不助燃，与水、强碱、氨、盐酸、硫酸等不反应；在低于150 ℃时，六氟化硫(SF6) 气体呈化学惰性，极少熔于水，微熔于醇。

对电器设备中常用的金属及其它有机材料不发生化学作用。

然而，在大功率电弧、火花放电和电晕放电作用下，六氟化硫(SF6) 气体能分解和游离出多种产物，主要是SF4 和SF2 ，以及少量的S2 、F2 、S 、F 等。

六氟化硫技术说明书全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：六氟化硫技术说明书一、概述六氟化硫是一种无色、无臭、无味的气体，化学式为SF6，常温常压下是一种稳定的化合物。

六氟化硫具有极高的绝缘性能、化学惰性和热稳定性，因此被广泛用于电力系统、电力设备和工业生产中。

本说明书将介绍六氟化硫的性质、应用领域以及生产工艺。

二、性质1. 化学性质：六氟化硫是一种无机气体，具有很强的氧化性，可与许多金属反应生成相应的金属氟化物。

在高温下，六氟化硫可以与氢气反应生成硫化氢和氟化氢。

在潮湿的环境中，六氟化硫会与水反应生成氢氟酸和硫酸。

2. 物理性质：六氟化硫是一种无色气体，密度比空气大，熔点为-50.8℃，沸点为-63.8℃。

六氟化硫具有较高的热导率和电绝缘性能。

3. 安全性：六氟化硫是一种高度有毒的气体，为强力的致癌物质。

在浓度较高的情况下，六氟化硫可导致呼吸困难、眩晕等危险情况。

在使用过程中务必注意安全防护措施。

三、应用领域1. 电力系统：六氟化硫是一种优秀的绝缘介质，在高压电力系统中被广泛应用于绝缘、灭弧和冷却等方面。

六氟化硫可以有效地减少电设备的大小和重量，提高设备的电气性能。

2. 金属加工：六氟化硫可以作为金属表面的处理剂，用于去除金属表面的氧化物、硫化物和其他杂质。

六氟化硫可以有效地减少金属加工过程中的磨损和摩擦。

3. 医疗领域：六氟化硫可以制备一些特殊的医疗器材，例如放射性标记剂和核素标记试剂等。

四、生产工艺1. 合成方法：六氟化硫的常规生产工艺主要有两种方法，一种是从氟气和硫化氢反应合成，另一种是从三氟化硫和四氟化硅反应合成。

2. 分离提纯：六氟化硫的分离提纯主要包括冷却凝结法、吸附法和蒸馏法等。

蒸馏法是一种较为常用的工艺方法，可以得到高纯度的六氟化硫。

3. 储存运输：六氟化硫是一种高度危险的气体，储存和运输过程中需要严格遵守相关的安全规定。

常用的储存方式包括高压储罐、低温液氮储罐等。

五、注意事项1. 在使用过程中应佩戴防护装备，保证通风良好；2. 切勿将六氟化硫混合存放于氧化性物质中；3. 如发生泄漏情况，应立即采取相应的应急措施。

SF6气体特性放电知识 2009-10-26 20:08 阅读44 评论0字号：大中小ＳＦ5气体有以下特点和性质：（１）物理性质。

纯净的ＳＦ6气体无色、无味、无毒、不燃烧，属惰性气体。

在０．０９８ＭＰa压力下，相对于空气的比重为５．１９（６．９／１．２９），液化温度为－６２℃。

（２）化学性质。

ＳＦ6气体不溶于水和变压器油，在温度低于８００℃时仍然为惰性气体，不燃烧，在炽热温度下也不与氢气、氧气、铝、铜以及其它许多物质发生作用，水、酸、碱也不会使它分解。

（３）ＳＦ6气体具有优良的绝缘性能，抗电强度是空气的２．５倍，灭弧性能是空气的１００倍，在０．２９４ＭＰa 压力时的抗电强度就与变压器油相近，并且ＳＦ6气体中不含氧气，不存在触头等部位的氧化问题；ＳＦ6气体中也没有碳元素，使得设备结构在设计上比较自由。

（４）ＳＦ6电气设备检修周期长，维护方便，占用地面和空间体积都小。

用ＳＦ6气体作为绝缘介质制成的全封闭组合电器，可以包括断路器、隔离开关、接地开关、互感器、母线、避雷器等元件。

并且高压带电部分全密封于钢壳之中，无触电危险，提高了运行的安全性。

同时，由于密闭组合，避免了外界环境（如工业污秽、高海拔、冰霜雷雪气候）的影响，适合于大城市、工业密集区、地势险峻的山区，严重污秽地区的变电所安装使用。

（５）ＳＦ6气体作为绝缘介质的缺点：１）它本身虽无毒，但它的重度大，不易稀释和扩散，是一种窒息性物质，在故障泄漏时容易造成工作人员缺氧，中毒窒息。

２）ＳＦ6气体在电场中产生电晕放电时会分解出来ＳＯＦ2（氟化亚硫酰）、ＳＯ2Ｆ2（氟化硫酰）、Ｓ2Ｆ10（十氟化二硫）、ＳＯ2（二氧硫）、Ｓ2Ｆ2（氟化硫）、ＨＦ（氢氟酸）等近十种气体。

这些氟、硫化物气体不但有毒，Ｓ2Ｆ10有剧毒，而且很多还有腐蚀性。

如对铝合金、瓷绝缘子、玻璃环氧树脂等绝缘材料，能损坏它们的结构；对人体及呼吸系统有强列的刺激和毒害作用。

ＳＦ6 气体的这些缺点，构成了ＳＦ6电气设备在安全防护方面的主要问题。