与均匀电场中的击穿电压相比，SF6在极不 均匀电场中击穿电压下降的程度比空气 要大得多。SF6 优异的绝缘性能只有在 电场比较均匀的场合才能得到充分的发
挥。
在设计以 SF6 气体作为绝缘的各种电气设 备时，应尽可能使气隙中的电场均匀化， 采用屏蔽等措施以消除一切尖角处的极 不均匀电场，使 SF6 优异的绝缘性能得 到充分的利用。
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• 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 高压和特高压的范畴内，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。
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目前SF6不但应用于单一电力设备，如：SF6 断路器、气体绝缘变压器等。
也被广泛采用于将多种变电设备集于一体 并密闭充SF6气体的容器之内的封闭式气 体绝缘组合电器（GIS）和充气管输电线 等装置中。
2.导电微粒
设备中的导电微粒有两大类，即固定微粒 和自由微粒，前者的作用与电极表面缺 陷相似，而后者因会在极间跳动而对SF6 气体的绝缘性能产生更大的不利影响。
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• 图2—17给出 R/r=1.67～4．06 的同轴圆筒中SF6 的击穿场强Eb与气 压p的关系曲线， 由图中可见击穿场 强并不与气压成正 比，而是增加得少 一些。
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在稍不均匀电场中，极性对于气隙击穿电 压的影响与极不均匀电场中的情况是相 反的，此时负极性下的击穿电压反而比 正极性时低10％左右。冲击系数很小， 雷电冲击时约为1.25，操作冲击时更小， 只有1.05～1.1。
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一、SF6的绝缘性能
SF6具有较高的电气强度，主要是因为其具 有很强的电负性，容易俘获自由电子而 形成负离子(电子附着过程)，电子变成 负离子后,其引起碰撞电离的能力就变得 很弱，因而削弱了放电发展过程。
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电场的不均匀程度对SF6电气强度的影响远 比对空气的大。
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由于强电负性气体在实用中所处条件均属于流注 放电的范畴，所以这里不再讨论其汤逊自持放 电条件，而直接探讨其流注自持放电条件。为 此，可参照式(1—20)写出均匀电场中电负性 气体的流注自持放电条件为：
实验研究证明：对于SF6气体，常数K=10.5，相 应的击穿电压为：
式中：p-气压，Mpa，d-极间距离，mm
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(一)均匀和稍不均匀电场中SF6的击穿
SF6电负性气体中的碰撞电离和放电过程时，除了考虑第 一章中所说的 过程外，还应计及电子附着过程，它 可用一个与电子碰撞电离系数 的定义相似的电子附 着系数 来表示， 的定义是一个电子沿电场方向运 动1cm的行程中所发生的电子附着次数平均值。可见在 电负性气体中的有效碰撞电离系数 应为：
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虽然驼峰曲线在压缩空气中也存在，但一 般要在气压高达1MPa左右才开始出现， 而在SF6气体中，驼峰常出现在0.1～ 0.2MPa的气压下，即在工作气压以下。 因此，在进行绝缘设计时应尽可能设法 避免极不均匀电场的情况。
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• 极不均匀电场中SF6气体击穿的异常现象 与空间电荷的运动有关。 我们知道， 空间电荷对棒极的屏蔽作用会使击穿电 压提高，但在雷电冲击电压的作用下， 空间电荷来不及移动到有利的位置，故 其击穿电压低于静态击穿电压；气压提 高时空间电荷扩散得较慢，因此在气压 超过0.1～0.2MPa时，屏蔽作用减弱，工 频击穿电压会下降。
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参照式1-7，可写出均匀电场中始电子数； na-到达阳极时的电子数
这时应该注意：在一般气体中，正离子数等于新 增的电子数；而在电负性气体中，正离子数等 于新增的电子数与负离子数之和。所以在汤逊 理论中不能将式(1—14)中的 简单地用(-) 来代替而得出电负性气体的自持放电条件。
可以看出：GIS的工 作气压越高，则Ra 对Eb的影响越大， 因而对电极表面加工 的技术要求也越高。 电极表面粗糙度大时，表面突起处的局部
电场强度要比气隙的平均电场强度大得 多，因而可在宏观上平均场强尚未达到 临界值时就诱发击穿。
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除了表面粗糙度外，电极表面还会有其它 零星的随机缺陷，电极表面积越大，这 类缺陷出现的概率也越大。所以电极表 面积越大，SF6气体的击穿场强越低，这 一现象被称为“面积效应”。
第四节 六氟化硫和气体绝缘电气设备
➢六氟化硫的绝缘性能 ➢六氟化硫理化特性方面的若干问题 ➢六氟化硫混合气体 ➢气体绝缘电气设备
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六氟化硫(SF6)气体：
➢20世纪60年代开始作为绝缘媒质和灭弧 媒质使用于某些电气设备(首先是断路器) 中；
➢至今已是除空气外应用最广泛的气体介 质。
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在工程应用中，通常pd<1MPa• mm，所以上式可 近似地写成：
式(2—16)和式(2—17)均表明，在均匀电场中SF6 气体的击穿也遵循巴申定律。它在0.1MPa
(1atm)下的击穿场强
，几乎
是空气的3倍。
前面已经提到，在气体绝缘电气设备中最常见的 是稍不均匀电场气隙，例如同轴圆筒间的气隙。
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（三）影响击穿场强的其它因素
气体绝缘电气设备的设计场强值远低于理 论击穿场强，这是因为有许多影响因素 会使它的击穿场强下降。此处仅介绍其 中两种主要影响因素，即电极表面缺陷 和导电微粒。
1.电极表面缺陷
图2—19表示电极表 面粗糙度Ra对SF6，气 体电气强度Eb的六影氟化硫响和气。体绝缘电气设备
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(二) 极不均匀电场中SF6的击穿
在极不均匀电场中， SF6气体的击穿有 异常现象，主要表 现在以下两个方面：
➢如图所示，首先是 工频击穿电压随气 压的变化曲线存在 “驼峰”；
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➢其次是驼峰区段内 的雷电冲击击穿电 压明显低于静态击 穿电压，其冲击系 数可低至0．6左右， 如图2—18所示。