武汉大学电气工程学院的研究人员张晓星、田双双等，在《电工技术学报》上撰文指出，较高的温室效应使得六 硫（SF6）在气体绝缘设备中的使用受到限制，国内外学者致力于寻找可以替代SF6的环境友好型气体，并取得了相关的研究成果。常规气体、SF6混合气体和电负性气体及其混合气体等多种气体作为绝缘或灭弧介质表现出不同的优势，同时也存在一些劣势。总结目前研究的主要替代气体及取得的进展，并从理化性质、绝缘性能、灭弧特性以及机理研究等方面进行详细的归纳总结，分析不同替代气体在工程应用上的适用范围和局限性。在现有研究的基础上分析SF6替代气体当前的发展趋势和应用前景。
SF6因其较强的绝缘性能和灭弧能力广泛应用于气体绝缘设备中，如气体绝缘封闭组合电器（GasInsulatedSwitchgears,GIS）、充气柜（CubictypeGasInsulatedSwitchgears,C-GIS）、气体绝缘断路器（GasCircuitBreaker,GCB）和气体绝缘管道母线（GasInsulatedLine,GIL）等，其中高压开关设备的用气量约占SF6用气量的80%以上，中压开关设备的用气量约占10%。
随着电力行业的发展SF6的使用量飞速上涨。SF6气体绝缘设备的调试、检修以及气体的泄露和回收都会使得SF6进入大气环境中。然而，SF6气体被公认为一种对大气环境有较大危害的温室气体，其温室效应潜在值（GlobalWarmingPotential,GWP）是CO2的倍，在大气中的存活寿命为年。
联合国气候变化公约缔约方在年签订的《京都议定书》中，将SF6列为六种限制性使用的温室气体之一，并要求限制SF6的使用。美国、欧盟、英国和日本政府均与电力公司合作，提出一系列减少温室气体排放的措施，且美国加州提出从年开始逐年降低电气领域SF6使用量，欧盟计划在年将SF6排放量缩减到年的2/3。大气中的SF6气体的含量以每年8.7%的速度增长，到目前为止，SF6气体占温室气体总排量已经超过15%，因此寻找环境友好型的SF6替代气体作为绝缘介质用于电气设备刻不容缓。
SF6在大功率电弧、火花放电和电晕放电作用下会发生不同程度的分解，生成各种低氟 物（SFx，x=1,2,3,4,5），如果SF6气体绝缘装备内部同时存在微量的H2O和O2等杂质成分，其分解物还会进一步与之发生反应，生成如SO2F2、SOF2、SO2、HF和H2S等组分气体，这些分解气体有不同程度的毒性，给电力从业者带来安全隐患。因此SF6的削减和替代是电力行业急需解决的问题，同时具有极大的环境效益和社会效益。
从20世纪70年代各国学者便开始寻找环境友好型气体，探究不同气体和绝缘性能并分析替代SF6的可行性。目前主要研究的替代气体有三类：常规气体（空气、N2和CO2）、SF6混合气体和强电负性气体及其混合气体。
针对三类气体除了气体本身的理化性质，还进行了电气性能方面的试验和理论探究，试验测量不同工况下（直流、交流和冲击电压）替代气体的局部放电特性、击穿特性和灭弧特性等表征绝缘能力的参数，并分析不同替代气体的绝缘性能受到气压、电场均匀度和电极间距的影响，从试验数据直观了解不同气体的绝缘性能。
理论方面主要从微观层面分析气体的分子结构，计算气体的碰撞截面参数，再通过求解玻耳兹曼方程或者蒙特卡洛模拟方法进一步计算电场评估气体的绝缘性能，结合局部热动力学方程计算微观粒子的热动力学参数（比热、质量密度和焓值）和输运参数（扩散系数、粘性系数、导热系数和电导率），判断气体的灭弧性能，并与SF6进行比较，为替代的可能性提供理论支撑。微观参数的计算比较复杂且受到多种因素的影响，计算的准确性和合理性还需要经过试验验证。
本文分析了三种类型替代气体的研究现状总结现有的研究成果，从理化性质、绝缘性能、灭弧特性、机理研究以及工程应用等方面进行了详细的归纳总结，并指出了不同替代气体的局限和适用范围。 结合当前研究现状和存在的问题，指出替代气体未来研究的趋势和发展的前景。
1常规气体
常规气体主要为干燥空气、N2、CO2以及相应的混合气体，由于常规气体理化性质比较稳定，制备成本较低， 温度远低于SF6，且有较低的温室效应，应用于气体绝缘设备中的前景受到较大
转载请注明地址:http://www.abmjc.com/zcmbjc/4033.html
