氮氣/六氟化硫混合氣體的絕緣優勢  

氮/六氟化硫混合氣體是六氟化硫混合氣體中最受歡迎的研究。這種混合氣體適用于絕緣。以

下是國際大型電網會議的研究。研究成果匯編成技術小冊子260號（the Technical Brochure 

No.260)。現將研究結果簡述如下。

氮/六氟化硫混合物具有良好的絕緣性能，即使在六氟化硫含量較低的情況下。六氟化硫氣體

含量為10%~20%，可達到適當的絕緣性能，而10%~20%的六氟化硫氣體含量在技術、生態、

環境等方面都適合GIL。為了達到純六氟化硫氣體的絕緣強度，只需適當增加45%~70%左右

的壓力，六氟化硫的用量和泄漏率將降低70%~85%左右。設備設計中也容易考慮電極曲率和

粗糙度引起的場強增加。

國際大電網會議（CIORE）組成一個特殊的工作組織（TASK FORCE D1.03.10)研究了氮/六

氟化硫混合氣體的絕緣性能及其使用方法，特別是在氣體絕緣輸電管道中（GIL）使用。一方

面，研究的目的是減少對溫室效應的影響；第二，使用混合氣體可以降低成本，這對氣體消耗

量大的GIL尤為重要。

在這種混合氣體中，雜質下的擊穿電壓略低于具有相同絕緣強度的純六氟化硫氣體。但現有的

診斷裝置可用于這種混合氣體，比純六氟化硫氣體具有相同或更高的檢測靈敏度。帶電部件固

定雜質的放電電流和信號發射與純六氟化硫氣體相似。活性雜質的信號發射與氣體類型和混合

比無關。

這種混合氣體的電流零滅弧能力和電流開斷性能都很差，甚至隔離開關對母線小充電電流的開

斷能力也會大大降低。主導放電通道更經常地改變方向。與純六氟化硫氣體相比，主導放電分

支和觸頭之間的電弧對地面閃絡的風險更大。地面閃絡是由于主導放電在觸頭中傳播時的分支。

當觸頭之間的縱向電場突然變成橫向電場，連續接觸頭的主導分支產生橫向分支，形成地面橫

向電場時，就會出現這種現象。氮/六氟化硫混合氣體開斷能力差是由于先導階躍比純六氟化硫

氣體中的數量多，先導階躍變方向的概率更大。

國際電工委員會IEC6125標準規定了在最惡劣條件下切斷GIS中母線充電電流的試驗程序。一

個六氟化硫絕緣隔離開關通過了550KV和420KV所需的50次切斷試驗。在具有相同絕緣強度的

氮/六氟化硫混合氣體中進行試驗時，在420KV下只關閉了17次，發生了兩次對地閃絡。因此，

這種混合氣體不適用于任何切斷任務。在一些氮/六氟化硫絕緣的GIS中，六氟化硫氣體的總量

至少可以是，但所有執行切斷任務的辦公室都應該純化六氟化硫氣體。因此，如果在GIS中用

氮/六氟化硫混合氣體代替六氟化硫氣體，將獲得不經濟的技術解決方案，沒有生態優勢。但氮

/六氟化硫混合氣體適用于沒有切斷任務的高壓設備，并被證明特別適用于GIL。

簡而言之，長期以來，人們對尋找六氟化硫氣體的替代氣體進行了大量的研究，但沒有成功。

研究表明，從絕緣的角度來看，只有氮氣（氮氣）和空氣才能取代六氟化硫氣體。它們的絕緣

能力只有六氟化硫氣體的三分之一。但使用這些氣體，重新設計設備，并消耗大量材料。

氮/六氟化硫混合氣體從生態和經濟的角度來看是一種很好的替代氣體。氮/六氟化硫混合氣體的

穿透強度與氮中六氟化硫的濃度和壓力有關。從技術上講，氮的成分達到40%，電強度幾乎沒

有變差。即使是80%的氮氣 20%六氟化硫的混合氣體也具有純氮氣或空氣電強度的兩倍以上。

六氟化硫混合氣體只能作為絕緣介質，不能作為斷路器中的滅弧介質。

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