Властивості газу SF6 або шестифтористого сульфіду
Історія SF6
SF6 або газ сірководню фтору має молекули, які складаються з одного атома сірки та шести атомів фтору. Цей газ був вперше отриманий у 1900 році в лабораторіях Факультету фармацевтики у Парижі. У 1937 році компанія General Electric першою зрозуміла, що газ SF6 можна використовувати як газовий ізоляційний матеріал. Після Другої світової війни, тобто в середині 20го століття, популярність використання газу сірководню фтору як ізоляційного матеріалу в електричних системах швидко зростала. Компанії Allied Chemical Corporation та Pennsalt були першими американськими промисловостями, які почали комерційно виробляти цей газ у 1948 році. У 1960-х роках стало популярним використання газу сірководню фтору у високонапінних комутаційних пристроях. Зі збільшенням попиту на цей газ, багато виробників в Європі та Америці почали масово виробляти газ SF6. Спочатку газ SF6 використовувався лише для ізоляції в електричних системах. Але вскорі було зрозуміло, що цей газ має потужну властивість гасіння дуг. Тому цей газ почали використовувати в автоматичних вимикачах як середовище для гасіння дуг. Перша в світі підстанція, ізольована газом SF6, була створена в Парижі у 1966 році. Середньовольтові автоматичні вимикачі, заповнені газом сірководню фтору, були випущені на ринок у 1971 році.
Виробництво газу SF6
Газ SF6 комерційно виробляється за допомогою реакції фтору (отриманого електролізом) з сіркою.
Під час процесу виробництва цього газу, виникають інші побічні продукти, такі як SF4, SF2, S2F2, S2F10, у невеликих відсотках. Не тільки ці побічні продукти, а й забруднюючі речовини, такі як повітря, волога та CO2, присутні в газі під час виробництва. Всі ці побічні продукти та забруднюючі речовини фільтруються на різних етапах очищення, щоб отримати чистий та відфільтрований кінцевий продукт.
Хімічні властивості газу SF6
Для вивчення хімічних властивостей газу SF6, спочатку представимо структуру молекули SF6. У цій молекулі один атом сірки оточений шістьма атомами фтору.
Сірка має атомний номер 16. Електронна конфігурація атома сірки — 2, 8, 6, тобто 1S2 2S2 2P6 3S2 3P4. Атом фтору має атомний номер 9. Електронна конфігурація фтору — 1S2 2S2 2P5. Кожен атом сірки в молекулі SF6 створює ковалентний зв'язок з шістьма атомами фтору. Таким чином, атом сірки отримує загалом 6 ковалентних зв'язків, тобто 6 пар електронів на своїй зовнішній оболонці, а кожен атом фтору отримує 8 електронів на своїй найзовнішній оболонці.
NB: – Тут можна помітити, що зовнішня оболонка атома сірки в молекулі сірководню фтору має 12 електронів замість 8. Це означає, що тут сірка не дотримується загального правила октету атомної структури, яке стверджує, що стабільний атом потребує 8 електронів на своїй найзовнішній оболонці. Це не є винятковим випадком. Деякі елементи в 3-му періоді та нижче можуть утворювати сполуки, які перевищують 8 електронів на своїй найзовнішній оболонці. Молекулярна структура цього газу показана нижче,
Таким чином, SF6 повністю задовольняє стабільні структурні умови. Ефективний радіус молекули сірководню фтору становить 2,385 Å. Ця електронна конфігурація та структура газу роблять SF6 надзвичайно стабільним. Газ може бути стабільним без будь-якого розкладу своєї молекулярної структури до 500°C. Він високо непалючий. H2O та Cl не взаємодіють з цим газом. Він також не реагує з кислотами.
Газ SF6 є одним з найважчих газів. Його густота при 20°C при одному атмосферному тиску становить приблизно 6,139 кг/м3, що в 5 разів більше, ніж повітря при таких же умовах. Молекулярна вага цього газу становить 146,06. Зміна тиску від температури для газу сірководню фтору є лінійною, і вона невелика в рамках службової температури, тобто від -25 до +50°C. Об'ємна питома теплоємність цього газу також висока. Вона приблизно в 3,7 рази більша, ніж у повітря, тому цей газ має великий охолоджувальний ефект в електричному обладнанні. Теплопровідність цього газу не дуже висока, вона навіть нижча, ніж у повітря. Проте він все ж таки добре підходить для охолодження в автоматичних вимикачах. Це тому, що під час диссоціації молекул сірководню фтору навколо електричної дуги, ці молекули поглинають велику кількість тепла. Це тепло потім виділяється, коли молекули знову формуються на периферії дуги. Цей процес допомагає швидко передавати тепло з гарячої області в холодну. Тому цей газ має відмінний охолоджувальний ефект при високих температурах, хоча теплопровідність SF6 не дуже висока.
Електричні властивості газу SF6 Gas
Газ SF6 є сильно електронегативним. Через високу електронегативність, він поглинає вільні електрони, які виникають через дугову стрімкість між контактами автоматичного вимикача. Комбінація вільних електронів з молекулами створює важкі та великі іони, які мають дуже низьку рухливість. Через поглинання вільних електронів та низьку рухливість іонів SF6 має надзвичайно високу диелектричну властивість. Диелектрична стійкість газу SF6 приблизно в 2,5 рази більша, ніж у повітря.
Список властивостей газу сірководню фтору
Густота при 20°C |
6,14 кг/м³ |
|
Дайте гонорар та підтримайте автора
Рекомендоване
Помилки та способи їх усунення при однофазному заземленні на лініях електропередач 10 кВ
Характеристики та пристрої виявлення однофазних замикань на землю1. Характеристики однофазних замикань на землюЦентральні аварійні сигнали:Спрацьовує попереджувальний дзвінок, і загоряється індикаторна лампочка з написом «Замикання на землю на шинному відсіку [X] кВ, секція [Y]». У системах із заземленням нейтралі через котушку Петерсена (котушку гашення дуги) також загоряється індикатор «Котушка Петерсена увімкнена».Показання вольтметра контролю ізоляції:Напруга пошкодженої фази знижується (у р
01/30/2026
Нейтральний точка заземлення режим роботи для трансформаторів електромережі 110кВ～220кВ
Розташування режимів заземлення нейтральних точок трансформаторів електромережі 110кВ-220кВ повинно відповідати вимогам стійкості ізоляції нейтральних точок трансформаторів, а також зберігати нульовий послідовний імпеданс підстанцій практично незмінним, забезпечуючи, що сумарний нульовий імпеданс у будь-якій точці короткого замикання системи не перевищує тричі величину сумарного додатного послідовного імпедансу.Для новобудованих та технічно оновлених трансформаторів 220кВ та 110кВ, їхні режими з
01/29/2026
Чому підстанції використовують камінь гравій галузdrok та дрібний щебінь
Чому на підстанціях використовують каміння, гравій, гальку та дроблену породу?На підстанціях таке обладнання, як силові та розподільні трансформатори, лінії електропередачі, трансформатори напруги, трансформатори струму та роз’єднувачі, потребує заземлення. Крім заземлення, тепер ми детально розглянемо, чому гравій та дроблена порода широко використовуються на підстанціях. Хоча вони виглядають звичайними, ці камені відіграють критичну роль у забезпеченні безпеки та функціональності.У проектуванн
01/29/2026
HECI GCB для генераторів – швидкий SF₆ вимикач
1.Визначення та функції1.1 Роль вимикача генератораВимикач генератора (GCB) — це контролюваний точка відключення, розташована між генератором і підвищувальним трансформатором, який служить інтерфейсом між генератором і електромережею. Його основні функції включають ізоляцію аварійних ситуацій на стороні генератора та забезпечення операційного контролю під час синхронізації генератора та з'єднання з мережею. Принцип роботи GCB не значно відрізняється від стандартного вимикача; однак через високу
01/06/2026
Запит
Завантажити
Отримати додаток IEE Business
Використовуйте додаток IEE-Business для пошуку обладнання отримання рішень зв'язку з експертами та участі у галузевій співпраці в будь-якому місці та в будь-який час — повна підтримка розвитку ваших енергетичних проектів та бізнесу
|
