干燥空气PK SF6：谁是绝缘王者？

干燥空气PK SF6：谁是绝缘王者？

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最近，一项发表在《高压电器》上的研究引起了广泛关注。研究发现，在不同充气压力下，干燥空气和N2的温升明显高于SF6，并且温升相差值基本一致。这一发现为进一步优化电力设备设计提供了重要参考。

干燥空气和SF6气体作为绝缘介质，各有优缺点。干燥空气具有环保、安全、经济等优势，而SF6气体则在绝缘性能方面表现出色。

环保性与安全性

干燥空气的全球变暖潜能值（GWP）为零，不会对环境造成温室效应。相比之下，SF6气体虽然在化学上极其稳定，但其在大气中的寿命约为3200年，具有很强的温室效应，潜在的温室效应作用为CO2的2.39万倍。

在安全性方面，干燥空气无毒、无害，即使泄漏也不会对人员或环境构成威胁。而SF6气体在电弧作用下会产生有毒的分解产物，如SF4、S2F2、S2F10、SOF2、HF和SO2，这些物质会刺激皮肤、眼睛、粘膜，如果吸入量大，还会引起头晕和肺水肿，甚至致人死亡。

绝缘性能与温升问题

尽管干燥空气具有诸多优点，但在绝缘性能方面仍不及SF6气体。研究显示，使用干燥空气的环网柜温升比SF6高约5~12 K，尤其是在固体绝缘包覆元件的固定联结处表现明显。

SF6气体的分子量是空气的5倍，因此六氟化硫离子在电场中的运行速度比空气中的氮、氧等离子小得多，更容易发生复合性，氟离子使气体带电质点减少，大大提高气体的绝缘水平，约为空气的3倍。此外，SF6气体的灭弧性能是空气的100倍，这使得它在电气设备中应用非常广泛，是目前所发现的绝缘灭弧性能最好的物质。

在实际应用中，SF6气体绝缘开关设备已经得到了广泛应用。例如，浙江某制造商生产的145KV SF6气体绝缘开关设备，具有40ka的分断能力，适用于高压应用。然而，这种设备也存在一些问题，如需要定期进行气体微水含量检测和检漏，维护成本较高。

相比之下，干燥空气绝缘设备虽然在绝缘性能上稍逊一筹，但其环保、安全、经济的特点使其在中压开关柜等电力设备中展现出替代SF6的潜力。例如，一项针对12kV开关柜的研究表明，通过优化设计，可以有效控制干燥空气绝缘充气柜的温升问题。

随着全球对环保和安全要求的不断提高，干燥空气作为绝缘介质的优势日益凸显。然而，要实现大规模应用，还需要解决温升和部分性能上的不足。目前，研究人员正在通过技术创新来改善干燥空气的绝缘性能，如优化绝缘子设计、改进气固复合绝缘材料等。

总体而言，干燥空气和SF6气体各有优劣。在选择绝缘介质时，需要综合考虑环保、安全、性能和成本等因素。未来，随着技术的进步，干燥空气有望在更多领域替代SF6，成为真正的绝缘王者。