一．六氟化硫的歷史

自1900年法國化學家摩森（H.Moissan）和李博(P.Lebeau)在實驗室中將硫在氟氣中燃燒以制備六氟化硫（SF6）氣體以來，人們已從中收益非淺。因純SF6氣體的化學穩定性，早期用于進行人工治療肺結核空洞；同時因其優異的絕緣和滅弧性能也倍受人們的關注。從1940年作為絕緣介質開始，迄今已被廣泛地應用在電力設備中，如高壓斷路器、變壓器、互感器、電容器、避雷器、接觸器、熔斷器、管道母等。

二．六氟化硫的物理性質

SF6作為一種絕緣氣體，具有很多優點，是一種無色、無味、無毒、不可燃的惰性氣體，并有優異的冷卻電弧特性，特別是在開關設備有電弧高溫的作用下產生較高的冷卻效應，避免局部高溫的可能性。SF6的絕緣性能遠遠超過傳統的油、空氣絕緣介質。其用于電氣設備中，可以縮小設備的尺寸，提高設備絕緣的可靠性。其缺點是在電弧放電時，分解形成硫的低氟化合物，不但有毒，且對某些絕緣材料和金屬具有腐蝕作用。SF6是一種比較重的氣體，在相同條件下，其密度是空氣的5倍，其壓力與溫度的關系遵循理想氣體定律。臨界溫度是SF6氣體出現液化的最高溫度，臨界壓力表示在這個溫度下出現液化所需的氣體壓力。SF6只有在溫度高于45℃以上時，才能保持氣態，在通常使用條件下，它有液化的可能性，因此SF6不能在過低溫度和過低壓力下使用。SF6的優良導熱性能，是形成SF6滅弧性能的原因之一。SF6的導熱性好可歸結為兩種原因，一是SF6的分子量大，比熱大，其對流的傳熱能力優于空氣，二是在高溫下產生的冷卻效應。

三．六氟化硫的化學性質

SF6氣體本身的化學效應是非常穩定的，并且有著非常高的絕緣強度。在大氣壓力下和溫度至少在500℃以內，SF6具有較高的化學穩定性，在正常溫度范圍內，其與電氣設備中常用的金屬是毫無反應的。SF6分解的危險溫度是600℃左右，此時SF6分解形成硫的低氟化合物，因此，SF6至少在電氣設備的A級絕緣溫度，即105℃以內是相當穩定的。

四．六氟化硫的電氣特性

SF6是一種具有高介電強度的介質。在均勻電場下，SF6的介電強度約為同一氣壓下空氣的2.5~3倍，在3個大氣壓下其介電強度與變壓器油相當。實踐證明：在空氣摻入少量六氟化硫氣體，空氣的絕緣強度顯著提高；相反，在六氟化硫氣體中加入少量的空氣則六氟化硫氣體的絕緣強度也會明顯下降。由于SF6的介電強度高，因此，在對相同電壓等級和和開斷電流相近的斷路器，SF6的串聯斷口數要少，例如我國研制的LR-220型SF6斷路器，單斷口電壓為220KV；又如500KV的少油斷路器為6~8個斷口，而SF6斷路器只有3~4個斷口。SF6的電暈起始電壓比空氣高得多，介電強度與所加電壓的頻率無關，但是應該引起注意的是電場均勻性、雜質、電極的形狀和不規則性等，對SF6的介電強度均有一定強度。SF6氣體中的水分對絕緣將發生影響。SF6中所含水分超過一定濃度時使SF6在溫度達200℃以上就可能產生分解，分解的生成物中有氫氟酸，這是一種有強腐蝕性和劇毒的酸類。此外，水分的凝結對沿邊絕緣也有害的。因此，在SF6的電氣設備中，應嚴格控制水分的含量。

五．六氟化硫的分解特性

純凈的SF6氣體一般公認是無毒的。SF6在生產過程中會有少量伴隨的生成物，其中S2F10是公認的劇毒氣體，但經過凈化處理可以完全將它除凈。純凈的SF6氣體雖然無毒，但在工作場所要防止SF6氣體的濃度上升到缺氧的水平。SF6氣體的密度大約是空氣的五倍、SF6氣體如有泄漏必將沉積于低洼處，如電纜溝中。濃度過大會出現使人窒息的危險，設計戶內通風裝置時要考慮到這一情況。SF6氣體通過對流能與空氣混合，但速度很慢。氣體一旦混合后就形成SF6和空氣的混合氣體，不會再次分離。問題嚴重的是，電弧作用下SF6的分解物如SF4，S2F2，SF2，SOF2，SO2F2，SOF4和HF等，它們都有強烈的腐蝕性和毒性。

1)SF4(四氟化硫)

常溫下SF4為無色的氣體，有類似SO2的刺鼻氣味，在空氣中能與水分生成煙霧，產生SOF2和HF。 SF4氣體可用堿液或活性氧化鋁(Al2O3)吸收。SF4氣體對肺有侵害作用，影響呼吸系統，其毒性與光氣相當。

2)S2F2(氟化硫)

常溫下為無色氣體，有毒，有刺鼻氣味，遇水分能完全水解形成S，SO2和HF。 S2F2對呼吸系統有類似光氣的破壞作用。

3)SF2(二氟化硫)

SF2的化學性能極不穩定，受熱后性能更加活潑，易水解成S，SO2和HF 。 SF2氣體可用堿液或活性氧化鋁吸收。

4)SOF2(氟化亞硫酰)

SOF2為無色氣體，有臭雞蛋味，化學性能穩定。它與水分反應緩促，并能快速地為活性氧化鋁或活性炭吸附。SOF2為劇毒氣體．可造成嚴重的肺水腫，使動物窒息死亡。

5)SO2F2 (二氟化硫酰)

SO2F2為無色無臭氣體，化學性能極為穩定，加熱到150 °C時也不會與水和金屬反應。SO2F2不易被活性氧化鋁吸收。SO2F2是一種能導致痙孿的有毒氣體。它的危險性在于無刺鼻性嗅味且不會對服鼻粘膜造成刺激作用，故發現中毒后往往會迅速死亡。

6)SOF4(四氟亞硫酰)

SOF4為無色氣體，有刺鼻性氣味，能被堿液吸收，與水反應會生成SO2F2 。SOF4是有害氣體，對肺部有侵害作用。

7)HF(氫氟酸)

HF是酸中腐蝕性最強的物質。對皮膚、粘膜有強烈刺激作用，并可引起肺水腫和肺炎等。

六．六氟化硫微水超標的危害性

常態下，SF6氣體無色無味，有良好的絕緣性能和滅弧性能，一旦大氣中的水分浸入或固體介質表面受潮，則電氣強度會顯著下降。當氣溫驟降時，SF6氣體過量水可能會凝結在固體介質表面而發生閃絡，嚴重時造成斷路器發生爆炸事故。純凈SF6氣體，在運行中，受電弧放電或高溫后，會分解成單體的氟、硫和氟硫化合物，電弧消失后會又化合成穩定的SF6氣體。當氣體中含有水分時，出現的氟硫化合物會與水反應生成腐蝕性很強的氫氟酸、硫酸和其他毒性很強的化學物質等，危及維護人員的生命安全，對斷路器的絕緣材料或金屬材料造成腐蝕，使絕緣劣化，甚至發生設備爆炸。要完全清除SF6斷路器內SF6氣體的水分是不可能的，但是掌握SF6氣體微水超標的原因，采取相應的預防控制措施，減少SF6氣體中的水分，可以保證和提高斷路器的安全運行可靠性。