的气体状态参数

在标准状态下，SF6化学性质不活泼，无毒、不易燃烧和爆炸，具有热稳定性（温度低于500℃时，SF6气体不会分解）。SF6呈现许多优良性能，这些特性特别适合应用到电力传输和配电设备中。SF6是一种电负性气体，这就决定其绝缘强度高和灭弧性能好。在大气压下，SF6气体的击穿电压几乎是空气击穿电压的3倍。况且，SF6具有良好的热传导性；在高气压条件下发生电气设备放电或者电弧后，分解的气体产物能够重新生成SF6气体（例如，SF6气体能够快速恢复绝缘性能并且有自恢复性能）。SF6分解稳定的产物可以通过滤出而去掉，这些产物对其绝缘强度影响很小。在发生电弧时，SF6不会产生聚合物、碳和其他导电的沉积物。化学特性方面，温度达到200℃时，SF6不会与固体绝缘、导电材料发生化学反应。

SF6除了优良的绝缘、热传导性能外，在室温下储存还需要较高的气压。SF6在21℃液化，要求气压达到2.1MPa。SF6的沸点是-63.8℃，沸点低且合理，允许气压在0.4～0.6MPa（4～6个标准大气压）下，SF6绝缘设备照常工作。在气体圆筒中允许压缩存储，因此在室温气压下，SF6很容易液化。电力工业中广泛应用SF6于电气设备中。

SF6气体在工程应用的气压范围内已偏离了理想气体，因此在高气压、低温度下用理想气体的状态方程会带来较大的误差，必须加以修正。

理想气体的状态方程为

式中，p为气压（MPa）；V为气体体积；M为气体的质量；μ为气体的摩尔质量；R为气体常数（J/（kg·K）），其中SF6为56.2J/（kg·K）；T为气体的热力学温度（K）。

SF6气体分子质量大，分子间相互吸力较大，尤其是当气体压力达到0.3 MPa以上时，由于分子间距离被压缩、密度增大而使分子间吸力进一步增大（分子与容器壁间的碰撞力减弱），导致气体压力不再符合理想气体状态方程式（4-1），随着密度的增加，实际压力的增长要比理想值低。

比较准确而实用的SF6气体状态参数计算式可用Beattie-Bridgman公式表达

p=56.2γT（1+B）-γ2A

A=74.9（1-0.727×10-3γ）

B=2.51×10-3γ（1-0.846×10-3γ） （4-2）

式中，p为压力（Pa）；γ为气体密度（kg/m）；T为气体的热力学温度（K）。

根据式（4-2），当气体密度γ不同时，可得到SF6气体压力与温度按不同的斜率成线性变化的关系，算出的气体压力温度曲线图如图4-2所示。SF6气体的临界温度（即可能被液化的最高温度）为45.60℃，在常温时有足够的压力就可液化。

SF6气体压力等于或高于其饱和蒸气压时，SF6气体就液化。不同温度下， SF6饱和蒸气压也不同（见表4-2）。

表4-2 SF6气体的饱和蒸气压pb（绝对气压值）

图4-2 SF6气体的状态参数

SF6是分子量较大的重气体，容易液化，必须在使用中加以注意。从图4-2和表4-2可得到SF6电器在不同气压下允许的最低工作温度及SF6气压随温度的变化关系。其中AM段表示由气态转变为液态的蒸气压，也就是液化曲线；A′M段表示由气态转变为固态的升华蒸气压，也就是固化曲线。因此从图4-2可以方便地查出对应于各种工作压力p、温度t下的密度γ以及对应于各种工作压力下SF6的液化温度或固化温度。例如，在1个大气压条件下其升华温度为-63.8℃；当使用的压力为5.5个大气压时液化温度为-25℃。因此SF6的使用压力不宜过高，一般都在15个大气压以下。若使用压力超过5.5个大气压（或者压力未超过，但环境温度低），则在低温下使用SF6时需加热装置。

实际生产中，如果某产品在20℃时的操作闭锁压力（即开关允许的最低工作气压）为0.5MPa（或0.4MPa）（表计压力）。从图4-2上t轴+20℃处向上作垂直虚线，对应产品最低工作绝对气压0.6MPa（或0.5MPa）处两点B1（或B2），过B1（或B2）点参考相邻密度40kg/m3（或30kg/m3）线作斜线T1B1C1（或T2B2C2），从饱和蒸气压曲线AA′上的交点C1（或C2）向下作垂直虚线与t轴交于-30℃（或-37℃）。得到：开关SF6操作闭锁表计气压为0.5MPa（或0.4MPa）（2-0℃时），对应的最低工作温度为-30℃（或-37℃）。-40℃时对应的最低允许工作表计气压为0.34MPa（2-0℃时）。