氣體絕緣金屬封閉開關設備（GIS）用新型氣體研究

黃濰 王志強 呂品

摘要：SF₆氣體作為絕緣和滅弧介質在中、高壓電力設備中占主導地位。但SF₆氣體溫室效應問題嚴重，削減SF₆氣體在GIS中的應用，開發能夠替代SF₆的新型絕緣氣體是電氣領域亟待解決的問題。本文以全氟化腈和全氟化酮兩種新型氣體為研究對象，對其理化特性、絕緣特性及滅弧特性進行分析，來論證其替代SF₆氣體的可行性。

關鍵詞：GIS;新型氣體;絕緣性能;滅弧性能

1.引言

純凈的SF₆氣體是一種無色、無味、無毒和不燃的惰性氣體，其耐電強度很高，在均勻的電場中約為空氣耐電強度的2.5倍左右。但SF₆氣體同時也是一種很強的溫室氣體，全球變暖潛能值（GWP）為CO₂氣體的23900倍，排放到大氣后能存在3200年。

全球每年高壓電力設備中使用的SF₆氣體超過8000噸，占總量的80%以上，由于不可避免存在泄漏，回收處理不當等因素，導致大氣中SF₆氣體含量逐年上升，1998年到2012年增長近一倍。《京都議定書》（1997年），《巴黎協定》（2016年）等相關政策或法規均提出控制溫室氣體排放，力爭在本世紀下半葉實現溫室氣體凈零排放。

人工合成的全氟化腈及全氟化酮氣體絕緣強度高、全球變暖潛能值低、熱傳導特性優良、化學穩定性良好。替代SF₆氣體作為絕緣和滅弧介質應用在開關設備中不會對產品產生腐蝕或其他負面影響，且能夠大幅降低溫室氣體排放，減輕環境壓力，對綠色發展、低碳循環發展具有積極意義。

2.新型氣體的理化特性

全氟化腈（Fluoronitrile）分子式為C₄F₇N，又稱為g³氣體（取自綠色、氣體、電網的英文）。

全氟化酮（Fluoroketone）分子式為C₅F₁₀O，又稱為C5氣體。……