电力行业六氟化硫SF6应用及替代

       六氟化硫（SF6）分子量146，为正八面体分子结构，常温常压下是一种无色、无味、无毒、不可燃的惰性气体。其化学性质稳定，一般不与其它材料反应。SF6在常温常压下密度为6.14 g/L，约为空气密度（1.29 g/L）的5倍。SF6气体的热传导性能较差，导热系数为空气的2/3，其分子的定压比热为氮气的3.4倍，对流散热能力比空气大得多。

       SF6在于电力行业，主要用作电气设备的绝缘和/或灭弧介质，包括六氟化硫断路器、气体绝缘金属封闭开关设备（Gas Insulated Metal Enclosed Switchgear，GIS）、负荷开关、气体绝缘输电管道（Gas Insulated Line，GIL）、变压器和互感器等。另外，六氟化硫还可用作各种加速器、避雷器、X-射线设备、超高压蓄电器、同轴电缆和微波传输的绝缘介质。

       然而，SF6的GWP值为23900，大气寿命3200年，是一种对环境有极大破坏作用的温室效应气体。《京都议定书》（Kyoto Protocol）明确将二氧化碳，甲烷（CF4），氧化亚氮（N2O），全氟化碳（PFC），氢氟碳化物（HFCs）和六氟化硫（SF6）列为限制六种排放的温室气体。因此，探索环境友好的SF6替代气体成为电力行业迫切需要解决的问题。

       全氟异丁腈又称七氟异丁腈、2,3,3,3-四氟-2-(三氟甲氧基)丙腈，英文名称 2,3,3,3-tetrafluoro-2-(trifluoromethyl)-propanenitrile，分子式C4F7N，常温下（25℃，760 mm Hg）为无色气体，3M将其商品名命为Novec 4710, 作为电力设备中的绝缘、灭弧气体，是替代SF6的理想方案之一。基于全氟异丁腈的混合气（GE将其商品名命为g3气体）具备以下特性：绝缘性能优异，灭弧性能优异，与开关内材料兼容性良好，低毒、无闪点符合健康和安全要求，可适应恶劣的低温环境要求，环境友好ODP为零，GWP (2210)远低于SF6 (22800)，大气停留时间仅为SF6的1%。