六氟化硫应用及其SF6传感器

日期：2025-05-01 15:02

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摘要：六氟化硫（SF6）是一种合成的含氟化合物，具有极其稳定的分子结构。由于其独特的介电性能，电力公司在电力系统中严重依赖SF6进行电压、电气绝缘、电流中断以及在输电和配电过程中的灭弧。然而，它也是迄今为止已知的强大的温室气体。一、SF6传感器特点： 1、无需加热恒温 2、功耗低 2、快速响应，约1秒 3、外形尺寸小

六氟化硫应用及其SF6传感器

六氟化硫（SF6）是温室气体
六氟化硫（SF6）是一种合成的含氟化合物，具有极其稳定的分子结构。由于其独特的介电性能，电力公司在电力系统中严重依赖SF6进行电压、电气绝缘、电流中断以及在输电和配电过程中的灭弧。然而，它也是迄今为止已知的强大的温室气体。在100年的时间里，SF6捕捉红外辐射的效率是等量二氧化碳（CO2）的22800倍。SF6也是一种非常稳定的化学物质，在大气中的寿命为3200年。随着气体的排放，它在大气中以基本上未降解的状态积聚了许多世纪。因此，相对少量的SF6会对全球气候变化产生重大影响。有关长寿命含氟温室气体、其排放、排放源和趋势的更多信息，请访问EPA的“温室气体概述”页面。

六氟化硫（SF6）气体在电力系统中的应用

自20世纪50年代以来，美国电力行业在断路器、气体绝缘变电站和输电系统中使用的其他开关设备中使用SF6来管理发电站和客户负荷中心之间的高压。隔离开关和接地开关主要使用SF6进行绝缘，单独使用时，它们的SF6含量仅略低于断路器。这些装置用于隔离传输系统中电流中断的部分（使用断路器）。气体绝缘变电站也使用大量SF6，GIS装置内装有SF6绝缘断路器、母线和监控设备。SF6的大用途出现在高压断路器中，除了提供绝缘外，SF6还用于熄灭通电断路器打开时形成的电弧。
有几个因素会影响电力系统中的SF6排放，例如含有SF6的设备的类型和使用年限（例如，旧断路器可含有多达2000磅的SF6，而现代断路器通常含有不到100磅的SF6），以及电力公司实施的处理和维护程序。由于其使用寿命长，全球变暖潜力（GWP）高，即使是相对少量的SF6也会影响气候。
电力行业可以通过经济高效的运营改进和设备升级来减少国家的SF6排放。通过提高新设备的泄漏率、翻新旧设备以及使用更高效的操作和维护技术，公用事业公司通常会找到经济的解决方案来减少SF6排放。
在该伙伴关系下，EPA分享了有关很好管理实践和技术问题的信息，以帮助减少排放。降低SF6排放的一些成本效益方案包括：

泄漏检测和维修
回收设备的使用
员工教育/培训

减少SF6排放有助于电力系统：

省钱——购买SF6可能很贵，因此减少排放可以省钱。
提高电网可靠性——使用改进的SF6设备和管理实践有助于保护系统可靠性和效率。
保护环境——SF6是已知的有效的温室气体。它捕获红外辐射的效率是等量二氧化碳的22800倍，并在大气中停留3200年。

六氟化硫（SF6）共同排放源
六氟化硫SF6气体用于多个不同的行业，包括：

输配电设备
电子/半导体制造
镁的生产

在国内外，六氟化硫SF6气体常见的用途和很多的排放源是作为高压设备的电气绝缘体，用于传输和分配电力。根据美国温室气体排放和汇清单，2019年，美国所有SF6排放中约71%归因于电力传输和分配部门。电力行业使用了全球约80%的SF6产品。含有SF6的设备旨在避免将任何此类气体排放到大气中。然而，在设备生命周期的各个阶段，随着泄漏的发展，SF6气体可能会无意中泄漏到大气中。在某些情况下，老化的设备可能会发生重大泄漏。气体可在设备制造、安装、维护和保养以及停止调试时释放。

低功耗快速响应热导SF6传感器

采用非分散红外（NDIR）原理的六氟化硫纯度传感器测量SF6浓度在95%以上时，由于信号趋于饱和，数值具有很大的波动性，同时重复差，无法满足高压开关内六氟化硫纯度高精度测试的要求。SF6-100热导式传感器是采用MEMS技术设计的一款SF6气体纯度传感器，通过直接测量气体热导率方式运行，内部没有加热灯丝，也不需要参考气。SF6-100传感器没有采用传统的大功率的恒温气室设计，而采用独特温度补偿的算法，可在-40℃~+85℃下保证测量准确度和重复性，且波动性很小。传感器同时功耗只有0.15W，是传统的热导原理传感器的1/20。SF6-100传感器同时对湿度进行修正，达到±1%FS测量精度。

SF6-100采用的专有的精密的电路设计，T90响应时间（@1000ml/分钟）非常快，只有3秒，达到读数稳定的时间T100为8秒，而传统的热导传感器需要120~150秒。SF6-100无需加热恒温的等待（至少30分钟加热时间），从开机到测量工作结束大约需要在2分钟内完成，极大地提高了测量效率。SF6-100的体积小、低功耗和重量轻（约150g）的特点，非常适合集成便携式SF6仪表内。

一、低功耗快速响应SF6传感器产品优点

无需加热恒温等待，即插即用
低功耗，约0.15W
快速响应，约3秒(T90，@1.0L/min.)。
外形尺寸小、重量轻(150g)
温度和湿度修正补偿
同时测量六氟化硫(SF6)浓度、相对湿度（RH）和温度三个参数
0.5~2.5VDC和5V TTL输出
-40~+85℃宽的工作温度范围
长达10+年的使用寿命
精度高，重复性好，波动小，适合纯度测量

低功耗快速响应SF6传感器T90和T100响应时间曲线：T90响应时间=3 S @1000 ml/min.; T100读数稳定时间=8 S @1000 ml/min.。

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