[發明專利]一種高壓斷路器用六氟化硫制備方法

有效

• 申請號: 201310624136.5
• 申請日: 2013-12-02
• 公開（公告）號: CN103663387A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 金翼;趙鋒
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司濟源供電公司
• 主分類號: C01B17/45
• 分類號: C01B17/45
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種高壓斷路器用六氟化硫制備方法。

背景技術

六氟化硫具有良好的電氣絕緣性能及優異的滅弧性能。其耐電強度為同一壓力下氮氣的2.5倍，擊穿電壓是空氣的2.5倍，滅弧能力是空氣的100倍，是一種優于空氣和油之間的新一代超高壓絕緣介質材料。六氟化硫以其良好的絕緣性能和滅弧性能，如：斷路器、高壓變壓器、氣封閉組合電容器、高壓傳輸線、互感器等。電子級高純六氟化硫是一種理想的電子蝕刻劑，被大量應用于微電子技術領域。冷凍工業作為制冷劑，制冷范圍可在-45℃～0℃之間。電氣工業利用其很高介電強度和良好的滅電弧性能，用作高壓開關、大容量變壓器、高壓電纜和氣體的絕緣材料。

六氟化硫作為一種絕緣氣體，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。六氟化硫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。

六氟化硫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。臨界溫度是六氟化硫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。六氟化硫只有在溫度高于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，因此六氟化硫不能在過低溫度和過低壓力下使用。

六氟化硫的優良導熱性能，是形成六氟化硫滅弧性能的原因之一。六氟化硫的導熱性好可歸結為兩種原因，一是六氟化硫的分子量大，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。

六氟化硫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，六氟化硫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。六氟化硫分解的危險溫度是600℃左右，此時六氟化硫分解形成硫的低氟化合物，因此，六氟化硫至少在電氣設備的A級絕緣溫度，即105℃以內是相當穩定的。

六氟化硫是一種具有高介電強度的介質。在均勻電場下，六氟化硫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。由于六氟化硫的介電強度高，因此，在對相同電壓等級和和開斷電流相近的斷路器，六氟化硫的串聯斷口數要少，例如我國研制的LR-220型六氟化硫斷路器，單斷口電壓為220KV；又如500KV的少油斷路器為6～8個斷口，而六氟化硫斷路器只有3～4個斷口。六氟化硫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，對六氟化硫的介電強度均有一定強度。六氟化硫氣體中的水分對絕緣將發生影響。六氟化硫中所含水分超過一定濃度時使六氟化硫在溫度達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，在六氟化硫的電氣設備中，應嚴格控制水分的含量。

六氟化硫通常由單質氟與硫直接化合而得。中國專利201110220297.9公開了一種采用亞硝酰氟與氯氣和二氯化硫反應生產六氟化硫的技術，先用一氯五氟化硫來源于亞硝酰氟和氟化氫的絡合物與氯氣和二氯化硫反應制備，最后利用一氟五氟化硫高溫分解生產六氟化硫。中國專利201110211937.X公開了一種采用變壓吸附技術回收精制六氟化硫與氮氣混合氣中六氟化硫的方法。中國專利201110214947.9公開了一種膜分離法回收混合氣中六氟化硫的方法。以上專利文獻中，無論是制備方法還是純化方法都比較復雜，無法適應GDP的高速增長。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種高壓斷路器用六氟化硫制備方法。

本發明的技術方案是：一種高壓斷路器用六氟化硫制備方法，包括以下步驟：

1)在密閉容器中加熱硫磺至120～180℃，進行液化；

2)將液態硫引流至密閉反應罐內，從密閉反應罐頂部向下噴淋，同時，向從密閉反應罐底部的布氣盤內釋放氟氣；

3)將反應后的氣體充至密閉容器中，經過硫接觸后排入凈化室；

4)凈化室內的氣體經過管式冷凝器冷凝后，然后經過膜處理，最后得到高壓斷路器用六氟化硫成品。