SF6氣體具有優良的絕緣性能，在比較均勻的電場中，其絕緣強度約為空氣的2.5~3倍，在3個表壓表其絕緣強度可達到絕緣油的水平。影響其絕緣強度的因素有以下幾點： 

（1）電場均勻性的影響。絕緣強度對電場的均勻性特別敏感。在均勻電場下，絕緣強度隨觸頭間距離的增加而線性增加。距離加大時，則由于電場呈不均勻性而使其絕緣強度增加出現飽和現象。在不均勻電場下，其絕緣強度甚至會接近空氣的水平。 

（2）與壓力的關系。在較均勻電場下，絕緣強度隨SF6氣體壓力的增加而增加，但不成正比。 

（3）電極表面正太的影響。通常電極的表面越粗糙，擊穿電壓越低。電極面積越大，則由于偶然因素出現的概率就越大，因而使擊穿電壓降低。

（4）電壓極性的影響。電壓極性對SF6氣體擊穿電壓的影響與電廠的均勻性有關。在均勻電場下，由于電場強度處處相等，所以沒什么極性效應。在稍不均勻的電場中，曲率較大的電極為負時，其附近的場強較大，容易產生陰性電子發射，使氣隙的擊穿電壓降低。由于SF6斷路器的絕緣結構都是稍不均勻電場形式，所以其絕緣水平往往由負極性電壓來決定。

另外，在極不均勻的電場中，棒電極電暈放電產生的空間電荷的影響，可使正極性擊穿電壓反而比負極性的低。

影響SF6氣體擊穿電壓的因素如下：

(1) 電場的均勻性。SF6的擊穿電壓在均勻性不同的電場中差異較大。在均勻電場中，SF6的擊穿電壓比在極不均勻電場中大，而這種影響遠比空氣大得多。

(2) SF6的工作壓力。提高SF6的工作壓力是提高SF6擊穿電壓的途徑之一，但工作壓力也不能過高，否則SF6會液化。同時還應注意，SF6的擊穿電壓有隨氣壓增高而趨于飽和現象，電場越不均勻越容易飽和。因此只有在保證SF6被液化，并保證電場相當均勻的條件下提高SF6工作壓力才最為有效。

(3) SF6氣體為不純物。SF6中混有空氣、氮氣等不純氣體或導電微粒時，則可顯著降低其絕緣能力。SF6氣體的導電微粒受電場作用而移動，逐步形成“導電小橋”，從而導致擊穿電壓下降。

(4) 電極表面。隨著電極表面積的增大，SF6的擊穿電壓下降。電極表面越粗糙，則擊穿電壓越低。經過多次放電處理后的電極表面比較光滑，擊穿電壓有增高的趨勢。

電場的不均勻程度對SF6電氣強度的影響遠比對空氣的大。   

六氟化硫具有較高的電氣強度，主要是因為其具有很強的電負性，容易俘獲自由電子而形成負離子(電子附著過程)，電子變成負離子后,其引起碰撞電離的能力就變得很弱，因而削弱了放電發展過程。

與均勻電場中的擊穿電壓相比，SF6在極不均勻電場中擊穿電壓下降的程度比空氣要大得多。SF6優異的絕緣性能只有在電場比較均勻的場合才能得到充分的發揮。

在設計以六氟化硫氣體作為絕緣的各種電氣設備時，應盡可能使氣隙中的電場均勻化，采用屏蔽等措施以消除一切尖角處的極不均勻電場，使SF6優異的絕緣性能得到充分的利用。

六氟化硫 （SF6氣體）

(一)均勻和稍不均勻電場中SF6的擊穿均勻和稍不均勻電場中SF6的擊穿SF6氣體

SF6電負性氣體中的碰撞電離和放電過程時，除了考慮α過程外，還應計及電子附著過程，它可用一個與電子碰撞電離系數α的定義相似的電子附著系 數η 來表示，η的定義是一個電子沿電場方向運動1cm的行程中所發生的電子附著次數平均值。可見 在電負性氣體中的有效碰撞電離系數 應為：α = αη

均勻電場中的電子崩增長規律：na = n0 e (α η ) d

式中：n0-陰極表面處的初始電子數； na-到達陽極時的電子數

這時應該注意：在一般氣體中，正離子數等于新增的電 這時應該注意子數；而在電負性氣體中，正離子數等于新增的電子數與負離子數之和。

由于強電負性氣體在實用中所處條件均屬于流注放電的范疇，所以這里不再討論其湯遜自持放電條件，而直接 探討其流注自持放電條件。為此，可參照式(120)寫出均 勻電場中電負性氣體的流注自持放電條件為：(α η ) = K

實驗研究證明：對于SF6氣體，常數K=10.5，相應的擊穿電壓為：Ub = 88.5 pd + 0.38

(kV)式中：p-氣壓，Mpa，d-極間距離，mm

在工程應用中，通常pd<1MPa mm，所以上式可近似地寫 成：Ub ≈ 88.5 pd

式(216)和式(217)均表明，在均勻電場中SF6氣體的擊穿也遵循巴申定律。它在0.1MPa(1atm)下的擊穿場強Eb = Ub ≈ 88.5kV / cm ，幾乎是空氣的3倍。

在氣體絕緣電氣設備中最常見的是稍不均勻電場氣隙，例如同 軸圓筒間的氣隙。

在稍不均勻電場中，極性對于氣隙擊穿電壓的影響 與極不均勻電場中的情況是相反的，此時負極性下的擊穿電壓反而比正極性時低10％左右。沖擊系數很小，雷電沖擊時約為1.25，操作沖擊時更小，只有1.05～1.1。

(二) 極不均勻電場中SF6的擊穿

極不均勻電場中SF6氣體擊穿的異常現象與空間電荷的運動有關。 

空間電荷對棒極的屏蔽作用會使擊穿電壓提高，但在雷電沖擊電壓的作用下，空間電荷來不及移動到有利的位 置，故其擊穿電壓低于靜態擊穿電壓；氣壓提高時空間電荷擴散得較慢，因此在氣 壓超過0.1～0.2MPa時，屏蔽作用減弱，工 頻擊穿電壓會下降。

(三)影響擊穿場強的其它因素

六氟化硫氣體絕緣電氣設備的設計場強值遠低于理論擊穿場強，這是因為有許多影響因素會使它的擊穿場強下降。此處僅介紹其中兩種主要影響因素，即電極表面缺陷和導電微粒。

1.電極表面缺陷圖表示電極表面粗糙度Ra對SF6，氣體電氣強度Eb的影響。

可以看出：GIS的工作氣壓越高，則Ra對Eb的影響越大，因而對電極表面加工的技術要求也越高。

電極表面粗糙度大時，表面突起處的局部電場強度要比氣隙的平均電場強度大得多，因而可在宏觀上平均場強尚 未達到臨界值時就誘發擊穿。

除了表面粗糙度外，電極表面還會有其它零星的隨機缺陷，電極表面積越大，這類缺陷出現的概率也越大。所以電極表面積越大，SF6氣體的擊穿場強越低，這一現象被稱為 “面積效應”。

2.導電微粒設備中的導電微粒有兩大類，即固定微粒和自由微粒， 前者的作用與電極表面缺陷相似，而后者因會在極間跳動 而對SF6氣體的絕緣性能產生更大的不利影響。