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珠海市集森電器有限公司
主營產(chǎn)品： 紅外SF6檢測儀,SF6檢漏儀,SF6傳感器,氣體檢漏儀,氣體檢測儀,進口檢漏儀,氣體變送器,氣體傳感器,SF6在線監(jiān)測,環(huán)境在線監(jiān)測 |
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2010-2-8 閱讀(632)
SF6開關或GIS設備泄漏的克星
IAC510檢測實錄
珠海集森電器有限公司 （珠海） 鹿 波 519070
【摘 要】 隨著電力事業(yè)的大力發(fā)展，SF6 氣體以其優(yōu)異的絕緣性能和滅弧性能被廣泛用于電氣設備中， SF6氣體開關裝置的運行也得到迅猛的發(fā)展。但是SF6開關的泄漏不僅會影響設備的正常運行，更會給檢修人員帶來身體上及生命上的危害。由于SF6氣體無色無味的物理特征，很還容易被檢修人員發(fā)現(xiàn)泄漏。，這一問題一直是充SF6氣體開關裝置發(fā)展過程中所面對的問題。本文從實例當中深入探討了SF6開關裝置中SF6氣體泄漏情況與如何及時而又真實的發(fā)現(xiàn)SF6泄漏并如何有效的進行解決。
關鍵詞：SF6 氣體泄漏 開關裝置 危害性
概 述：
SF6開關一旦泄漏就會使SF6開關內(nèi)部的SF6氣體絕緣性能大大降低，就會在開關內(nèi)部產(chǎn)生電弧，對開關及聯(lián)接設備造成很能很大的破害。同樣SF6氣體對空氣造成嚴重的環(huán)境污染。而且SF6在高壓高溫的情況下分解，分解成氟化氫、二氧化硫、四氟化硫、硫化氫等有毒物質(zhì)會導致肺組織急性水腫，影響肺部氧氣交換，導致缺氧而窒息性死亡。所以如何能夠及時的發(fā)現(xiàn)并解決SF6泄漏的問題是刻不容緩。
但在這么多危害并存的情況下,我們?nèi)绾芜x用一臺真證的檢測設備,才能夠真正的達到保護自己和設備安全呢?面對市場的虛假推廣我們怎樣才能買到一臺對設備及人身安全的保障呢的檢測儀器呢?請您擦亮眼睛,應用專業(yè)技術面對現(xiàn)在的所有的問題。
一、 SF6的危害
純凈的SF6氣體無色、無味、無臭、不燃，在常溫下化學性質(zhì)穩(wěn)定，屬惰性氣體。但在電力行業(yè)，由于六氟化硫氣體（SF6）主要是作為絕緣和滅弧介質(zhì)而廣泛應用于高壓開關及其設備，在斷路器和GIS操作過程中，由于電弧、電暈、火花放電和局部放電、高溫等因素影響下，SF6氣體會進行分解，它的分解物遇到水分后會變成腐蝕性電解質(zhì)。尤其是有些高毒性分解物．如SF4、S2F2、S2F10 SOF2、HF和S02，它們會刺激皮膚、眼睛、粘膜，如果吸入量大，還會引起頭暈和肺水腫，甚至致人死亡。
F6氣體長期高電壓運行將會分解有毒有害產(chǎn)物，不但會降低SF6的電氣性能，直接向大氣排放將對人身健康構成危脅，部分分解產(chǎn)物極少量就可致人死亡。但是SF6系例的電力設備對加工工藝、材料要求很高，產(chǎn)品價格高；防止SF6氣體漏氣要求高，還需一系列輔助補氣措施；也不能*排除爆炸的可能；經(jīng)電弧燃燒后的低氯化合物生成物具有劇毒，威脅人身安全，也易造成環(huán)境污染。
例如：SF6氣體在電弧中的分解和與氧的反應：
2SF6 + O2 →2SOF2 +
2SF6 + O2 →2SOF4 +
SF6 →SF4 +
SF6 →S +
2SOF4 + O2 →2SO
電氣設備內(nèi)的SF6氣體分解物與其內(nèi)的水分發(fā)生化學反應而生成某些有毒產(chǎn)物
例如：SF6氣體分解物與水的繼發(fā)性反應：
SF4 + H2O →SOF2 + 2HF（氫氟酸）
SOF4 + H2O →SO
SOF2 + H2O → SO2 + 2HF（二氧化硫）
SO
電氣設備內(nèi)的SF6氣體及分解物與電極（Cu－W合金）及金屬材料（AL、Cu）反應而生成某些有毒產(chǎn)物荒
例如：SF6氣體及分解物與電極或其它材料反應：
3SF6 + W → WF6（氣態(tài)）+ 3SF4
3SOF2 + AL2O3 →2ALF3（固態(tài)粉末）+ 3SO2
SF6 + Cu →CuF2（固態(tài)粉末） + SF6
4SF6 + W + Cu →2S
電氣設備內(nèi)的SF6氣體及分解物與絕緣材料反應而生成某些有毒產(chǎn)物。
如與含有硅成分的環(huán)氧酚醛玻璃絲布板（棒、管）等絕緣件；或以石英砂、玻璃作填料的環(huán)氧樹脂澆注件、模壓件以及瓷瓶、硅橡膠、硅脂等起化學作用，生成SiF4、Si（CH3）2F2等產(chǎn)物
另外安裝SF6高壓設備的室內(nèi)空間一般都較密閉，一旦發(fā)生SF6氣體泄漏，由于空氣流通極其緩慢，毒性分解物在室內(nèi)沉積，不易排出，從而對進入SF6開關室的工作人員產(chǎn)生極大的危險，而且，由于SF6氣體的比重較氧氣大。當發(fā)生SF6氣體泄漏時SF6氣體將在低層空間積聚，造成局部缺氧。使人窒息。另一方面，由于SF6氣體本身無色無味，發(fā)生泄漏后不易讓人察覺，這就增加了對進入泄漏現(xiàn)場工作人員的潛在危險性，嚴重威脅人員的安全和健康．甚至造成惡性事故。
根據(jù)美國和前蘇聯(lián)的化學防護科學家的研究，結(jié)果表明:在存在純凈SF6氣體環(huán)境中工作，皮膚暴露在SF6氣體中連續(xù)8個小時，所能承受的zui高SF6氣體含量1000*10ˉ6（1000ppm）在這個濃度下，不會對人的生命健康產(chǎn)生危險和長期影響。我國《*公司電力安全工作規(guī)程》援引此項研究結(jié)果，1000*10ˉ6為在SF6開關室允許存在SF6氣體的安全警界線，超過此濃度對人的生命構成威脅。
二、目前的技術
現(xiàn)目前常用的檢測SF6的方法有以下四種：
經(jīng)北京清華大學試驗室實驗證明
1、 電化學技術（TGS830、TGS832）費加羅傳感器或鹵素氣體傳感器
2、 高壓擊穿技術
3、 紅外光譜技術（IAC510）
電子捕獲ECD原理
實驗方式：通過把體積比濃度為100PPM的SF6氣體放入密封的容器中，分別用四款原理的技術設備進行實驗并通過PC分析得出以下結(jié)論。
| 實驗設備 | 實驗結(jié)果 | 缺點 |
| 電化學技術 | 失敗 | 沒有發(fā)生電壓變化，顯示數(shù)值為0PPM。因為TG830，820費加羅傳感器為鹵素傳感器，而SF6氣體不屬于R-113、R-22、R-11、R-134a范圍內(nèi)。根據(jù)SF6化學穩(wěn)定性證實SF6檢測技術中電化學方式是失敗的。不能夠檢測SF6氣體只能檢測CFC等氣體 |
| 高壓擊穿技術 | 失敗 | 放入100PPM的SF6氣體中不能夠放電，顯示數(shù)值為0PPM，所以高壓擊穿技術必須借助于空氣才能夠正常放電。且檢測的氣體可以是任何惰性氣體，從PC上的數(shù)據(jù)反應不是真實的SF6氣體濃度相差太大且沒有規(guī)律。 所以在只有SF6單一的氣體中并有空氣存在的情況下。只能做定性產(chǎn)品使用。對于氮氣、二氧化碳、丁烷、烷氫碳氫化合物、鹵素氣體均有反應。 |
| IAC510紅外光譜技術 | 成功 | 特定波段的紅外光有很強的吸收特性。能夠真實反應SF6氣體含量，不受環(huán)境影響，對溫度濕度的影響很小，反應迅速，壽命高。能夠呈現(xiàn)SF6線性規(guī)律。與50萬元的丹麥INNOVA SF6示蹤氣體機測量精度基本一致。 |
| 電子捕獲ECD原理 | 成功 | 能夠真實反應SF6氣體含量，精度高、成本高特點。 |
通過以上試驗證明采用IAC510紅外光譜技術能夠真正的檢測到SF6氣體泄漏的情況，能夠準確及時的查找到SF6開關中泄漏點，可及時避免事故的發(fā)生，保證檢修人員的人身不受到意外傷害。
三、國家電力系統(tǒng)對SF6設備的規(guī)定
在SF6氣體方面都是做了如何的規(guī)定呢？見下列：
《電力設備交接和預防性實驗規(guī)程》是電力生產(chǎn)實踐及科學實驗中重要的常用標準。根據(jù)DL/T 《電力設備預防性試驗規(guī)程》及GB 50150-2006 《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》、GB 12022-2006 工業(yè)六氟化硫標準的基本精神，結(jié)合近兩年新頒布的國家標準、行業(yè)標準及反事故措施要求修訂。
1）SF6氣體變壓器試驗項目、周期和標準
SF6氣體它檢測項目 （交接時及運行中SF6氣體的試驗項目、周期和標準）
2）110KV及以上SF6電流互感器試驗項目、周期和標準
| 序號 | 項目 | 周期 | 標準 | 說明 |
| 2 | SF6氣體泄漏 | 交接時、大修后、必要時 | 年泄漏率不大于1%/年，或按廠家要求 | 日常監(jiān)控，必要時檢測。 |
3） 開關設備 SF6斷路器和GIS
SF6斷路器和GIS的試驗項目、周期和標準
| 序號 | 項目 | 周期 | 標準 | 說明 |
| 2 | SF6氣體泄漏 | 交接時、大修后、必要時 | 年漏氣率不大于0.5%或使用靈敏度不低于1×10-6 的檢漏儀檢測各密封面無泄漏。 | 按GB11023方法進 對電壓等級較高的斷路器及GIS，因為體積大可用局部包扎法檢漏，每個密封部位包扎后歷時24h，測得SF6氣體含量（體積比）不大于30×10-6（每個包扎點） |
3）GIS用金屬化物避雷器的試驗項目、周期和標準
a） 避雷器大修時，其SF6氣體按以上表的規(guī)定
b） 避雷器運行中的密封檢查按以上表的規(guī)定
c） 其它有關項目按以上表中的規(guī)定
4）<<*公司電力設備交接和預防性試驗規(guī)程>>編制說明中
SF6斷路器和GIS 下的SF6氣體泄漏 條款中明確規(guī)定：目前,SF6檢漏儀的靈敏度已經(jīng)較高,可以滿足年泄漏率不大于0.5%的要求,且原用的包扎法測量很不準確,現(xiàn)場實施困難,幫標準中增加”可采用靈敏度不低于1×10-6（體積比）的檢漏儀檢測各密封面無泄漏。
5）<<*公司電力安全工作規(guī)程（變電站和發(fā)電廠部分）>>______*公司發(fā)布
在六氟化硫電氣設備上的工作
在室內(nèi)，設備充裝SF6氣體時，周圍環(huán)境相對濕度應不大于80%，同時應開啟通風系統(tǒng)，并避免SF6氣體泄漏到工作區(qū)。 工作區(qū)空氣中SF6氣體含量不得超過1000UL/L（1000PPM）
工作人員進入SF6配電裝置室，入口處若無SF6氣體含量顯示器，應先通風15min,并用檢漏儀測量SF6氣體含量合格。盡量避免一人進入SF6配電裝置室進行巡視，不準一人進入從事檢修工作。進入SF6配電裝置低位區(qū)或電纜溝進行工作，應先檢測含氧量（不低于18%）和SF6氣體含量是否合格。
結(jié)論：
以上規(guī)程則是經(jīng)驗、事故及危害的總結(jié)，如何的能夠做到真正的實施，就需要時時警惕，律人律已。這樣才不會有悲劇的重演，這樣才能夠真正保障了我們環(huán)境的質(zhì)量利國、利民、利于后代。時時備好檢測設備IAC510檢漏儀及水分檢測儀，做好回收處理。才能保障使用設備的安全和穩(wěn)定免受人身傷害。
四、市場上對于SF6檢測設備的誤導
1、 據(jù)我了解現(xiàn)在許多電力公司購買了一些定性的檢漏儀。并打著可以檢測到1×10-6ppm的或更小濃度的SF6氣體，（如XP
2、 SF6氣體不屬于鹵素類氣體，我們知道鹵互類氣體包括氟氣:淡黃綠色 ，氯氣:黃綠色， 溴蒸氣:紅棕色， 碘蒸氣:紫色。但SF6氣體分子穩(wěn)定所以一般不容易產(chǎn)生分解。不能夠用檢測氟氣和氯氣的方法來進行檢測。
3、 在北京清華大學實驗室實驗證明，用放電原理、或電化原理的檢測設備除了對可燃氣體或助燃氣體不產(chǎn)生反應外，對于其它氣體均產(chǎn)生反應。而且其沒有規(guī)律呈非線性狀態(tài)，不能夠用于定量并真實的反應SF6氣體的特征。由于氮氣或其它氣體的濃度過高也會導致這些原理的設備數(shù)值的改變，但不足已證明是SF6氣體泄漏所導致的因素。所以不能夠用于SF6氣體的檢測。
五、結(jié)束語
科技的發(fā)展，帶給了人們光明而又幸福的生活。如何能夠保證電力的安全運行，這不僅僅只是電力系統(tǒng)檢修人員的事情，同樣也需要生產(chǎn)廠商，檢修廠商對SF6開關安全的高度重視和產(chǎn)品的質(zhì)量把關。同時運行單位也要加強設備的試驗和維護提高檢修質(zhì)量和運行管理水平。并配備好相應的檢修設備，才能達到確保安全供電，才能真正的讓人們安全幸福的享受電力帶給的光明和喜悅。
珠海集森電器有限公司發(fā)布
參考文獻：
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2、《*公司電力安全工作規(guī)程（變電站和發(fā)電廠部分）》 *公司 *安監(jiān) [2005] 83 號
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6、500KV斷路器運行評述，1997年4月
7、華北電科院。第36屆大電網(wǎng)會議論文集譯文[變電站-23]
8、施文耀。試論高壓自能式SF6斷路器的開發(fā)與研制。華通技術，N0。1，2000
9、李建基，單壓式高壓SF6斷路器的可靠性。高壓電器技術，NO。4，1996
10、中國電機工程學會變電專業(yè)委員會、中國電機工程學會，電氣設備用 SF6 氣體 安全使用 與 回收利用 研討會 2008年5月
