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SF6開關(guān)或GIS設(shè)備泄漏的克星

       IAC510檢測(cè)實(shí)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(shè)備中， SF6氣體開關(guān)裝置的運(yùn)行也得到迅猛的發(fā)展。但是SF6開關(guān)的泄漏不僅會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行，更會(huì)給檢修人員帶來(lái)身體上及生命上的危害。由于SF6氣體無(wú)色無(wú)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(guān)裝置發(fā)展過(guò)程中所面對(duì)的問題。本文從實(shí)例當(dāng)中深入探討了SF6開關(guān)裝置中SF6氣體泄漏情況與如何及時(shí)而又真實(shí)的發(fā)現(xiàn)SF6泄漏并如何有效的進(jìn)行解決。

關(guān)鍵詞：SF6 氣體泄漏 開關(guān)裝置 危害性

概   述：

      SF6開關(guān)一旦泄漏就會(huì)使SF6開關(guān)內(nèi)部的SF6氣體絕緣性能大大降低，就會(huì)在開關(guān)內(nèi)部產(chǎn)生電弧，對(duì)開關(guān)及聯(lián)接設(shè)備造成很能很大的破害。同樣SF6氣體對(duì)空氣造成嚴(yán)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(huì)導(dǎo)致肺組織急性水腫，影響肺部氧氣交換，導(dǎo)致缺氧而窒息性死亡。所以如何能夠及時(shí)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(tái)真證的檢測(cè)設(shè)備,才能夠真正的達(dá)到保護(hù)自己和設(shè)備安全呢?面對(duì)市場(chǎng)的虛假推廣我們?cè)鯓硬拍苜I到一臺(tái)對(duì)設(shè)備及人身安全的保障呢的檢測(cè)儀器呢?請(qǐng)您擦亮眼睛,應(yīng)用專業(yè)技術(shù)面對(duì)現(xiàn)在的所有的問題。

一、　SF6的危害

純凈的SF6氣體無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭、不燃，在常溫下化學(xué)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(yīng)用于高壓開關(guān)及其設(shè)備，在斷路器和GIS操作過(guò)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(huì)進(jìn)行分解，它的分解物遇到水分后會(huì)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(huì)刺激皮膚、眼睛、粘膜，如果吸入量大，還會(huì)引起頭暈和肺水腫，甚至致人死亡。

F6氣體長(zhǎng)期高電壓運(yùn)行將會(huì)分解有毒有害產(chǎn)物，不但會(huì)降低SF6的電氣性能，直接向大氣排放將對(duì)人身健康構(gòu)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(shè)備對(duì)加工工藝、材料要求很高，產(chǎn)品價(jià)格高；防止SF6氣體漏氣要求高，還需一系列輔助補(bǔ)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(yīng)：

2SF6  +  O2  →2SOF2  +  8F（氟化亞硫酰）

2SF6  +  O2  →2SOF4  +  4F（四氟化硫酰）

SF6  →SF4  +  2F（四氟化硫酰）

SF6  →S  +  6F（硫）

2SOF4  +  O2  →2SO2F2  +  4F（氟化硫酰）

電氣設(shè)備內(nèi)的SF6氣體分解物與其內(nèi)的水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)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(yīng)：

SF4  +  H2O  →SOF2  +  2HF（氫氟酸）

SOF4  +  H2O  →SO2F2  +  2HF（氫氟酸）

SOF2  +  H2O　→  SO2  +  2HF（二氧化硫）

SO2F2  +  2H2O　→  H2SO4  +  2HF（硫酸

電氣設(shè)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(yīng)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(yīng)：

3SF6  +  W　→  WF6（氣態(tài)）+  3SF4

3F  +  AL  →ALF3（固態(tài)粉末）

3SOF2  +  AL2O3  →2ALF3（固態(tài)粉末）+  3SO2

SF6  +  Cu  →CuF2（固態(tài)粉末）  +  SF6

4SF6  +  W  +  Cu  →2S2F2（氣態(tài)）+3WF6（氣態(tài)）+  CuF2（固態(tài)粉末）

電氣設(shè)備內(nèi)的SF6氣體及分解物與絕緣材料反應(yīng)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(xué)作用，生成SiF4、Si（CH3）2F2等產(chǎn)物
　　另外安裝SF6高壓設(shè)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(duì)進(jìn)入SF6開關(guān)室的工作人員產(chǎn)生極大的危險(xiǎn)，而且，由于SF6氣體的比重較氧氣大。當(dāng)發(fā)生SF6氣體泄漏時(shí)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(wú)色無(wú)味，發(fā)生泄漏后不易讓人察覺，這就增加了對(duì)進(jìn)入泄漏現(xiàn)場(chǎng)工作人員的潛在危險(xiǎn)性，嚴(yán)重威脅人員的安全和健康．甚至造成惡性事故。
　　根據(jù)美國(guó)和前蘇聯(lián)的化學(xué)防護(hù)科學(xué)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(gè)小時(shí)，所能承受的zui高SF6氣體含量1000*10ˉ6（1000ppm）在這個(gè)濃度下，不會(huì)對(duì)人的生命健康產(chǎn)生危險(xiǎn)和長(zhǎng)期影響。我國(guó)《*公司電力安全工作規(guī)程》援引此項(xiàng)研究結(jié)果，1000*10ˉ6為在SF6開關(guān)室允許存在SF6氣體的安全警界線，超過(guò)此濃度對(duì)人的生命構(gòu)成威脅。
二、目前的技術(shù)

現(xiàn)目前常用的檢測(cè)SF6的方法有以下四種：

經(jīng)北京清華大學(xué)試驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)證明

1、  電化學(xué)技術(shù)（TGS830、TGS832）費(fèi)加羅傳感器或鹵素氣體傳感器

2、  高壓擊穿技術(shù)

3、  紅外光譜技術(shù)（IAC510）

電子捕獲ECD原理

實(shí)驗(yàn)方式：通過(guò)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(shù)設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并通過(guò)PC分析得出以下結(jié)論。

通過(guò)以上試驗(yàn)證明采用IAC510紅外光譜技術(shù)能夠真正的檢測(cè)到SF6氣體泄漏的情況，能夠準(zhǔn)確及時(shí)的查找到SF6開關(guān)中泄漏點(diǎn)，可及時(shí)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(guó)家電力系統(tǒng)對(duì)SF6設(shè)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(shè)備交接和預(yù)防性實(shí)驗(yàn)規(guī)程》是電力生產(chǎn)實(shí)踐及科學(xué)實(shí)驗(yàn)中重要的常用標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)DL/T 《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》及GB 50150-2006 《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》、GB 12022-2006 工業(yè)六氟化硫標(biāo)準(zhǔn)的基本精神，結(jié)合近兩年新頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及反事故措施要求修訂。

1）SF6氣體變壓器試驗(yàn)項(xiàng)目、周期和標(biāo)準(zhǔn)

SF6氣體它檢測(cè)項(xiàng)目 （交接時(shí)及運(yùn)行中SF6氣體的試驗(yàn)項(xiàng)目、周期和標(biāo)準(zhǔn)）

2）110KV及以上SF6電流互感器試驗(yàn)項(xiàng)目、周期和標(biāo)準(zhǔn)

3）  開關(guān)設(shè)備 SF6斷路器和GIS

 SF6斷路器和GIS的試驗(yàn)項(xiàng)目、周期和標(biāo)準(zhǔn)

3）GIS用金屬化物避雷器的試驗(yàn)項(xiàng)目、周期和標(biāo)準(zhǔn)

a） 避雷器大修時(shí)，其SF6氣體按以上表的規(guī)定

b） 避雷器運(yùn)行中的密封檢查按以上表的規(guī)定

c） 其它有關(guān)項(xiàng)目按以上表中的規(guī)定

4）<<*公司電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程>>編制說(shuō)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(cè)量很不準(zhǔn)確,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施困難,幫標(biāo)準(zhǔn)中增加”可采用靈敏度不低于1×10-6（體積比）的檢漏儀檢測(cè)各密封面無(wú)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(shè)備上的工作

  在室內(nèi)，設(shè)備充裝SF6氣體時(shí)，周圍環(huán)境相對(duì)濕度應(yīng)不大于80%，同時(shí)應(yīng)開啟通風(fēng)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(guò)1000UL/L（1000PPM）

工作人員進(jìn)入SF6配電裝置室，入口處若無(wú)SF6氣體含量顯示器，應(yīng)先通風(fēng)15min,并用檢漏儀測(cè)量SF6氣體含量合格。盡量避免一人進(jìn)入SF6配電裝置室進(jìn)行巡視，不準(zhǔn)一人進(jìn)入從事檢修工作。進(jìn)入SF6配電裝置低位區(qū)或電纜溝進(jìn)行工作，應(yīng)先檢測(cè)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(yàn)、事故及危害的總結(jié)，如何的能夠做到真正的實(shí)施，就需要時(shí)時(shí)警惕，律人律已。這樣才不會(huì)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(guó)、利民、利于后代。時(shí)時(shí)備好檢測(cè)設(shè)備IAC510檢漏儀及水分檢測(cè)儀，做好回收處理。才能保障使用設(shè)備的安全和穩(wěn)定免受人身傷害。

四、市場(chǎng)上對(duì)于SF6檢測(cè)設(shè)備的誤導(dǎo)　　

1、       據(jù)我了解現(xiàn)在許多電力公司購(gòu)買了一些定性的檢漏儀。并打著可以檢測(cè)到1×10^-6ppm的或更小濃度的SF6氣體，（如XP-1A 、5750A等等）。zui早接觸這些設(shè)備是在2003年3月份，各大宣傳資料及各大上都是宣傳這些設(shè)備是測(cè)量鹵素類氣體的技術(shù)參數(shù)，從來(lái)沒有談到檢測(cè)SF6氣體。但因?yàn)閷?duì)一些惰性氣體有反應(yīng)所以后來(lái)宣傳就改變了其真實(shí)性。造成了檢修人員的誤導(dǎo)，所以直至目前還在宣傳是專業(yè)檢測(cè)SF6氣體的檢測(cè)設(shè)備實(shí)屬可笑之極。而且像這類設(shè)備只能定性檢測(cè)，不能夠檢測(cè)其含量值。因?yàn)槠浔旧淼母邏悍烹娞匦跃透静荒軌蛲瓿啥繖z測(cè)的目的。

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(cè)氟氣和氯氣的方法來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。

3、        在北京清華大學(xué)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)證明，用放電原理、或電化原理的檢測(cè)設(shè)備除了對(duì)可燃?xì)怏w或助燃?xì)怏w不產(chǎn)生反應(yīng)外，對(duì)于其它氣體均產(chǎn)生反應(yīng)。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(shí)的反應(yīng)SF6氣體的特征。由于氮?dú)饣蚱渌鼩怏w的濃度過(guò)高也會(huì)導(dǎo)致這些原理的設(shè)備數(shù)值的改變，但不足已證明是SF6氣體泄漏所導(dǎo)致的因素。所以不能夠用于SF6氣體的檢測(cè)。

五、結(jié)束語(yǔ)

     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(yùn)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(duì)SF6開關(guān)安全的高度重視和產(chǎn)品的質(zhì)量把關(guān)。同時(shí)運(yùn)行單位也要加強(qiáng)設(shè)備的試驗(yàn)和維護(hù)提高檢修質(zhì)量和運(yùn)行管理水平。并配備好相應(yīng)的檢修設(shè)備，才能達(dá)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(xiàn)：

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10、中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)變電專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)，電氣設(shè)備用 SF6 氣體 安全使用 與 回收利用 研討會(huì) 2008年5月

11、東北電力大學(xué)電氣工程學(xué)院; 徐元哲  劉縣  胡智慧  周紅晶  <光學(xué)式SF_6斷路器的泄漏檢測(cè)技術(shù)》CNKI:SUN:GDYJ.0.2009-02-010