六氟化硫氣體的危害與應(yīng)對(duì)措施

1.簡(jiǎn)述

斷路器是電力生產(chǎn)與輸變電工程設(shè)施設(shè)備關(guān)鍵設(shè)備之一，應(yīng)用六氟化硫氣體（SF6）做為絕緣和滅弧介質(zhì)斷路器稱之為SF6斷路器。SF6是一種非易燃的合成氣 體，化學(xué)特性極為平穩(wěn)，他在自然壓中的絕緣力是空氣中的2.5倍左右，滅弧水平為空氣中的100倍，具備一般電解介質(zhì)無(wú)可比擬的絕緣和滅弧特點(diǎn)。自20世紀(jì)60年代以來(lái)，以SF6氣體為絕緣滅弧介質(zhì)110KV或以上額定電壓的斷路器已經(jīng)逐漸占有同等級(jí)斷路器絕大多數(shù)占比。 SF6氣體在斷路器開閉時(shí)暈、火 、花及電弧放電功效會(huì)轉(zhuǎn)化出多種多樣有害和腐蝕氣體，排放后，這其中的二氧化硫不容易遭受太陽(yáng)光照射而溶解，在大氣中的使用壽命是3,200年，對(duì)于全球暖化潛在性影響力是二氧化碳的22,200倍。一定濃度SF6氣體排放空氣是霧霾形成原因之一，列入全球變暖氣體，并《京都議定書》所限定。二氧化硫會(huì)損傷上下呼吸道，讓人落淚；所產(chǎn)生的鹽酸是強(qiáng)吸水劑，很多吸進(jìn)會(huì)嚴(yán)重影響身體健康。SF6氣體具有的絕緣和滅弧特性目前尚無(wú)其他物質(zhì)可替代。因而，嚴(yán)格把控SF6氣體的泄露和排放變成生態(tài)環(huán)境保護(hù)和斷路器安全運(yùn)營(yíng)的新課題。

2.SF6氣體在運(yùn)行中的檢測(cè)及環(huán)境污染不良影響

SF6氣體的環(huán)境濕度、相對(duì)密度二項(xiàng)物理學(xué)指標(biāo)值是否處于額定值范圍內(nèi)，決定了SF6氣體的絕緣和滅弧特性合理是否。但SF6高壓斷路器家用電器在生產(chǎn)和運(yùn)行時(shí)由于：SF6新氣中帶有一定水分；在設(shè)備安裝工程、瓦解維修和打氣、補(bǔ)氣血時(shí)，因加工工藝過(guò)程的疏忽，在制動(dòng)氣室和管閥內(nèi)會(huì)留出水分；在電源開關(guān)產(chǎn)品工件加工和以上實(shí)際操作里的出錯(cuò)等導(dǎo)致密封性失嚴(yán)，SF6氣體泄露，因外界水分壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于制動(dòng)氣室中氣體的水分壓，外界水分會(huì)往氣房間內(nèi)反方向滲透到，導(dǎo)致SF6氣體在相對(duì)密度降低的與此同時(shí)水分含量升高。超標(biāo)水分會(huì)導(dǎo)致以下傷害： SF6氣體帶有超標(biāo)水分后，在一些內(nèi)部金屬物參與其中下，在200℃左右環(huán)境溫度時(shí)可使SF6產(chǎn)生中和反應(yīng)，形成活潑可愛的鹽酸（HF）和有毒的東西SOF2、SO2F2、SF4和SOF4等廉價(jià)硫氯化物，在高溫下拉弧的后，也將溶解造成溫室大棚氣體之一的二氧化硫（SO2）和鹽酸（HF）。他們將浸蝕絕緣件與金屬構(gòu)件，從而產(chǎn)生發(fā)熱量可能會(huì)導(dǎo)致氣房間內(nèi)氣體壓力風(fēng)險(xiǎn)上升，斷路器抗壓強(qiáng)度和分?jǐn)嗳莘e降低，比較嚴(yán)重前提下可能導(dǎo)致斷路器發(fā)生爆炸，不但造成電網(wǎng)事故，也將導(dǎo)致有危害和溫室大棚氣體灌放空氣，產(chǎn)生電氣設(shè)備綠色環(huán)保災(zāi)難。 電力工程有關(guān)規(guī)范規(guī)定：每日巡查監(jiān)控氣體相對(duì)密度，每1-2年期間SF6氣體的水分含量進(jìn)行檢驗(yàn)。水分含量檢一般采用露點(diǎn)儀進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)斷電檢驗(yàn)，檢測(cè)時(shí)按要求抽樣氣體總流量，即30-40升/小時(shí)計(jì)算，一次檢測(cè)需排放SF6氣體約35升。全國(guó)各地電力行業(yè)分為兩大電網(wǎng)公司與五大發(fā)電集團(tuán)。至2006年底，僅一個(gè)電網(wǎng)公司，即國(guó)網(wǎng)公司管轄電力網(wǎng)里的12-750 kV中髙壓斷路器就會(huì)有333,294臺(tái)，以上總數(shù)還不包括每一年持續(xù)增長(zhǎng)的10%上下。均值每一臺(tái)斷路器每一年排放35升SF6氣體，其總排放量及高效率能量使用期長(zhǎng)的環(huán)境污染實(shí)際效果顯而易見。

3.在線監(jiān)控是保證電力工程與環(huán)保安全的有力舉措

不檢驗(yàn)SF6氣體無(wú)法得知可怕的安全隱患，檢驗(yàn)水分含量就要很多排放SF6氣體，怎樣才能鹿與百家號(hào)兩得？ 上海市約泰電氣設(shè)備有限公司和沈陽(yáng)市儀表盤科學(xué)院關(guān)鍵科研項(xiàng)目的項(xiàng)目立項(xiàng)規(guī)定研制了數(shù)顯式SF6氣體微水與相對(duì)密度在線監(jiān)測(cè)裝置。該裝置歸屬于光機(jī)電一體化領(lǐng)域里根據(jù)PC機(jī)的工業(yè)制造全過(guò)程控制系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于電力企業(yè)的設(shè)備之一SF6髙壓斷路器SF6氣體的在線監(jiān)控和控制，能夠在沒有排放SF6氣體的條件下對(duì)SF6氣體的水分含量、相對(duì)密度和溫度開展實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集表明、信息內(nèi)容遠(yuǎn)傳水表、故障預(yù)警、閉鎖機(jī)構(gòu)運(yùn)行、相關(guān)數(shù)據(jù)表明與分析及，為供電系統(tǒng)企業(yè)生產(chǎn)管理與設(shè)備狀態(tài)檢修提供數(shù)據(jù)與根據(jù)。設(shè)備采用先進(jìn)的傳感器技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代物理剖析基礎(chǔ)理論、控制論和通信技術(shù)成效，且有多種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)應(yīng)用，如氣體在密封性高壓容器內(nèi)轉(zhuǎn)變工作溫度和變化工作壓力中的少量水分和相對(duì)密度的連續(xù)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)等，在電力SF6斷路器SF6氣體微水與密度在線監(jiān)控與控制領(lǐng)域?qū)偈澜鐒?chuàng)新。