SF6開關(guān)或GIS設(shè)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(shè)備中， SF6氣體開關(guān)裝置的運行也得到迅猛的發(fā)展。但是SF6開關(guān)的泄漏不僅會影響設(shè)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(guān)裝置發(fā)展過程中所面對的問題。本文從實例當(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而又真實的發(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)一旦泄漏就會使SF6開關(guān)內(nèi)部的SF6氣體絕緣性能大大降低，就會在開關(guān)內(nèi)部產(chǎn)生電弧，對開關(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(shè)備,才能夠真正的達(dá)到保護(hù)自己和設(shè)備安全呢?面對市場的虛假推廣我們怎樣才能買到一臺對設(shè)備及人身安全的保障呢的檢測儀器呢?請您擦亮眼睛,應(yīng)用專業(yè)技術(shù)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(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(jìn)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(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(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，從而對進(jìn)入SF6開關(guān)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(dāng)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(jìn)入泄漏現(xiàn)場工作人員的潛在危險性，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(guān)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(gòu)成威脅。
二、目前的技術(shù)
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(xué)試驗室實驗證明
1、 電化學(xué)技術(shù)（TGS830、TGS832）費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(shù)設(shè)備進(jìn)行實驗并通過PC分析得出以下結(jié)論。
| 實驗設(shè)備 | 實驗結(jié)果 | 缺點 |
| 電化學(xué)技術(shù) | 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(xué)穩(wěn)定性證實SF6檢測技術(shù)中電化學(xué)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(shù) | 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(shù)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(yīng)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?xì)浠衔铩Ⅺu素氣體均有反應(yīng)。 |
| IAC510紅外光譜技術(shù) | 成功 | 特定波段的紅外光有很強的吸收特性。能夠真實反應(yīng)SF6氣體含量，不受環(huán)境影響，對溫度濕度的影響很小，反應(yīng)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(yīng)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(shù)能夠真正的檢測到SF6氣體泄漏的情況，能夠準(zhǔn)確及時的查找到SF6開關(guān)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(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)防性實驗規(guī)程》是電力生產(chǎn)實踐及科學(xué)實驗中重要的常用標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)DL/T 《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》及GB 50150-2006 《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標(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氣體變壓器試驗項目、周期和標(biāo)準(zhǔn)
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(biāo)準(zhǔn)）
2）110KV及以上SF6電流互感器試驗項目、周期和標(biāo)準(zhǔn)
| 序號 | 項目 | 周期 | 標(biāo)準(zhǔn) | 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(guān)設(shè)備 SF6斷路器和GIS
SF6斷路器和GIS的試驗項目、周期和標(biāo)準(zhǔn)
| 序號 | 項目 | 周期 | 標(biāo)準(zhǔn) | 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(jìn) 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(biāo)準(zhǔn)
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(guān)項目按以上表中的規(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(zhǔn)確,現(xiàn)場實施困難,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(shè)備上的工作
在室內(nèi)，設(shè)備充裝SF6氣體時，周圍環(huán)境相對濕度應(yīng)不大于80%，同時應(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1000UL/L（1000PPM）
工作人員進(jìn)入SF6配電裝置室，入口處若無SF6氣體含量顯示器，應(yīng)先通風(fēng)15min,并用檢漏儀測量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(shè)備IAC510檢漏儀及水分檢測儀，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、市場上對于SF6檢測設(shè)備的誤導(dǎo)
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-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)備是測量鹵素類氣體的技術(shù)參數(shù)，從來沒有談到檢測SF6氣體。但因為對一些惰性氣體有反應(yīng)所以后來宣傳就改變了其真實性。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SF6氣體的檢測設(shè)備實屬可笑之極。而且像這類設(shè)備只能定性檢測，不能夠檢測其含量值。因為其本身的高壓放電特性就根本不能夠完成定量檢測的目的。
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。不能夠用檢測氟氣和氯氣的方法來進(jìn)行檢測。
3、 在北京清華大學(xué)實驗室實驗證明，用放電原理、或電化原理的檢測設(shè)備除了對可燃?xì)怏w或助燃?xì)怏w不產(chǎn)生反應(yīng)外，對于其它氣體均產(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的反應(yīng)SF6氣體的特征。由于氮氣或其它氣體的濃度過高也會導(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。
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(guān)安全的高度重視和產(chǎn)品的質(zhì)量把關(guān)。同時運行單位也要加強設(shè)備的試驗和維護(hù)提高檢修質(zhì)量和運行管理水平。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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