sf6六氟化硫气体的安全管理措施

sf6六氟化硫气体的安全管理措施

随着新技术的推广和新设备、新材料的应用,sf6设备以其安全可靠、维护方便和使用寿命长等优势,在电力系统中得到了广泛使用,并对电力系统的安全、经济、稳定运行起到了重要的作用。但是,使用的sf6设备由多个厂家生产,基本体结构和操作机构多种多样,不同厂家、不同型号、不同电压等级的sf6设备,使用的标准也有差别,制作工艺水平也参差不平,给安装、运行、检修人员对sf6设备的应用和维护带来困难,从而影响施工和检修质量,甚至渗漏气导致故障的发生,给电力系统的安全运行带来一定的影响。因此sf6设备中sf6气体的管理应引起重视。

sf6气体在常温、常压下是一种无色、无嗅、无毒和不可燃的气体,其化学性能非常稳定,在20℃和101325pa时的密度为6.08 g/l,约为空气密度的5倍,sf6气体的临界温度为45.6℃,经压缩而液化,通常以液态装入钢瓶运输。

sf6气体的电气绝缘性能和灭弧性能非常强。sf6的分子量是空气的5倍,因此sf6离子在电场中的运行速度比空气中的氮、氧等离子小得多,更容易发生复合性,氟离子使气体带电质点减少,大大提高气体的绝缘水平,约为空气的3倍。氟元素是所有元素中对电子亲和合力最强的,所以sf6具有很强的电负性,对电子吸引能力极大,极易形成负离子,所以sf6气体的灭弧性能是空气的100倍。因此, sf6气体在电气设备中应用非常广泛,是目前所发现的绝缘灭弧性能最好的物质。

纯净的sf6是一种惰性气体,设备中的放电会造成sf6气体分解,其分解产物与结构材料是不相容的。sf6气体在电弧作用下产生气体的分解,绝大部分分解物为硫和氟的单原子,电弧熄灭后,大部分又可还原,仅有极少部分在重新结合的过程中与游离的金属原子及水发生化学反应,产生金属氟化物以及hf有毒性和腐蚀性物质。

通过对sf6压力和温度关系曲线分析可知,在液化曲线右侧,温度变化时气体的密度保持不变,仅呈现压力的变化,即绝缘强度及灭弧性能不变,但当气体的温度下降到液化气温而继续下降时,气体将液化,其压力、密度下降得很快。此时气体的灭弧绝缘性能都要迅速下降,因此, sf6设备不允许工作温度低于液化温度。

另外, sf6又是在化学上极其稳定的一种气体,它在大气中的寿命约为3200年。特别是sf6具有很强的吸收红外辐射的能力,也就说, sf6是一种有很强温室效应的气体,如以100年为基线,其潜在的温室效应作用为co2的2.39万倍。加之目前排放到大气中的sf6气体,正以8.7%的速率在增长。应当指出, sf6的温室效应以往并非没有发现,只不过由于现存于地球大气中的sf6气体的浓度非常低,故认为它的影响较小,未给予认真的考虑之故。这里说的往大气中的排放并不是指gis、git类设备的自然泄漏量,这种泄漏量每年还不到1/1000,完全可忽略不计。这里所指的泄漏量主要是指产品在制造、安装、现场调试以及检修时的排放量。

1 定期进行sf6气体微水含量的检测

如发现其含量超过允许值时,应采取有效措施包括气体净化处理、更换吸附剂及sf6气体、设备解体检修等对策。sf6设备内部水分的主要来源有:

①sf6新气中含有的水分;

②设备组装时进入的水分;

③固体绝缘物件中释放出来的水分;

④运行中透过密封件渗入的水分;

⑤运行中多次补气、测试过程中进入的水分;

⑥气室内吸附剂失效。

sf6气体中微水含量的测试方法很多,目前国内有电解水分仪、阻容式露点仪和镜面露点仪三类仪器。其中,以镜面露点仪准确性最高,阻容露点仪测量范围最广,现场操作以阻容式露点仪最方便。目前国产只有电解水分仪,价格便宜;镜面露点仪和阻容露点仪依赖进口,价格昂贵,约为国产的30倍,但使用方便准确。

2 定期进行sf6气体的检漏

sf6气体泄漏检查分为定性和定量检查,定性检查是直接对设备各接头密封点铝铸件进行检测,可以查出设备各泄漏点位置。定量检查是通过包扎检测、挂瓶法或压力折算求出泄漏量,从而得出年泄漏率。

定性检漏有抽真空检漏和检漏仪检测两种方法:

①抽真空检漏法是将设备抽真空至40pa,停泵0.5h,在真空表上读出a数,再停5h,读出b数,若b - a≤133pa,则认为密封良好;

②检漏仪检漏是将检漏仪探头沿设备各连接口表面和铝铸件表面移动,根据检漏仪读数判断气体的泄漏情况。

检漏仪检漏时应注意:探头移动速度应慢,以防探头移动过快而错过泄漏点;检漏时不应在风速大的情况下,避免泄漏气体被风吹走而影响检漏;检漏仪选择灵敏度高、响应速度小的检漏仪,一般使用检漏仪的最低检出量<5s较为合适。

定量检漏通常采用扣罩法、挂瓶法、局部包扎法、压降法等方法。扣罩法适用于高压断路器、小型设备适合做罩的场合,挂瓶法适用于法兰面有双道密封槽的场合,局部包扎法一般用于组装单元和大型产品,压降法适用于设备隔室漏气量较大时或运行期间测定漏气率。通常,sf6设备在交接验收试验中,检漏工作都使用局部包扎法和扣罩法查漏。

3 注意通风

合格的sf6气体是无毒的,但有使人窒息的危险, sf6气体应存放在通风良好的地方,且要防晒、防潮。工作人员在进入低位区域前,应检测该区域内的氧含量,如发现氧含量低于18%,则不能进人该区。

4 戴防护用具

气体采样操作及处理一般渗漏时,要在通风条件下戴防毒面具工作。

总之,安全是电力生产的基础,预防是保证安全生产的关键,应不断完善和改进电力设备运行的组织措施和技术措施。