sf6六氟化硫氣體的安全管理措施

隨著新技術的推廣和新設備、新材料的應用,sf6設備以其安全可靠、維護方便和使用壽命長等優(yōu)勢,在電力系統(tǒng)中得到了廣泛使用,并對電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行起到了重要的作用。但是,使用的sf6設備由多個廠家生產(chǎn),基本體結構和操作機構多種多樣,不同廠家、不同型號、不同電壓等級的sf6設備,使用的標準也有差別,制作工藝水平也參差不平,給安裝、運行、檢修人員對sf6設備的應用和維護帶來困難,從而影響施工和檢修質量,甚至滲漏氣導致故障的發(fā)生,給電力系統(tǒng)的安全運行帶來一定的影響。因此sf6設備中sf6氣體的管理應引起重視。

sf6氣體在常溫、常壓下是一種無色、無嗅、無毒和不可燃的氣體,其化學性能非常穩(wěn)定,在20℃和101325pa時的密度為6.08 g/l,約為空氣密度的5倍,sf6氣體的臨界溫度為45.6℃,經(jīng)壓縮而液化,通常以液態(tài)裝入鋼瓶運輸。

sf6氣體的電氣絕緣性能和滅弧性能非常強。sf6的分子量是空氣的5倍,因此sf6離子在電場中的運行速度比空氣中的氮、氧等離子小得多,更容易發(fā)生復合性,氟離子使氣體帶電質點減少,大大提高氣體的絕緣水平,約為空氣的3倍。氟元素是所有元素中對電子親和合力最強的,所以sf6具有很強的電負性,對電子吸引能力極大,極易形成負離子,所以sf6氣體的滅弧性能是空氣的100倍。因此, sf6氣體在電氣設備中應用非常廣泛,是目前所發(fā)現(xiàn)的絕緣滅弧性能最好的物質。

純凈的sf6是一種惰性氣體,設備中的放電會造成sf6氣體分解,其分解產(chǎn)物與結構材料是不相容的。sf6氣體在電弧作用下產(chǎn)生氣體的分解,絕大部分分解物為硫和氟的單原子,電弧熄滅后,大部分又可還原,僅有極少部分在重新結合的過程中與游離的金屬原子及水發(fā)生化學反應,產(chǎn)生金屬氟化物以及hf有毒性和腐蝕性物質。

通過對sf6壓力和溫度關系曲線分析可知,在液化曲線右側,溫度變化時氣體的密度保持不變,僅呈現(xiàn)壓力的變化,即絕緣強度及滅弧性能不變,但當氣體的溫度下降到液化氣溫而繼續(xù)下降時,氣體將液化,其壓力、密度下降得很快。此時氣體的滅弧絕緣性能都要迅速下降,因此, sf6設備不允許工作溫度低于液化溫度。

另外, sf6又是在化學上極其穩(wěn)定的一種氣體,它在大氣中的壽命約為3200年。特別是sf6具有很強的吸收紅外輻射的能力,也就說, sf6是一種有很強溫室效應的氣體,如以100年為基線,其潛在的溫室效應作用為co2的2.39萬倍。加之目前排放到大氣中的sf6氣體,正以8.7%的速率在增長。應當指出, sf6的溫室效應以往并非沒有發(fā)現(xiàn),只不過由于現(xiàn)存于地球大氣中的sf6氣體的濃度非常低,故認為它的影響較小,未給予認真的考慮之故。這里說的往大氣中的排放并不是指gis、git類設備的自然泄漏量,這種泄漏量每年還不到1/1000,完全可忽略不計。這里所指的泄漏量主要是指產(chǎn)品在制造、安裝、現(xiàn)場調試以及檢修時的排放量。

1 定期進行sf6氣體微水含量的檢測

如發(fā)現(xiàn)其含量超過允許值時,應采取有效措施包括氣體凈化處理、更換吸附劑及sf6氣體、設備解體檢修等對策。sf6設備內部水分的主要來源有:

①sf6新氣中含有的水分;

②設備組裝時進入的水分;

③固體絕緣物件中釋放出來的水分;

④運行中透過密封件滲入的水分;

⑤運行中多次補氣、測試過程中進入的水分;

⑥氣室內吸附劑失效。

sf6氣體中微水含量的測試方法很多,目前國內有電解水分儀、阻容式露點儀和鏡面露點儀三類儀器。其中,以鏡面露點儀準確性最高,阻容露點儀測量范圍最廣,現(xiàn)場操作以阻容式露點儀最方便。目前國產(chǎn)只有電解水分儀,價格便宜;鏡面露點儀和阻容露點儀依賴進口,價格昂貴,約為國產(chǎn)的30倍,但使用方便準確。

2 定期進行sf6氣體的檢漏

sf6氣體泄漏檢查分為定性和定量檢查,定性檢查是直接對設備各接頭密封點鋁鑄件進行檢測,可以查出設備各泄漏點位置。定量檢查是通過包扎檢測、掛瓶法或壓力折算求出泄漏量,從而得出年泄漏率。

定性檢漏有抽真空檢漏和檢漏儀檢測兩種方法:

①抽真空檢漏法是將設備抽真空至40pa,停泵0.5h,在真空表上讀出a數(shù),再停5h,讀出b數(shù),若b - a≤133pa,則認為密封良好;

②檢漏儀檢漏是將檢漏儀探頭沿設備各連接口表面和鋁鑄件表面移動,根據(jù)檢漏儀讀數(shù)判斷氣體的泄漏情況。

檢漏儀檢漏時應注意:探頭移動速度應慢,以防探頭移動過快而錯過泄漏點;檢漏時不應在風速大的情況下,避免泄漏氣體被風吹走而影響檢漏;檢漏儀選擇靈敏度高、響應速度小的檢漏儀,一般使用檢漏儀的最低檢出量<5s較為合適。

定量檢漏通常采用扣罩法、掛瓶法、局部包扎法、壓降法等方法。扣罩法適用于高壓斷路器、小型設備適合做罩的場合,掛瓶法適用于法蘭面有雙道密封槽的場合,局部包扎法一般用于組裝單元和大型產(chǎn)品,壓降法適用于設備隔室漏氣量較大時或運行期間測定漏氣率。通常,sf6設備在交接驗收試驗中,檢漏工作都使用局部包扎法和扣罩法查漏。

3 注意通風

合格的sf6氣體是無毒的,但有使人窒息的危險, sf6氣體應存放在通風良好的地方,且要防曬、防潮。工作人員在進入低位區(qū)域前,應檢測該區(qū)域內的氧含量,如發(fā)現(xiàn)氧含量低于18%,則不能進人該區(qū)。

4 戴防護用具

氣體采樣操作及處理一般滲漏時,要在通風條件下戴防毒面具工作。

總之,安全是電力生產(chǎn)的基礎,預防是保證安全生產(chǎn)的關鍵,應不斷完善和改進電力設備運行的組織措施和技術措施。