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SF6开关检测泄漏的必要性及检测设备的真实性

随着电力行业的蒸蒸日上,确保电力的安全运行成为工作中的重中之重。而SF6开关又以其优异的绝缘性能广泛运用于电力事业中。如何加强管理SF6的使用及保障SF6开关的安全运行成为检修中的重点。由于SF6气体为一个新生的气体所不被人们熟悉,检测方法及检测仪器并不成熟。这将带给检修工作人员更大的责任与压力。我们将从认识SF6气体开始去探讨如何正确安全使用它,取其利而去其弊。

一、必要的SF6气体检测

(一)概述

自1900年法国化学家摩森(H.Moissan)和李博(P.Lebeau)在实验室中将硫在氟气中燃烧以制备SF6(六氟化硫)气体以来,人们已从中收益非浅。因纯SF6气体的化学稳定性,早期用于进行人工气胸治疗肺结核空洞;同时因其优异的绝缘和灭弧性能也倍受人们的关注。从1940年作为绝缘介质开始,迄今已被广泛地应用在电力设备中,如高压断路器、变压器、互感器、电容器、避雷器、接触器、熔断器、管道母等。随着SF6气体使用量的增加,范围的扩大,正确的使用和管理SF6气体,保护好我们赖以生存的环境及人身安全等问题被提到了重要的议事日程上来。

(二)SF6气体的性质

1.SF6气体的物理性质

纯净的SF6气体是一种无色、无嗅、基本无毒、不可燃的卤素化合物。其相对密度在气态时为6.16g/cm3(20℃,0.1MPa时),在液态时为1400g/cm3(20℃时);在相同状态下约是空气相对密度的5倍。为便于运输和贮存,SF6气体通常以液态形式存在于钢瓶中。

2.SF6气体的化学性质

SF6气体的化学性质非常稳定,在空气中不燃烧,不助燃,与水、强碱、氨、盐酸、硫酸等不反应;在低于150℃时,SF6气体呈化学惰性,极少熔于水,微熔于醇。对电器设备中常用的金属及其它有机材料不发生化学作用。然而,在大功率电弧、火花放电和电晕放电作用下,SF6气体能分解和游离出多种产物,主要是SF4和SF2,以及少量的S2、F2、S、F等。

(三)SF6气体的危害

长期以来,由于对SF6气体的使用、管理不善、而导致许多有毒的、具有腐蚀性的气体和固体分解物被排放到大气中,不但给我们赖以生存的环境造成了难以挽救的污染和破坏,同时还危及电器设备的正常运行和人们的身体健康。SF6气体的电弧分解物及反应生成物的生理特性见下表:

SF6气体的电弧分解物及反应生成物的生理特性:

序号化学成分生理学特性

①S2F2两只老鼠在10×1000μg/g的浓度中,15min内均死亡,有刺激性

②SF4在19μg/g的浓度中,4h内动物的死亡率为50%;在10μg/g的浓度中停留1h,动物会出现呼吸困难的征兆。

③S2F10老鼠在0.1μg/g的浓度中停留1h未发现有中毒症状;在1μg/g的浓度中刺激肺部;在10μg/g的浓度中肺部发生腐烂。

④SOF2有刺激性。

⑤SO2有刺激性。

⑥HF有刺激性。

⑦SiF4有刺激性,从食物中摄取后对呼吸有危险。

⑧WF6有刺激性。

1.对人及动物的危害

从医学的角度来讲,各种分解物气体及生成物对人体的影响程度不光取决于其毒性的

大小,还与吸入到人体内量的大小和每个人的身体素质有关。作为客观地判断依据,日本将每一种动物物质的允许浓度设定为五级。即:A——最低致命浓度;B——半致命浓度(50%为死亡浓度);C——短时间停留极限,通常为15min;D——出现毒性反应的最低浓度;E——为每天8h,一周40h的正常劳动时间,大多数人在此浓度下工作,均不会对健康有不良影响。

早在1979年,上海第一医学院和上海市化工局职业病防治研究所就对长期从事或接触SF6气体的人群进行了调查及动物试验。

在对生产和使用SF6气体的两家企业的工人进行职业流行病学调查中,对年龄、性别、劳动强度、专业工龄、是否吸烟等相近的工人,进行分组对照、比较,对工人们的健康情况未发现有明显的损害。但从统计的症状发生率来看,表现出乏力、记忆力差、咽痛、胸闷的人数较多。

在对动物(雌性大、小鼠)进行分组急性静式染毒试验、亚急性静式染毒试验中,分别将白鼠放在不同浓度的SF6新气体或(与电弧接触过的)开断气的气体分组箱里。其结果是急性静式染毒试验未发现异常,而亚急性静式染毒试验则发现一只大鼠的肺毛细血管在电子显微镜下有轻度亚微结构改变。是否就是由SF6气体引起的,因试验的动物数量有限,还难以定论。

2.对环境的危害

近百年来,地球气候正经历一次以全球变暖为主要特征的显著变化。这种全球性的气候变暖是由自然的气候波动和人类活动所增强的温室效应共同引起的。减少温室气体排放、减缓气候变化是《联合国气候变化公约》和《京都议定书》的主要目标,而我国在减少温室气体排放方面所面临的国际压力越来越大。

温室效应是指大气中的二氧化碳等气体能透过太阳短波辐射,使地球表面升温。同时阻挡地球表面向宇宙空间发射长波辐射,从而使大气增温。由于二氧化碳等气体的这一作用与“温室”的作用类似,故称之为“温室效应”,二氧化碳等气体被称为“温室气体”。目前,发现人类活动排放的温室气体有六种,它们是二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳合物、全氟化碳、六氟化硫,这当中氟化物就有三种。其中CO2对温室效应影响最大,占60%,而SF6气体的影响仅占0.1%,但SF6气体分子对温室效应具有潜在的危害,这是因为SF6气体一个分子对温室效应的影响为CO2分子的25000倍,同时,排放在大气中的SF6气体寿命特长,约3400年。现今,每年排放到大气中的CO2气体约210亿,而每年排放到大气中的SF6气体相当于1.25亿tCO2气体。

现在全球每年生产的大约8500tSF6气体中,约有一半以上用于电力工业。而在电力工业中,高压开关设备约占用气量的80%以上。其中中压开关的用气量约占1/10;主要是用在126~252kV的高压、330~800kV的超高压领域,特别是126kV~252kV~550kV的断路器(GCB)、SF6封闭组合电器(GIS)、充气柜(C-GIS)、SF6气体绝缘管道母线(GIL)中。因此,合理、正确的使用管理SF6气体,减少排放量已到了非整治不可的地步。

(四)SF6气体的使用现状及存在的问题

1.环境保护意识淡薄

目前,尚有相当一部分人缺乏环境保护知识,对SF6气体的理化性能了解不够,对其给环境所造成的危害认识不深,环境保护意识淡薄。在生产、使用SF6气体的环节中由于使用、管理不当所造成的泄露及人为的排放相当严重。

2.回收再利用或回收处理的不好

从国内的SF6气体回收装置的生产及需求数量上来看,每年约70台左右。而销售量最大的还是简易的抽真空、充气装置。究其原因,一是由于SF6气体回收装置的价格昂贵,每台在15~30万元人民币之间,而国外进口的价格更高,使其普及受到限制;二是除电器制造行业外,该装置的利用率很低,一般只在设备安装或检修时使用,闲置时间长。作为SF6气体使用量很大的高压电器制造行业的电力部门,其SF6气体回收装置的使用和管理并不理想;尤其一些中、小企业根本没有配备SF6气体回收装置。在电力行业,35kV以下变电站几乎没有S6气体回收装置,有的地区是几个变电站共用一台。

SF6气体的回收处理更差,废气几乎都是一放了之或经过简单的过滤吸附而排放到大气中。因为,目前国内还没有一家生产的SF6气体回收装置可对SF6气体进行再生处理。SF6气体回收装置的功能均是对电器设备进行抽真空,将设备内的SF6气体回收至气腔压力为负133Pa,同时将废气压缩到储气罐中,储气罐的容量最大为500kg。而这些回收的“废气”一般用于电器设备中零部件检漏,很少有送回生产厂家对其进行再生处理的。


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