SF6氣體電氣絕緣性能和滅弧性能介紹
六氟化硫（SF6）氣體在常溫、常壓下是一種無(wú)色、無(wú)嗅、無(wú)毒和不可燃的氣體，其化學(xué)性能非常穩(wěn)定，在20℃和101325Pa時(shí)的密度為6.08 g/L，約為空氣密度的5倍，六氟化硫氣體的臨界溫度為45.6℃，經(jīng)壓縮而液化，通常以液態(tài)裝入鋼瓶運(yùn)輸。
六氟化硫氣體的電氣絕緣性能和滅弧性能非常強(qiáng)。六氟化硫的分子量是空氣的５倍，因此六氟化硫離子在電場(chǎng)中的運(yùn)行速度比空氣中的氮、氧等離子小得多，更容易發(fā)生復(fù)合性，氟離子使氣體帶電質(zhì)點(diǎn)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(duì)電子親和合力Z強(qiáng)的，所以六氟化硫具有很強(qiáng)的電負(fù)性，對(duì)電子吸引能力極大，極易形成負(fù)離子，所以六氟化硫氣體的滅弧性能是空氣的100倍。因此，六氟化硫氣體在電氣設(shè)備中應(yīng)用非常廣泛，是目前所發(fā)現(xiàn)的絕緣滅弧性能Z好的物質(zhì)。
純凈的六氟化硫是一種惰性氣體，設(shè)備中的放電會(huì)造成六氟化硫氣體分解，其分解產(chǎn)物與結(jié)構(gòu)材料是不相容的。六氟化硫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(jié)合的過(guò)程中與游離的金屬原子及水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生金屬氟化物以及HF有毒性和腐蝕性物質(zhì)。
通過(guò)對(duì)六氟化硫壓力和溫度關(guān)系曲線分析可知，在液化曲線右側(cè)，溫度變化時(shí)氣體的密度保持不變，僅呈現(xiàn)壓力的變化，即絕緣強(qiáng)度及滅弧性能不變，但當(dāng)氣體的溫度下降到液化氣溫而繼續(xù)下降時(shí)，氣體將液化，其壓力、密度下降得很快。此時(shí)氣體的滅弧絕緣性能都要迅速下降，因此， 六氟化硫設(shè)備不允許工作溫度低于液化溫度。
另外， 六氟化硫又是在化學(xué)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(qiáng)的吸收紅外輻射的能力，也就說(shuō)， 六氟化硫是一種有很強(qiáng)溫室效應(yīng)的氣體，如以100年為基線，其潛在的溫室效應(yīng)作用為CO2的2.39萬(wàn)倍。加之目前排放到大氣中的六氟化硫氣體，正以8.7%的速率在增長(zhǎng)。應(yīng)當(dāng)指出， 六氟化硫的溫室效應(yīng)以往并非沒有發(fā)現(xiàn)，只不過(guò)由于現(xiàn)存于地球大氣中的六氟化硫氣體的濃度非常低，故認(rèn)為它的影響較小，未給予認(rèn)真的考慮之故。這里說(shuō)的往大氣中的排放并不是指GIS、GIT類設(shè)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(jì)。這里所指的泄漏量主要是指產(chǎn)品在制造、安裝、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試以及檢修時(shí)的排放量。
1 定期進(jìn)行六氟化硫氣體微水含量的檢測(cè)
如發(fā)現(xiàn)其含量超過(guò)允許值時(shí)，應(yīng)采取有效措施包括氣體凈化處理、更換吸附劑及六氟化硫氣體、設(shè)備解體檢修等對(duì)策。六氟化硫設(shè)備內(nèi)部水分的主要來(lái)源有：①六氟化硫新氣中含有的水分;②設(shè)備組裝時(shí)進(jìn)入的水分;③固體絕緣物件中釋放出來(lái)的水分；④運(yùn)行中透過(guò)密封件滲入的水分;⑤運(yùn)行中多次補(bǔ)氣、測(cè)試過(guò)程中進(jìn)入的水分;⑥氣室內(nèi)吸附劑失效。
六氟化硫氣體中微水含量的測(cè)試方法很多，目前國(guó)內(nèi)有電解水分儀、阻容式露點(diǎn)儀和鏡面露點(diǎn)儀三類儀器。其中，以鏡面露點(diǎn)儀準(zhǔn)確性Z高，阻容露點(diǎn)儀測(cè)量范圍Z廣，現(xiàn)場(chǎng)操作以阻容式露點(diǎn)儀Z方便。目前國(guó)產(chǎn)只有電解水分儀，價(jià)格便宜;鏡面露點(diǎn)儀和阻容露點(diǎn)儀依賴進(jìn)口，價(jià)格昂貴，約為國(guó)產(chǎn)的30倍，但使用方便準(zhǔn)確。
2 定期進(jìn)行六氟化硫氣體的檢漏
六氟化硫氣體泄漏檢查分為定性和定量檢查，定性檢查是直接對(duì)設(shè)備各接頭密封點(diǎn)鋁鑄件進(jìn)行檢測(cè)，可以查出設(shè)備各泄漏點(diǎn)位置。定量檢查是通過(guò)包扎檢測(cè)、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(cè)兩種方法:
① 抽真空檢漏法是將設(shè)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(rèn)為密封良好；
② 檢漏儀檢漏是將檢漏儀探頭沿設(shè)備各連接口表面和鋁鑄件表面移動(dòng)，根據(jù)檢漏儀讀數(shù)判斷氣體的泄漏情況。
檢漏儀檢漏時(shí)應(yīng)注意:探頭移動(dòng)速度應(yīng)慢，以防探頭移動(dòng)過(guò)快而錯(cuò)過(guò)泄漏點(diǎn);檢漏時(shí)不應(yīng)在風(fēng)速大的情況下，避免泄漏氣體被風(fēng)吹走而影響檢漏;檢漏儀選擇靈敏度高、響應(yīng)速度小的檢漏儀，一般使用檢漏儀的Z低檢出量＜lppm，響應(yīng)速度＜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?？壅址ㄟm用于高壓斷路器、小型設(shè)備適合做罩的場(chǎng)合，掛瓶法適用于法蘭面有雙道密封槽的場(chǎng)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(shè)備隔室漏氣量較大時(shí)或運(yùn)行期間測(cè)定漏氣率。通常，六氟化硫設(shè)備在交接驗(yàn)收試驗(yàn)中，檢漏工作都使用局部包扎法和扣罩法查漏。
3 注意通風(fēng)
合格的六氟化硫氣體是無(wú)毒的，但有使人窒息的危險(xiǎn)， 六氟化硫氣體應(yīng)存放在通風(fēng)良好的地方，且要防曬、防潮。工作人員在進(jìn)入低位區(qū)域前，應(yīng)檢測(cè)該區(qū)域內(nèi)的氧含量，如發(fā)現(xiàn)氧含量低于18%，則不能進(jìn)人該區(qū)。
4 戴防護(hù)用具
氣體采樣操作及處理一般滲漏時(shí)，要在通風(fēng)條件下戴防毒面具工作。
總之，安全是電力生產(chǎn)的基礎(chǔ)，預(yù)防是保證安全生產(chǎn)的關(guān)鍵，應(yīng)不斷完善和改進(jìn)電力設(shè)備運(yùn)行的組織措施和技術(shù)措施。
信息整理：揚(yáng)州拓普電氣科技有限公司 信息來(lái)源：www.ewkbg.com
六氟化硫氣體的電氣絕緣性能和滅弧性能非常強(qiáng)。六氟化硫的分子量是空氣的５倍，因此六氟化硫離子在電場(chǎng)中的運(yùn)行速度比空氣中的氮、氧等離子小得多，更容易發(fā)生復(fù)合性，氟離子使氣體帶電質(zhì)點(diǎn)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(duì)電子親和合力Z強(qiáng)的，所以六氟化硫具有很強(qiáng)的電負(fù)性，對(duì)電子吸引能力極大，極易形成負(fù)離子，所以六氟化硫氣體的滅弧性能是空氣的100倍。因此，六氟化硫氣體在電氣設(shè)備中應(yīng)用非常廣泛，是目前所發(fā)現(xiàn)的絕緣滅弧性能Z好的物質(zhì)。
純凈的六氟化硫是一種惰性氣體，設(shè)備中的放電會(huì)造成六氟化硫氣體分解，其分解產(chǎn)物與結(jié)構(gòu)材料是不相容的。六氟化硫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(jié)合的過(guò)程中與游離的金屬原子及水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生金屬氟化物以及HF有毒性和腐蝕性物質(zhì)。
通過(guò)對(duì)六氟化硫壓力和溫度關(guān)系曲線分析可知，在液化曲線右側(cè)，溫度變化時(shí)氣體的密度保持不變，僅呈現(xiàn)壓力的變化，即絕緣強(qiáng)度及滅弧性能不變，但當(dāng)氣體的溫度下降到液化氣溫而繼續(xù)下降時(shí)，氣體將液化，其壓力、密度下降得很快。此時(shí)氣體的滅弧絕緣性能都要迅速下降，因此， 六氟化硫設(shè)備不允許工作溫度低于液化溫度。
另外， 六氟化硫又是在化學(xué)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(qiáng)的吸收紅外輻射的能力，也就說(shuō)， 六氟化硫是一種有很強(qiáng)溫室效應(yīng)的氣體，如以100年為基線，其潛在的溫室效應(yīng)作用為CO2的2.39萬(wàn)倍。加之目前排放到大氣中的六氟化硫氣體，正以8.7%的速率在增長(zhǎng)。應(yīng)當(dāng)指出， 六氟化硫的溫室效應(yīng)以往并非沒有發(fā)現(xiàn)，只不過(guò)由于現(xiàn)存于地球大氣中的六氟化硫氣體的濃度非常低，故認(rèn)為它的影響較小，未給予認(rèn)真的考慮之故。這里說(shuō)的往大氣中的排放并不是指GIS、GIT類設(shè)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(jì)。這里所指的泄漏量主要是指產(chǎn)品在制造、安裝、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試以及檢修時(shí)的排放量。
1 定期進(jìn)行六氟化硫氣體微水含量的檢測(cè)
如發(fā)現(xiàn)其含量超過(guò)允許值時(shí)，應(yīng)采取有效措施包括氣體凈化處理、更換吸附劑及六氟化硫氣體、設(shè)備解體檢修等對(duì)策。六氟化硫設(shè)備內(nèi)部水分的主要來(lái)源有：①六氟化硫新氣中含有的水分;②設(shè)備組裝時(shí)進(jìn)入的水分;③固體絕緣物件中釋放出來(lái)的水分；④運(yùn)行中透過(guò)密封件滲入的水分;⑤運(yùn)行中多次補(bǔ)氣、測(cè)試過(guò)程中進(jìn)入的水分;⑥氣室內(nèi)吸附劑失效。
六氟化硫氣體中微水含量的測(cè)試方法很多，目前國(guó)內(nèi)有電解水分儀、阻容式露點(diǎn)儀和鏡面露點(diǎn)儀三類儀器。其中，以鏡面露點(diǎn)儀準(zhǔn)確性Z高，阻容露點(diǎn)儀測(cè)量范圍Z廣，現(xiàn)場(chǎng)操作以阻容式露點(diǎn)儀Z方便。目前國(guó)產(chǎn)只有電解水分儀，價(jià)格便宜;鏡面露點(diǎn)儀和阻容露點(diǎn)儀依賴進(jìn)口，價(jià)格昂貴，約為國(guó)產(chǎn)的30倍，但使用方便準(zhǔn)確。
2 定期進(jìn)行六氟化硫氣體的檢漏
六氟化硫氣體泄漏檢查分為定性和定量檢查，定性檢查是直接對(duì)設(shè)備各接頭密封點(diǎn)鋁鑄件進(jìn)行檢測(cè)，可以查出設(shè)備各泄漏點(diǎn)位置。定量檢查是通過(guò)包扎檢測(cè)、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(cè)兩種方法:
① 抽真空檢漏法是將設(shè)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(rèn)為密封良好；
② 檢漏儀檢漏是將檢漏儀探頭沿設(shè)備各連接口表面和鋁鑄件表面移動(dòng)，根據(jù)檢漏儀讀數(shù)判斷氣體的泄漏情況。
檢漏儀檢漏時(shí)應(yīng)注意:探頭移動(dòng)速度應(yīng)慢，以防探頭移動(dòng)過(guò)快而錯(cuò)過(guò)泄漏點(diǎn);檢漏時(shí)不應(yīng)在風(fēng)速大的情況下，避免泄漏氣體被風(fēng)吹走而影響檢漏;檢漏儀選擇靈敏度高、響應(yīng)速度小的檢漏儀，一般使用檢漏儀的Z低檢出量＜lppm，響應(yīng)速度＜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?？壅址ㄟm用于高壓斷路器、小型設(shè)備適合做罩的場(chǎng)合，掛瓶法適用于法蘭面有雙道密封槽的場(chǎng)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(shè)備隔室漏氣量較大時(shí)或運(yùn)行期間測(cè)定漏氣率。通常，六氟化硫設(shè)備在交接驗(yàn)收試驗(yàn)中，檢漏工作都使用局部包扎法和扣罩法查漏。
3 注意通風(fēng)
合格的六氟化硫氣體是無(wú)毒的，但有使人窒息的危險(xiǎn)， 六氟化硫氣體應(yīng)存放在通風(fēng)良好的地方，且要防曬、防潮。工作人員在進(jìn)入低位區(qū)域前，應(yīng)檢測(cè)該區(qū)域內(nèi)的氧含量，如發(fā)現(xiàn)氧含量低于18%，則不能進(jìn)人該區(qū)。
4 戴防護(hù)用具
氣體采樣操作及處理一般滲漏時(shí)，要在通風(fēng)條件下戴防毒面具工作。
總之，安全是電力生產(chǎn)的基礎(chǔ)，預(yù)防是保證安全生產(chǎn)的關(guān)鍵，應(yīng)不斷完善和改進(jìn)電力設(shè)備運(yùn)行的組織措施和技術(shù)措施。
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