SF6開關或GIS設備泄漏如何處理

SF6開關或GIS設備泄漏的克星

       IAC510檢測實錄      

珠海集森電器有限公司 （珠海）  鹿 波 519070

【摘    要】　隨著電力事業的大力發展，SF6 氣體以其優異的絕緣性能和滅弧性能被廣泛用于電氣設備中， SF6氣體開關裝置的運行也得到迅猛的發展。但是SF6開關的泄漏不僅會影響設備的正常運行，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現泄漏。，這一問題一直是充SF6氣體開關裝置發展過程中所面對的問題。本文從實例當中深入探討了SF6開關裝置中SF6氣體泄漏情況與如何及時而又真實的發現SF6泄漏并如何有效的進行解決。

關鍵詞：SF6 氣體泄漏 開關裝置 危害性

概   述：

      SF6開關一旦泄漏就會使SF6開關內部的SF6氣體絕緣性能大大降低，就會在開關內部產生電弧，對開關及聯接設備造成很能很大的破害。同樣SF6氣體對空氣造成嚴重的環境污染。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、硫化氫等有毒物質會導致肺組織急性水腫，影響肺部氧氣交換，導致缺氧而窒息性死亡。所以如何能夠及時的發現并解決SF6泄漏的問題是刻不容緩。

       但在這么多危害并存的情況下,我們如何選用一臺真證的檢測設備,才能夠真正的達到保護自己和設備安全呢?面對市場的虛假推廣我們怎樣才能買到一臺對設備及人身安全的保障呢的檢測儀器呢?請您擦亮眼睛,應用專業技術面對現在的所有的問題。

一、　SF6的危害

純凈的SF6氣體無色、無味、無臭、不燃，在常溫下化學性質穩定，屬惰性氣體。但在電力行業，由于六氟化硫氣體（SF6）主要是作為絕緣和滅弧介質而廣泛應用于高壓開關及其設備，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氣體會進行分解，它的分解物遇到水分后會變成腐蝕性電解質。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成危脅，部分分解產物極少量就可致人死亡。但是SF6系例的電力設備對加工工藝、材料要求很高，產品價格高；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，也易造成環境污染。

例如：SF6氣體在電弧中的分解和與氧的反應：

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）

電氣設備內的SF6氣體分解物與其內的水分發生化學反應而生成某些有毒產物

例如：SF6氣體分解物與水的繼發性反應：

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

電氣設備內的SF6氣體及分解物與電極（Cu－W合金）及金屬材料（AL、Cu）反應而生成某些有毒產物荒

例如：SF6氣體及分解物與電極或其它材料反應：

3SF6  +  W　→  WF6（氣態）+  3SF4

3F  +  AL  →ALF3（固態粉末）

3SOF2  +  AL2O3  →2ALF3（固態粉末）+  3SO2

SF6  +  Cu  →CuF2（固態粉末）  +  SF6

4SF6  +  W  +  Cu  →2S2F2（氣態）+3WF6（氣態）+  CuF2（固態粉末）

電氣設備內的SF6氣體及分解物與絕緣材料反應而生成某些有毒產物。

如與含有硅成分的環氧酚醛玻璃絲布板（棒、管）等絕緣件；或以石英砂、玻璃作填料的環氧樹脂澆注件、模壓件以及瓷瓶、硅橡膠、硅脂等起化學作用，生成SiF4、Si（CH3）2F2等產物
　　另外安裝SF6高壓設備的室內空間一般都較密閉，一旦發生SF6氣體泄漏，由于空氣流通極其緩慢，毒性分解物在室內沉積，不易排出，從而對進入SF6開關室的工作人員產生極大的危險，而且，由于SF6氣體的比重較氧氣大。當發生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，發生泄漏后不易讓人察覺，這就增加了對進入泄漏現場工作人員的潛在危險性，嚴重威脅人員的安全和健康．甚至造成惡性事故。
　　根據美國和前蘇聯的化學防護科學家的研究，結果表明:在存在純凈SF6氣體環境中工作，皮膚暴露在SF6氣體中連續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生危險和長期影響。我國《*公司電力安全工作規程》援引此項研究結果，1000*10ˉ6為在SF6開關室允許存在SF6氣體的安全警界線，超過此濃度對人的生命構成威脅。
二、目前的技術

現目前常用的檢測SF6的方法有以下四種：

經北京清華大學試驗室實驗證明

1、  電化學技術（TGS830、TGS832）費加羅傳感器或鹵素氣體傳感器

2、  高壓擊穿技術

3、  紅外光譜技術（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設備進行實驗并通過PC分析得出以下結論。

通過以上試驗證明采用IAC510紅外光譜技術能夠真正的檢測到SF6氣體泄漏的情況，能夠準確及時的查找到SF6開關中泄漏點，可及時避免事故的發生，保證檢修人員的人身不受到意外傷害。

三、國家電力系統對SF6設備的規定

在SF6氣體方面都是做了如何的規定呢？見下列：

《電力設備交接和預防性實驗規程》是電力生產實踐及科學實驗中重要的常用標準。根據DL/T 《電力設備預防性試驗規程》及GB 50150-2006 《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》、GB 12022-2006 工業六氟化硫標準的基本精神，結合近兩年新頒布的國家標準、行業標準及反事故措施要求修訂。

1）SF6氣體變壓器試驗項目、周期和標準

SF6氣體它檢測項目 （交接時及運行中SF6氣體的試驗項目、周期和標準）

2）110KV及以上SF6電流互感器試驗項目、周期和標準

3）  開關設備 SF6斷路器和GIS

 SF6斷路器和GIS的試驗項目、周期和標準

3）GIS用金屬化物避雷器的試驗項目、周期和標準

a） 避雷器大修時，其SF6氣體按以上表的規定

b） 避雷器運行中的密封檢查按以上表的規定

c） 其它有關項目按以上表中的規定

4）<<*公司電力設備交接和預防性試驗規程>>編制說明中

  SF6斷路器和GIS  下的SF6氣體泄漏 條款中明確規定：目前,SF6檢漏儀的靈敏度已經較高,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確,現場實施困難,幫標準中增加”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程（變電站和發電廠部分）>>______*公司發布

在六氟化硫電氣設備上的工作

  在室內，設備充裝SF6氣體時，周圍環境相對濕度應不大于80%，同時應開啟通風系統，并避免SF6氣體泄漏到工作區。 工作區空氣中SF6氣體含量不得超過1000UL/L（1000PPM）

工作人員進入SF6配電裝置室，入口處若無SF6氣體含量顯示器，應先通風15min,并用檢漏儀測量SF6氣體含量合格。盡量避免一人進入SF6配電裝置室進行巡視，不準一人進入從事檢修工作。進入SF6配電裝置低位區或電纜溝進行工作，應先檢測含氧量（不低于18%）和SF6氣體含量是否合格。

結論：

     以上規程則是經驗、事故及危害的總結，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境的質量利國、利民、利于后代。時時備好檢測設備IAC510檢漏儀及水分檢測儀，做好回收處理。才能保障使用設備的安全和穩定免受人身傷害。

四、市場上對于SF6檢測設備的誤導　　

1、       據我了解現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備是測量鹵素類氣體的技術參數，從來沒有談到檢測SF6氣體。但因為對一些惰性氣體有反應所以后來宣傳就改變了其真實性。造成了檢修人員的誤導，所以直至目前還在宣傳是專業檢測SF6氣體的檢測設備實屬可笑之極。而且像這類設備只能定性檢測，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氣體分子穩定所以一般不容易產生分解。不能夠用檢測氟氣和氯氣的方法來進行檢測。

3、        在北京清華大學實驗室實驗證明，用放電原理、或電化原理的檢測設備除了對可燃氣體或助燃氣體不產生反應外，對于其它氣體均產生反應。而且其沒有規律呈非線性狀態，不能夠用于定量并真實的反應SF6氣體的特征。由于氮氣或其它氣體的濃度過高也會導致這些原理的設備數值的改變，但不足已證明是SF6氣體泄漏所導致的因素。所以不能夠用于SF6氣體的檢測。

五、結束語

     科技的發展，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檢修人員的事情，同樣也需要生產廠商，檢修廠商對SF6開關安全的高度重視和產品的質量把關。同時運行單位也要加強設備的試驗和維護提高檢修質量和運行管理水平。并配備好相應的檢修設備，才能達到確保安全供電，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布

參考文獻：

1、《電力設備交接和預防性實驗規程》*公司 DL/T596 GB 50150-2006

2、《*公司電力安全工作規程（變電站和發電廠部分）》 *公司  *安監 [2005] 83 號

3、中國電能成套設備總公司，電力工業部電力科學研究院開關所。1989-1997年全國電力系統220KV及以上SF6開關設備運行情況。 1998。7

4、華北電力科學研究院。華北電網開關運行報告 。1997。7

5、崔景春，杜產明。1994年全國高壓開關工作總結和事故分析。中國電力科學研究院，1995。11

6、500KV斷路器運行評述，1997年4月

7、華北電科院。第36屆大電網會議論文集譯文[變電站-23]

8、施文耀。試論高壓自能式SF6斷路器的開發與研制。華通技術，N0。1，2000

9、李建基，單壓式高壓SF6斷路器的可靠性。高壓電器技術，NO。4，1996

10、中國電機工程學會變電專業委員會、中國電機工程學會，電氣設備用 SF6 氣體 安全使用 與 回收利用 研討會 2008年5月

11、東北電力大學電氣工程學院; 徐元哲  劉縣  胡智慧  周紅晶  〈光學式SF_6斷路器的泄漏檢測技術》CNKI:SUN:GDYJ.0.2009-02-010

作者單位、地址、、及作者簡介。簡介內容包括：姓名、出生年月、性別、zui高學歷、zui高職稱、職務、從事工作或研究方向

鹿 波 男  1981、9、6 

珠海市集森電器有限公司 

珠海市前山明珠南路3094號安徽大廈六樓

本科

技術

從事氣體檢測設備研究，研究方向紅外光譜學