六氟化硫氣體漏氣補氣(講義)

1、六氟化硫氣體漏氣補氣六氟化硫（以下簡寫SF6）氣體已有百年歷史，是由法國兩位化學家于1900年合成的人造惰性氣體。當前SF6氣體廣泛應用于電力系統(tǒng)中。SF6氣體用于4種類型的電氣設備作為絕緣和滅??；SF6斷路器及GIS（這里指SF6封閉式組合電器）、SF6負荷開關設備，SF6絕緣輸電管線，SF6變壓器及SF6絕緣變電站。在本講義種將重點介紹SF6氣體在GIS設備中的一些運維方法和異常處理。一、SF6氣體的基本特性1、別名英文名 Sulfur hexafluoride、Sulfur fluoride2、制法 在高溫下硫和氟反應制得。S+3F2SF6 3、理化特性 六氟化硫在常溫常壓下為無色無臭無

2、毒的氣體。不燃燒。對熱穩(wěn)定，化學性質(zhì)不活潑。在500以上赤熱狀態(tài)下也不分解，在800以下很穩(wěn)定。在250時與金屬鈉反應。沒有腐蝕性，可以用通用材料，不腐蝕玻璃。電絕緣性能和消弧性能好，絕緣性能為空氣的23倍，而且氣體壓力越大，絕緣性能越增高。藥物學性質(zhì)不活潑，沒有毒。微溶于水，在酒精和醚中溶解的比在水中多一些。不溶于鹽酸和氨。水中的溶解度為：5.4cm3SF4/kgH2O(SF6分壓101.325kPa，25)。介電常數(shù)為：1002049(氣體，101.325kPa，25)。在21.1時S.P.為2308kPa。 4、毒性 最高容許濃度：10ppm(12mg/m3) 六氟化硫在生理學上是不活潑

3、的，在藥理學上認為是惰性氣體。但是當含有SF4等雜質(zhì)時便變成有毒物質(zhì)。當吸入高濃度SF6時可出現(xiàn)呼吸困難、喘息、皮膚和粘膜變藍、全身痙攣等窒息癥狀。 5、安全防護 用氣裝置可用肥皂液檢漏。SF6無腐蝕性，可以使用不銹鋼、銅、鋁等通用材料。發(fā)生火災時可用水和砂土滅火。泄漏的氣體，可導入苛性鈉和消石灰的混合溶液中處理，或者把泄漏的氣瓶放入通風櫥內(nèi)。6、SF6氣體的使用現(xiàn)狀及存在的問題目前，尚有相當一部分人缺乏環(huán)境保護知識，對SF6氣體的理化性能了解不夠，對其給環(huán)境所造成的危害認識不深，環(huán)境保護意識淡薄。在生產(chǎn)、使用SF6氣體的環(huán)節(jié)中由于使用、管理不當所造成的泄露及人為的排放相當嚴重從國內(nèi)的SF6氣

4、體回收裝置的生產(chǎn)及需求數(shù)量上來看，每年約70臺左右。而銷售量最大的還是簡易的抽真空、充氣裝置。究其原因，一是由于SF6氣體回收裝置的價格昂貴，每臺在1530萬元人民幣之間，而國外進口的價格更高，使其普及受到限制；二是除電器制造行業(yè)外，該裝置的利用率很低，一般只在設備安裝或檢修時使用，閑置時間長。作為SF6氣體使用量很大的高壓電器制造行業(yè)的電力部門，其SF6氣體回收裝置的使用和管理并不理想；尤其一些中、小企業(yè)根本沒有配備SF6氣體回收裝置。在電力行業(yè)，35kV以下變電站幾乎沒有S6氣體回收裝置，有的地區(qū)是幾個變電站共用一臺。SF6氣體的回收處理更差，廢氣幾乎都是一放了之或經(jīng)過簡單的過濾吸附而排放

5、到大氣中。因為，目前國內(nèi)還沒有一家生產(chǎn)的SF6氣體回收裝置可對SF6氣體進行再生處理。SF6氣體回收裝置的功能均是對電器設備進行抽真空，將設備內(nèi)的SF6氣體回收至氣腔壓力為負133Pa，同時將廢氣壓縮到儲氣罐中，儲氣罐的容量最大為500kg。而這些回收的“廢氣”一般用于電器設備中零部件檢漏，很少有送回生產(chǎn)廠家對其進行再生處理的。二、六氟化硫的安全使用1、SF6新氣中可能存在一定量的毒性分解物，在使用過程中要采用安全防護措施。2、從鋼瓶中引出SF6氣體是必須使用減壓閥。3、避免裝有SF6氣體的鋼瓶靠近熱源或受陽光暴曬。4、使用過后的SF6氣體鋼瓶應該關緊閥門，戴上瓶帽，防止剩余氣體泄漏。5、戶外

6、使用SF6氣體時，工作人員應該在上風向工作；室內(nèi)使用SF6氣體時要開啟通風系統(tǒng)，并盡量避免和監(jiān)視SF6氣體的泄漏。三、六氟化硫設備的運行與維護早陽變多數(shù)設備為GIS設備。GIS設備優(yōu)點繁多，但SF6氣體泄漏也是GIS設備不可避免的。因此運維人員在日常運維工作中須加強巡視與監(jiān)管。1、加強對GIS設備的日常巡視，記錄每塊SF6氣體壓力表計數(shù)值，并觀察變化情況；2、督促試驗人員定期對GIS設備進行SF6氣體試驗，確保SF6氣體成分正常；3、進出GIS設備配電室，要先啟通風設備15min后方可進入；4、一旦發(fā)現(xiàn)有SF6氣體泄漏的情況，保持現(xiàn)場進行通風、防止人員中毒、觀察壓力情況。如若需要應緊急斷開開關

7、，確保人身、電網(wǎng)安全。四、GIS設備補氣與查漏1、補充氣SF6設備發(fā)生漏氣是不可避免的，按有關規(guī)定，SF6設備單個隔室年泄漏量應小于1%,以此泄漏量計算，該隔室第一級報警需補氣的時間約為7年，若在7年內(nèi)發(fā)生漏氣報警，說明該格式的密封程度不合格。當SF6設備發(fā)生氣體泄漏時，應立即進行補充氣，一般情況下，補充氣不需SF6設備停電，補充氣過程要注意如下幾點：（1）充入的氣體首先要進檢驗合格。充氣小車管道最好抽真空，條件不允 許情況下也要用合格的SF6氣體沖管道23次。（2）環(huán)境濕度高低對補氣影響不大，但操作過程要注意充氣接口的清潔。 濕度高的情況下可用電熱吹風對接口處進行干燥。（3）充氣前，最好調(diào)節(jié)

8、充氣壓力與設備內(nèi)SF6氣體的壓力基本一致，再 接入充氣接口，充氣氣壓應小于100kPa為佳。禁止不經(jīng)減壓閥而直接用高壓充氣。（4）充入設備內(nèi)的氣體壓力應稍高于規(guī)定壓力，以補充今后氣體濕度測量所消耗的氣體量。補充氣的重量也要作好記錄，便于統(tǒng)計分析。（5）充氣裝置平時保持0.020.1Mpa的正壓力；（6）在管道連接完成前，禁止打開設備充氣閥門，避免造成設備大量漏氣；（7）補充氣體時，工作人員應集中精神觀察SF6壓力表值，避免設備內(nèi)充入過高氣體壓力，造成設備安全閥動作而釀成設備事故。2、查漏SF6設備發(fā)生大量泄漏的現(xiàn)象極少見。若隔室發(fā)生補充氣報警后，又在30min內(nèi)出現(xiàn)緊急隔離報警，或明顯聽到氣體

9、泄漏聲音，說明隔室發(fā)生嚴重漏氣，應采取緊急措施進行隔離。大多數(shù)情況下，SF6設備都發(fā)生輕微泄露的。因此，在進行補充氣后應立即開展查漏工作。查漏過程要注意如下幾點：（1）查漏工作要確保人生安全，保持安全距離，加強監(jiān)護。必要時要把設備停電后在進行查漏工作。（2）沒有檢漏儀時，可用發(fā)泡液（肥皂、洗發(fā)精）進行查漏。嚴禁用含有腐蝕性的發(fā)泡液。發(fā)泡方法靈敏度不高，大體上只能發(fā)現(xiàn)0、1mLmin以上程度的漏氣量。（3）在大風的環(huán)境中或極微量漏氣時，可采用收集法，即用密閉袋把懷疑部分包扎起來，待一定時間后再使用檢漏儀測量袋內(nèi)SF6氣體的濃度五、警惕六氟化硫電氣設備隱患六氟化硫氣體具有優(yōu)良的理化性能、滅弧絕緣性

10、能，抗電強度是空氣的2.5倍，在0.29兆帕壓力時的抗電強度就與變壓器油相近，并且六氟化硫氣體中不含氧氣，不存在觸頭等部位的氧化問題；六氟化硫設備的觸頭即使在大電流下遮斷，其磨損也極少。1、六氟化硫氣體作為絕緣介質(zhì)的缺點六氟化硫氣體本身雖無毒，但它的比重大，比空氣重5倍，往往積聚在地面附近，不易稀釋和擴散，是一種窒息性物質(zhì)，有故障泄漏時容易造成工作人員缺氧，中毒窒息。六氟化硫氣體在電場中產(chǎn)生電暈放電時會分解出氟化亞硫酸、氟化硫酸、十氟化二硫、二氧化硫、氟化硫、氫氟酸等近十種氣體。這些氟、硫化物氣體不但有毒，而且很多還有腐蝕性。如對鋁合金、瓷絕緣子、玻璃環(huán)氧樹脂等絕緣材料，能損壞它們的結(jié)構(gòu)；對人

11、體及呼吸系統(tǒng)有強烈的刺激和毒害作用。六氟化硫氣體的這些缺點，構(gòu)成了六氟化硫電氣設備在安全防護方面的主要問題。六氟化硫電氣設備適用范圍六氟化硫電氣設備檢修周期長，維護方便，占用地面和空間體積小。用六氟化硫氣體作為絕緣介質(zhì)制成的全封閉組合電氣設備，可以包括斷路器、隔離開關、接地開關、互感器、母線、避雷器等元件，并且高壓帶電部分全部密封于鋼殼之中，無觸電危險，提高了運行的安全性。同時，由于密閉組合，避免了外界環(huán)境的影響，適合于大城市、工業(yè)密集區(qū)、嚴重污穢地區(qū)的變電所安裝使用。六氟化硫電氣設備的安全防護工作人員不應在防爆膜近前停留。六氟化硫設備的氣壓，國產(chǎn)設備一般約在(4.56)105帕壓力范圍之間，

12、這個壓力屬于正常工作氣壓。當電氣設備內(nèi)部發(fā)生故障后，有可能因產(chǎn)生二倍于工作壓力的高壓而使防爆膜破碎，含有二氧化硫、氫氟酸及氟化硫酸等毒腐成分的故障氣體將以很高的沖力噴出，此時，如果工作人員停留在防爆膜附近，無疑將受到侵害甚至危及生命。所以，巡視六氟化硫配電裝置設備時，即使發(fā)現(xiàn)了異常，也不應在防爆膜近前停留，應遵守安規(guī)和現(xiàn)場運行規(guī)程的規(guī)定，先向值長或有關人員報告，進行必要的組織和安全防護準備，才能查證原因，采取針對措施。禁止工作人員在發(fā)現(xiàn)異常時，擅自盲目測試檢查。主控制室與六氧化硫設備配電裝置室之間應采取氣密隔離措施。所謂氣密隔離，就是在六氟化硫設備配電裝置室的門與主控通道的間隔處，為防止六氟化

13、硫與空氣混合的氣體在正常情況下向主控方向擴散，將其用特殊結(jié)構(gòu)的門密閉隔離開來的措施，以確保電氣值班人員的健康。此外，六氟化硫設備配電裝置室應遵守以下規(guī)定：進入六氟化硫設備配電裝置室之前，應將通風機定時器扭至15分位置，先進行強力通風。通風完畢，須用檢漏儀在規(guī)定的檢測地點測量六氟化硫氣體的含量，確證室內(nèi)空氣新鮮無問題。嚴格執(zhí)行現(xiàn)場運行規(guī)程和規(guī)定，必須兩人進入室內(nèi)巡視，以便于突然發(fā)生危險情況時互相救助。為了保護人身和設備的安全，嚴禁一人進入六氟化硫配電室內(nèi)從事檢修工作。六氟化硫電氣設備中的氣體監(jiān)測如果六氟化硫電氣設備本身是合格的，那么，運行的安全可靠性，在很大程度上將取決于安裝和調(diào)試質(zhì)量，以及怎樣

14、對六氟化硫絕緣性能進行合理的監(jiān)督檢查。六氟化硫氣體到貨后通過質(zhì)量檢驗可以保證貨源質(zhì)量水分含量不超過規(guī)定標準。但灌氣后，如果設備組裝條件不夠完善，則機器壁上附著的水分，設備的固體絕緣及澆注物中間的水分，以及由于密封效果、填料不同透過的水分，經(jīng)過一段時間運行后，它們可能釋放出來，使得六氟化硫設備的含水量出現(xiàn)變化。因此，針對實際情況，必須對六氟化硫設備中氣體的質(zhì)量進行監(jiān)測。檢驗周期時間是：灌裝后至投運前的一次總體檢驗，重點檢驗空氣、水分和雜質(zhì)含量；運行后以三個月為周期的含水量檢驗，一般應連續(xù)進行三次周期性檢驗；經(jīng)過檢驗證明，六氟化硫氣體無變化，運行已經(jīng)穩(wěn)定之后，則應轉(zhuǎn)為以年為周期的含水量檢測。當檢驗

15、出氣體成分有明顯變化時，往往是質(zhì)量和運行問題的反應，應按規(guī)定進行報告，必要時請專家診斷、鑒定或進行有關質(zhì)量復核。六氟化硫設備的通風裝置要求為了防止正?；虍惓Ｇ闆r下泄漏的六氟化硫氣體對電氣工作人員的損害，要求：六氟化硫配電裝置室應有強力通風裝置，所裝設的通風裝置應有足夠大的抽取力量，能達到強力換氣效果；六氟化硫氣體比重大，因此，通風裝置的風口全部設置在各室貼近地面處，以使得六氟化硫氣體及其分解氣體得到快速排出。六氟化硫電氣設備的事故處理六氟化硫電氣設備發(fā)生事故，是指電氣設備絕緣介質(zhì)嚴重下降使內(nèi)部出現(xiàn)接地、短路、防爆膜破裂或設備本體密封出現(xiàn)問題使氣體嚴重泄漏的事故。當六氟化硫電氣設備發(fā)生緊急事故時，泄漏報警裝置發(fā)出光、聲、音響信號，進行處理時在安全方面應注意以下內(nèi)容：防止六氟化硫氣體漫延，