六氟化硫气体漏气补气(讲义)

六氟化硫气体漏气补气六氟化硫气体漏气补气 六氟化硫 以下简写 SF6 气体已有百年历史 是由法国两位 化学家于 1900 年合成的人造惰性气体 当前 SF6 气体广泛应用于电 力系统中 SF6 气体用于 4 种类型的电气设备作为绝缘和灭弧 SF6 断路器及 GIS 这里指 SF6 封闭式组合电器 SF6 负荷开关设备 SF6 绝缘输电管线 SF6 变压器及 SF6 绝缘变电站 在本讲义种将重 点介绍 SF6 气体在 GIS 设备中的一些运维方法和异常处理 一 SF6 气体的基本特性 1 别名 英文名 Sulfur hexafluoride Sulfur fluoride 2 制法 在高温下硫和氟反应制得 S 3F2 SF6 3 理化特性 六氟化硫在常温常压下为无色无臭无毒的气体 不燃烧 对热 稳定 化学性质不活泼 在 500 以上赤热状态下也不分解 在 800 以下很稳定 在 250 时与金属钠反应 没有腐蚀性 可以用 通用材料 不腐蚀玻璃 电绝缘性能和消弧性能好 绝缘性能为空 气的 2 3 倍 而且气体压力越大 绝缘性能越增高 药物学性质不 活泼 没有毒 微溶于水 在酒精和醚中溶解的比在水中多一些 不溶于盐酸和氨 水中的溶解度为 5 4cm3SF4 kgH2O SF6 分压 101 325kPa 25 介电常数为 1002049 气体 101 325kPa 25 在 21 1 时 S P 为 2308kPa 4 毒性 最高容许浓度 10ppm 12mg m3 六氟化硫在生理学上是不活 泼的 在药理学上认为是惰性气体 但是当含有 SF4 等杂质时便变 成有毒物质 当吸入高浓度 SF6 时可出现呼吸困难 喘息 皮肤和 粘膜变蓝 全身痉挛等窒息症状 5 安全防护 用气装置可用肥皂液检漏 SF6 无腐蚀性 可以使用不锈钢 铜 铝等通用材料 发生火灾时可用水和砂土灭火 泄漏的气体 可导入苛性钠和消石灰的混合溶液中处理 或者把泄漏的气瓶放入 通风橱内 6 SF6 气体的使用现状及存在的问题 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 二 六氟化硫的安全使用 1 SF6 新气中可能存在一定量的毒性分解物 在使用过程中要采用 安全防护措施 2 从钢瓶中引出 SF6 气体是必须使用减压阀 3 避免装有 SF6 气体的钢瓶靠近热源或受阳光暴晒 4 使用过后的 SF6 气体钢瓶应该关紧阀门 戴上瓶帽 防止剩余气 体泄漏 5 户外使用 SF6 气体时 工作人员应该在上风向工作 室内使用 SF6 气体时要开启通风系统 并尽量避免和监视 SF6 气体的泄漏 三 六氟化硫设备的运行与维护 早阳变多数设备为 GIS 设备 GIS 设备优点繁多 但 SF6 气体泄漏也 是 GIS 设备不可避免的 因此运维人员在日常运维工作中须加强巡 视与监管 1 加强对 GIS 设备的日常巡视 记录每块 SF6 气体压力表计数值 并观察变化情况 2 督促试验人员定期对 GIS 设备进行 SF6 气体试验 确保 SF6 气体 成分正常 3 进出 GIS 设备配电室 要先启通风设备 15min 后方可进入 4 一旦发现有 SF6 气体泄漏的情况 保持现场进行通风 防止人员 中毒 观察压力情况 如若需要应紧急断开开关 确保人身 电网 安全 四 GIS 设备补气与查漏 1 补充气 SF6 设备发生漏气是不可避免的 按有关规定 SF6 设备单个隔 室年泄漏量应小于 1 以此泄漏量计算 该隔室第一级报警需补气 的时间约为 7 年 若在 7 年内发生漏气报警 说明该格式的密封程 度不合格 当 SF6 设备发生气体泄漏时 应立即进行补充气 一般 情况下 补充气不需 SF6 设备停电 补充气过程要注意如下几点 1 充入的气体首先要进检验合格 充气小车管道最好抽真空 条 件不允 许情况下也要用合格的 SF6 气体冲管道 2 3 次 2 环境湿度高低对补气影响不大 但操作过程要注意充气接口 的清洁 湿度高的情况下可用电热吹风对接口处进行干燥 3 充气前 最好调节充气压力与设备内 SF6 气体的压力基本一致 再 接入充气接口 充气气压应小于 100 kPa 为佳 禁止不经减压阀 而直接用高压充气 4 充入设备内的气体压力应稍高于规定压力 以补充今后气体湿 度测量所消耗的气体量 补充气的重量也要作好记录 便于统计分 析 5 充气装置平时保持 0 02 0 1Mpa 的正压力 6 在管道连接完成前 禁止打开设备充气阀门 避免造成设备大 量漏气 7 补充气体时 工作人员应集中精神观察 SF6 压力表值 避免设 备内充入过高气体压力 造成设备安全阀动作而酿成设备事故 2 查漏 SF6 设备发生大量泄漏的现象极少见 若隔室发生补充气报警 后 又在 30min 内出现紧急隔离报警 或明显听到气体泄漏声音 说明隔室发生严重漏气 应采取紧急措施进行隔离 大多数情况下 SF6 设备都发生轻微泄露的 因此 在进行补充气后应立即开展查 漏工作 查漏过程要注意如下几点 1 查漏工作要确保人生安全 保持安全距离 加强监护 必要时 要把设备停电后在进行查漏工作 2 没有检漏仪时 可用发泡液 肥皂 洗发精 进行查漏 严禁 用含有腐蚀性的发泡液 发泡方法灵敏度不高 大体上只能发现 0 1mL min 以上程度的漏气量 3 在大风的环境中或极微量漏气时 可采用收集法 即用密闭袋 把怀疑部分包扎起来 待一定时间后再使用检漏仪测量袋内 SF6 气 体的浓度 五 警惕六氟化硫电气设备隐患 六氟化硫气体具有优良的理化性能 灭弧绝缘性能 抗电强度 是空气的 2 5 倍 在 0 29 兆帕压力时的抗电强度就与变压器油相近 并且六氟化硫气体中不含氧气 不存在触头等部位的氧化问题 六 氟化硫设备的触头即使在大电流下遮断 其磨损也极少 1 六氟化硫气体作为绝缘介质的缺点 六氟化硫气体本身虽无毒 但它的比重大 比空气重 5 倍 往 往积聚在地面附近 不易稀释和扩散 是一种窒息性物质 有故障 泄漏时容易造成工作人员缺氧 中毒窒息 六氟化硫气体在电场中产生电晕放电时会分解出氟化亚硫酸 氟化硫酸 十氟化二硫 二氧化硫 氟化硫 氢氟酸等近十种气体 这些氟 硫化物气体不但有毒 而且很多还有腐蚀性 如对铝合金 瓷绝缘子 玻璃环氧树脂等绝缘材料 能损坏它们的结构 对人体 及呼吸系统有强烈的刺激和毒害作用 六氟化硫气体的这些缺点 构成了六氟化硫电气设备在安全防护方面的主要问题 六氟化硫电气设备适用范围六氟化硫电气设备检修周期长 维 护方便 占用地面和空间体积小 用六氟化硫气体作为绝缘介质制 成的全封闭组合电气设备 可以包括断路器 隔离开关 接地开关 互感器 母线 避雷器等元件 并且高压带电部分全部密封于钢壳 之中 无触电危险 提高了运行的安全性 同时 由于密闭组合 避免了外界环境的影响 适合于大城市 工业密集区 严重污秽地 区的变电所安装使用 六氟化硫电气设备的安全防护工作人员不应在防爆膜近前停留 六氟化硫设备的气压 国产设备一般约在 4 5 6 105 帕压力范围 之间 这个压力属于正常工作气压 当电气设备内部发生故障后 有可能因产生二倍于工作压力的高压而使防爆膜破碎 含有二氧化 硫 氢氟酸及氟化硫酸等毒腐成分的故障气体将以很高的冲力喷出 此时 如果工作人员停留在防爆膜附近 无疑将受到侵害甚至危及 生命 所以 巡视六氟化硫配电装置设备时 即使发现了异常 也 不应在防爆膜近前停留 应遵守 安规 和现场运行规程的规定 先向值长或有关人员报告 进行必要的组织和安全防护准备 才能 查证原因 采取针对措施 禁止工作人员在发现异常时 擅自盲目 测试检查 主控制室与六氧化硫设备配电装置室之间应采取气密隔离措施 所谓气密隔离 就是在六氟化硫设备配电装置室的门与主控通道的 间隔处 为防止六氟化硫与空气混合的气体在正常情况下向主控方 向扩散 将其用特殊结构的门密闭隔离开来的措施 以确保电气值 班人员的健康 此外 六氟化硫设备配电装置室应遵守以下规定 进入六氟化 硫设备配电装置室之前 应将通风机定时器扭至 15 分位置 先进行 强力通风 通风完毕 须用检漏仪在规定的检测地点测量六氟化硫 气体的含量 确证室内空气新鲜无问题 严格执行现场运行规程和 规定 必须两人进入室内巡视 以便于突然发生危险情况时互相救 助 为了保护人身和设备的安全 严禁一人进入六氟化硫配电室内 从事检修工作 六氟化硫电气设备中的气体监测如果六氟化硫电气设备本身是 合格的 那么 运行的安全可靠性 在很大程度上将取决于安装和 调试质量 以及怎样对六氟化硫绝缘性能进行合理的监督检查 六 氟化硫气体到货后通过质量检验可以保证货源质量水分含量不超过 规定标准 但灌气后 如果设备组装条件不够完善 则机器壁上附 著的水分 设备的固体绝缘及浇注物中间的水分 以及由于密封效 果 填料不同透过的水分 经过一段时间运行后 它们可能释放出 来 使得六氟化硫设备的含水量出现变化 因此 针对实际情况 必须对六氟化硫设备中气体的质量进行监测 检验周期时间是 灌 装后至投运前的一次总体检验 重点检验空气 水分和杂质含量 运行后以三个月为周期的含水量检验 一般应连续进行三次周期性 检验 经过检验证明 六氟化硫气体无变化 运行已经稳定之后 则应转为以年为周期的含水量检测 当检验出气体成分有明显变化 时 往往是质量和运行问题的反应 应按规定进行报告 必要时请 专家诊断 鉴定或进行有关质量复核 六氟化硫设备的通风装置要求为了防止正常或异常情况下泄漏 的六氟化硫气体对电气工作人员的损害 要求 六氟化硫配电装置 室应有强力通风装置 所装设的通风装置应有足够大的抽取力量 能达到强力换气效果 六氟化硫气体比重大 因此 通风装置的风 口全部设置在各室贴近地面处 以使得六氟化硫气体及其分解气体 得到快速排出 六氟化硫电气设备的事故处理六氟化硫电气设备发生事故 是 指电气设备绝缘介质严重下降使内部出现接地 短路 防爆膜破裂 或设备本体密封出现问题使气体严重泄漏的事故 当六氟化硫电气 设备发生紧急事故时 泄漏报警装置发出光 声 音响信号 进行 处理时在安全方面应注意以下内容 防止