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怎樣有效控制sf6氣體的溫室效應？


    由于SF6氣體分解產(chǎn)生的這些有毒氣體和粉末對人及動物上呼吸道有強烈的刺激和腐蝕作用；并對環(huán)境造成污染和破壞，產(chǎn)生“溫室效應”。因此，為盡量減少危害，將其所帶來的不利影響降到最小程度。我們可采取以下行之有效的措施加以控制和防范。

1、規(guī)定空氣中SF6氣體及其毒性分解物的允許含量
    對空氣中SF6氣體及其毒性分解產(chǎn)物的允許含量各國均作了相應規(guī)定，其中美國的標準要求見下表。 根據(jù)動物性試驗和現(xiàn)場調(diào)查的結果，并參照美國政府工業(yè)衛(wèi)生醫(yī)師會議（ACGIH）的建議，生產(chǎn)車間空氣中SF6的濃度閾限值為600mg/m3；短期接觸閾限值為750mg/m3；前蘇聯(lián)批準的生產(chǎn)車間空氣中SF6的最高濃度為5000mg/m3，因此，建議國內(nèi)生產(chǎn)、使用SF6氣體的車間空氣中SF6的最高濃度不超過6000mg/m3。
六氟化硫 sf6氣體

    我國在GB/T8905-1996《六氟化硫電氣設備中氣體管理和檢驗導則》中等效采用了IEC480：1974《電氣設備中六氟化硫氣體導則》和IEC376：1971《新六氟化硫氣體的規(guī)范和驗收》。并明確規(guī)定，操作間空氣中SF6氣體濃度極限值為：
空氣中SF6氣體的允許濃度不大于1000μL/L（6g/m3）或空氣中氧含量應大于18；短期接觸，空氣中SF6氣體的允許濃度不大于1250μL/L（7.5g/m3）
空氣中SF6氣體及其毒性分解產(chǎn)物的允許含量（美國標準）
序號毒性氣體及固體名稱允許含量
1SF6100g/g
2SF40.1/g
3SOF42.5m3
4SOF22.5m3
5SO22μgg
6SO2F25μg/g
7S2F100.025μg/g
8S2F10O0.5μg/g
9SiF42.5mm3
10HF3μg/g
11CF42.5mg/m3
12CS210μg/g
13ALF32.5mg/m3
14CuF22.5mg/m3
15Si（CH3）2F21mg/m3

2、減少和控制SF6氣體中的水分含量
    對充以SF6氣體作為絕緣或滅弧的電氣設備，為減少和控制其內(nèi)部的水分含量，在產(chǎn)品裝配前，除要將零部件放在相應的烘干間內(nèi)進行烘干處理外，同時還要求在其內(nèi)部裝設吸附劑。常用的吸附劑有活性氧化鋁和分子篩兩種，由于它們的吸附性不同，可將兩種吸附劑混合使用，吸附劑應放置在氣流通道或容器的上方，用量為SF6氣體總重量的10左右。正確的使用吸附劑，不但可吸收SF6氣體中的水分及SF6氣體分解物，減少SF6氣體中的水分含量及分解物的產(chǎn)生與排放。還能提高電器設備的絕緣性能和開斷性能。 因此，我國標準GB/T8905-1996規(guī)定了在20℃時SF6電器設備水分含量的允許值，見下表。
SF6電器設備中水分含量的允許值：
隔室有電弧分解物的隔室無電弧分解物的隔室
產(chǎn)品運行允許值≤300μL/L100≤μL/L
產(chǎn)品交接驗收值≤150μL/L500≤μL/L

3、加強SF6氣體及分解物的回收和處理
    以SF6氣體作為絕緣和滅弧的電器設備，在下列四種情況下必須對其內(nèi)的SF6氣體及分解物進行回收或中和處理。
（1）在新產(chǎn)品開發(fā)時，做過絕緣試驗和開斷試驗的試品；
（2）檢修進行過的電器設備；
（3）處理發(fā)生故障的電器設備；
（4）淘汰、更換掉的電器設備。
在對SF6氣體及分解物進行回收或中和處理時，要嚴格按如下步驟進行：

①在打開設備前，必須先回收氣體，并抽真空；
②對設備內(nèi)部進行徹底通風；
③工作人員應帶放毒面具和橡皮手套；
④將金屬氟化物粉塵集中起來，裝入塑料袋并深埋。對電器設備內(nèi)的吸附劑和回收裝置
吸附罐中吸附劑，按CB/T8905-1996《六氟化硫電氣設備中氣體管理和檢驗導則》的規(guī)定“由生產(chǎn)分解氣體的設備中更換下來的吸附劑不要再生”由此我們可按下列方法進行處理：
（a）按20ml/g的比例將吸附劑放入當濃度為IN的氫氧化鈉溶液中，攪拌浸泡24h，
將吸附劑內(nèi)部可溶于水和可水解、堿解的SF6氣體分解物轉移到氫氧化鈉溶液中。
（b）對浸泡過吸附劑的氫氧化鈉溶液要用當量濃度為0.1N的硫酸進行中和，在溶液
呈中性時，方可排放。
（c）對排放后剩余吸附劑及固體物質經(jīng)水洗后可作為普通垃圾處理或深埋掉。

4、提高產(chǎn)品設計水平，降低泄露率
    在產(chǎn)品設計上采用新技術、新工藝，提高制造水平，力爭將年漏氣率由1降到0.5以下，主要從如下三點入手。
（1）應盡量不用SF6氣體或減少SF6氣體的使用量，通過改變產(chǎn)品結構，減少充氣隔
室或空間，開發(fā)空氣絕緣、固體絕緣的電器設備，如環(huán)氧樹脂絕緣的（干式）變壓器、電壓互感器、電流互感氣、真空斷路器，空氣斷路器，負荷開關；將斷路器的滅弧室充以SF6氣體，絕緣拉桿部分采用空氣絕緣；將罐式斷路器改為瓷柱式等。
（2）在保證產(chǎn)品電氣性能的前提下，盡量降低充氣壓力。這樣不但有利于密封，還可
能減少漏氣點。
（3）在產(chǎn)品的密封結構及材料上下功夫，采用新材料、新工藝、減少SF6氣體的泄露。
如電器設備動力輸入處的直動密封或轉動密封采用波紋管結構，靠波紋管的蠕變來提供直動所需的行程或轉動所需的轉角。

5、采用其它代替氣體或混合氣體
    目前，還未發(fā)現(xiàn)一種完全代替純SF6氣體的單一替代氣體，從環(huán)保方面考慮，唯一有可能的替代氣體是純N2氣體；但要使純N2氣體的絕緣強度與純SF6氣體的絕緣強度等同，須將純N2氣體的壓力提高到純SF6氣體的3-4倍。因此，從安全角度考慮，電器設備的容器剛度、強度及其使用有待提高。

    鑒于使用純N2氣體的難以操作性，國內(nèi)外的研究人員將目標轉向N2/SF6混合氣體，在純N2氣體中混入一定百分比的純SF6氣體后，發(fā)現(xiàn)可顯著得提高絕緣強度，并接近于純SF6氣體的絕緣性能。關于使用N2/SF6混合氣體來替代SF6氣體的研究很多，雖然可減少純SF6氣體的使用量，但其應用范圍受到限制，如在GCB（斷路器）和GIS（封閉組合電器）中使用的絕緣介質，不但要求有絕緣性能，還要求有滅弧性能，而N2/SF6混合氣體要想獲得與原有設備同等的性能是極其困難的，要想直接使用是不可能的。如西門子公司為解決高寒地區(qū)（-40℃）斷路器的使用問題，將N2/SF6混合氣體的壓力提高到0.75MPa（表壓），同時也對滅弧室進行了修改。在GIL（管道母線）中由于除故障時以外，均無電弧產(chǎn)生，且對絕緣氣體沒有滅弧要求，使采用N2/SF6混合氣體成為可能性，在這方面法國、德國已做了嘗試。但由于N2/SF6混合氣體的分離回收技術方面還有一些問題尚待解決，還難以保證SF6氣體不被排入大氣中，因此，安全、可靠的進入實際應用階段還需一個過程。

武漢紐瑞德氣體






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