变电所常见的废弃物危害及其预防处理＊

王 珏，杨海威

（1.华北电力大学 电气与电子工程学院，北京102206；2.湖州电力局，浙江 湖州313000）

电力系统在设备选型和使用上一直坚持环保理念，20世纪80年代至90年代初，我国对含PCBs的电力设备进行了淘汰，并对部分废弃的PCBs变压器／电力电容器进行了无害化处理，后又开展了开关的无油化改造.但随着社会经济的不断发展，社会用电量需求的增加和用电可靠性的提高，电网规模不断扩大，需要新建越来越多的变电所，同时部分变电所的设备已经接近服役年限，需要进行改造或更换，因此在设备的运行和维护过程中均不可避免的产生各式各样的废弃物.

1 变电所常见的废弃物分类

1.1 按建造和运行的时间分

（1）新建、扩建工程中产生的废弃物：土方、建筑垃圾、装修垃圾、各种电气设备的包装材料、生活污水、施工过程中剩余的电缆皮、电焊条头等.

（2）变电所运行过程中产生的废弃物：生活垃圾、生活污水、各种报废的电气设备、渗漏油等.（3）变电所退役后产生的废弃物：退役报废电气设备、各式废旧生活垃圾等.

1.2 按形态分

（1）固态：土方、建筑垃圾、生活垃圾、报废的电气设备等.

（2）液态：生活污水、各类充油设备的废油.

（3）气体：SF6气体.

2 变电所常见的废弃物及其危害

2.1SF6气体及其危害

SF6在常温常压下是一种无色、无臭、无毒、不燃、无腐蚀性的气体，气体密度6.16kg／m3（一个标准大气压下，20℃），其化学稳定性强，500～600℃ 不分解，和酸、碱、盐、氨、水等均不发生反应，在电弧作用下（几千度）分解为S和F的原子气，但电弧一旦解除，便在10﹣5－10﹣6s内复合成SF6.SF6具有良好的电气绝缘性能及优异的灭弧性能，其耐电强度为同一压力下氮气的2.5倍，击穿电压是空气的2.5倍，灭弧能力是空气的100倍.因其良好的化学稳定性和热稳定性、优异的绝缘性能和灭弧性能，SF6气体被广泛应用于高压断路器中［1］.随着国内电气设备制造工艺的进步，沿海城市的土地资源越来越稀缺，GIS设备因节省占地和空间，运行安全可靠，电气性能良好，检修周期长，维护方便等优点，得到了广泛的应用.

2.1.1 SF6气体的窒息作用

SF6气体密度是空气的5.1倍.如果SF6电气设备在生产运行中一旦发生泄漏，SF6气体将在电缆层（隧道）等低洼处沉积，将该空间空气中的氧气排出，人员在此环境中工作将会面临窒息的危险.

2.1.2 SF6气体的温室效应

SF6气体是目前发现的六种温室气体之一.目前，发现人类活动排放的温室气体有六种：氢氟碳合物、全氟化碳、六氟化硫、二氧化碳、甲烷、氧化亚氮.其中氟化物就有三种.CO2对温室效应影响最大，占总量的60%，而SF6气体的影响仅占0.1%.但是由于SF6气体一个分子对温室效应的影响为CO2分子的2.39万倍，同时排放在大气中的SF6气体寿命极长，约3400年，因此SF6气体分子对温室效应有很大的潜在危害性.

2.1.3 SF6气体分解物对人体的危害

SF6气体在生产制造过程中纯度不高，运输过程中会有杂质侵入，而且在电气设备运行过程中均会产生SF6气体分解物.

国内职业病防治研究机构曾对长期从事或接触SF6气体的人群进行了职业流行病学调查.调查结果发现，该类人群的健康情况未发现有明显的损害.但从症状的统计数据分析发现，该类人群多数表现为乏力、记忆力差、咽痛、胸闷.从医学角度讲，各种SF6气体分解物对人体的危害程度不仅取决于其毒性的大小，还与分解物的浓度、人体吸入量、接触时间、个人的体质等有关.

HF对皮肤、粘膜有强刺激作用，并可引起肺水肿，而且溶于眼球的液体中会对人的视力造成持久的性破坏等.SO2为强刺激性气体，损害人体的粘膜及呼吸系统，可被吸收进入血液，对全身产生毒副作用，破坏酶的活力，对肺产生刺激作用［2］.SOF4有刺激性气味，对肺部有侵害作用；SF4毒性与光气并列，对肺部有侵害作用，影响呼吸系统.S2F2是一种有毒的刺激性气体，对呼吸系统破坏作用较大.

2.2 建筑垃圾

变电所常见的建筑垃圾主要产生于新建或扩建、改造的过程中，主要有以下几种：建筑渣土、装修垃圾、砖瓦、混凝土、金属、木材、塑料、施工过程中剩余的电缆皮、电焊条头等.若这些建筑垃圾未经分类，未经环保处理，随意进行掩埋或者焚烧，则会引起土壤、水资源和大气的污染，从而导致附近人口的生存环境及健康持续性恶化，也是社会资源的浪费.

2.3 绝缘油

绝缘油常用于变压器、油浸式电压互感器和电流互感器及少油开关中.充油设备长期运行、过负荷、流过故障电流等会使绝缘油老化，从而影响设备的可靠运行和使用寿命，若发生绝缘油大量泄漏，会对周围水体（居民生活用水、养殖、浇灌）、农田等环境造成污染.

2.4 电容器

电容器的液体介质有烷基苯、二芳基乙烷、苄基甲苯、苯基乙苯基乙烷或者其它液体介质，基本无毒或者毒性甚微，对人体无害，但是有一定的气味，排入水域后对环境有一定的影响.

2.5 免维护蓄电池

免维护蓄电池因其高性能、长寿命、无污染、可靠性高、电解液的消耗量非常小，以及在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水、体积小等优点被广泛应用于电力系统中.

免维护铅酸蓄电池主要由极板、隔板、电池槽、电解液组成.极板是由铅合金板栅与铅粉及其氧化物组成.电解液由硫酸及悬浮的含铅化合物组成.铅酸电池已被列入国家危险废物目录.如果废旧电池未及时进行回收和无害化处理，废铅酸蓄电池所分解出的重金属铅和毒废液进入水体，则会引起水体污染，会对生态环境和人体健康造成很大的威胁.

3 变电所常见的预防和处理方法

随着科学技术的进步，各种先进的在线监测技术不断在电力系统中的使用，给运行的电气设备提供了实时健康的参数.通过实时掌握设备的健康状况，开展设备状态评估，推广实施设备状态检修，及时消除设备隐患和缺陷，及时更换亚健康设备和零件，能提高电气设备的使用寿命.

3.1SF6气体设备

3.1.1 SF6气体设备的运行和维护

日常运行中，对于SF6的断路器和GIS设备，按照月度工作计划定期检查并抄录SF6气体压力，发现异常要及时上报处理.

对于室内布置的SF6断路器，配电装置室必须装设强力通风装置，风口设置在室内底部，通风装置电源开关设置在配电装置室外.运行人员在进入SF6配电装置室前，必须先通风15min，并用便携式检漏仪测量SF6气体含量.尽量避免单人进入SF6配电装置室进行巡视，严禁单人进入从事检修工作.

对于使用GIS组合电器的室内布置的配电装置室，在SF6配电装置室低位区安装能报警的氧量仪和SF6气体泄漏警报仪，空气中SF6气体浓度极限值不大于1000μL／L（6g／m3）或者空气中氧含量应大于18%.同时与排风扇设置联动，当装置告警时自动启动排风功能，并在配电装置室门口设置语言提示，以确保运行和检修人员的人生安全.

检查SF6配电装置室通风装置是否完好，氧量仪和SF6气体泄漏警报仪是否工作正常，列入月工作计划，发现故障及时维修.定期将便携式检漏仪送检试验.

新设备投运前，检验设备气室内SF6气体水份和空气含量，并要求厂家提供相应的检验合格报告，与设备清单同时移交.设备投运后每三个月检查一次SF6气体含水量，直至稳定后，每年检测一次含水量.SF6气体有明显变化时，立即上报处理.

3.1.2 SF6气体设备的检修和回收

SF6气体设备检修时，严格执行《六氟化硫电气设备运行、试验及检修人员安全防护细则》（DL／T639－1997），设备解体检修前，必须先对SF6气体进行检验.根据有毒气体的含量，采取安全防护措施.

检修人员必须身着防护服并根据需要配戴防毒面具.打开设备封盖后，检修人员应暂离现场30min，并开启通风系统.检修人员必须戴防毒面具和防护手套方可取SF6开关内的吸附剂和金属粉尘.清理出来的吸附剂、金属粉末等废物必须放入20%氢氧化钠水溶液中浸泡，进行无害化处理12小时，并分类集中深埋.检修工作结束后，检修人员应洗澡，并清洗使用过的工器具、防护用具.

设备故障或报废后，严禁将设备解体把废气排放到大气中；必须采用装置对废气进行现场或者集中回收.多个省公司已设置SF6气体处理中心，均可实现废气的集中处理和再生利用.

3.2 建筑垃圾

3.2.1 建筑垃圾的堆放及分类

在变电所新建或者扩建、改造工程现场，分门别类的设置建筑垃圾堆放点，土建和电气安装工作结束要进行现场清理，完成垃圾归集分类.对于部分重污染垃圾，尽量堆放在室内，严禁堆放在室外露天，并长期不处理，导致雨水冲刷后污染水体.

3.2.2 建筑垃圾处理

土方或者砖瓦、混凝土等惰性物质按设计要求，部分在完成电气安装或者土建施工后进行回填，多余部分送入市政垃圾处理中心，统一处理集中填埋.对于生活垃圾以及塑料等，送入市政垃圾处理回收中心，集中进行焚烧发电或者再生利用等无害化处理.对于金属、木材、纸张等可再生垃圾，集中回收.做好施工现场垃圾分类和回收的宣传工作，严禁垃圾未经分类随意堆放，或未经无害化处理随意焚烧、丢弃.

3.3 绝缘油

加强设备巡视，建立设备缺陷台账，对渗漏油设备要做好跟踪巡视，及时安排好消缺工作.根据季节性特点，做好气温突变季节的充油设备特巡.

定期对充油设备取油样进行化验，及时发现绝缘油的老化和异常.

变电站修建事故集油系统，发生故障及时将溢出的变压器油贮存，防止变压器油进入附近水体.

新安装的110kV及以上变压器，有载调压分接开关调档次数频繁，调档过程中易发生绝缘油老化，要安装分接开关在线净油装置，在调档后和每天定期对分接开关内绝缘油进行过滤，提高绝缘油的使用寿命.

220kV以上电压等级的主变，要安装油色谱在线检测系统，以测量油中溶解的氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷、乙炔等多种气体，以提高绝缘油和主变的使用寿命.

3.4 电容器

日常运行中电容器的运行电压不得超过额定电压1.1倍，运行电流不得超过1.3倍，三相不平衡电流不得超过相电流的5%.电容器外壳温度最高不得超过55℃.

加强对电容器的巡视，检查保护熔丝是否完好，防止电容器无故障损坏，发现鼓肚、锈蚀、喷油、渗漏油要及时更换，更换下的废旧电容器严禁随意丢弃，要返厂修理或者集中进行焚烧.

3.5 免维护蓄电池

改善蓄电池运行环境，在蓄电池室安装防爆空调.尽量控制 蓄电池室温度在5℃～45℃之间.蓄电池室要单独布置，做到远离热源、震源，玻璃窗要做好防阳光直射的措施.

严格控制浮充电压，在环境温度为25℃时，电池的浮充电压控制在各个单体电池平均电压2.23～2.28V的范围.若是环境温度高于25℃时，其浮充电压应相应提高.降低或提高的幅度为：每变化1℃每个单体电池增减0.003V［4］.

蓄电池组投运后，每月对蓄电池端电压进行实测，并做好记录.

投运后的蓄电池组，每2～3年进行一次核对性放电试验.运行6年以上的蓄电池组，每年进行一次核对性放电试验.对蓄电池组进行活化，以提高使用寿命.

在日常巡视、端电压实测或核对性充放电工作中，如发现个别电池电压低于最低电压，应将其解除放电.必要时，应单独对其进行过充电处理直至恢复容量.如发现蓄电池鼓肚、裂纹时，应及时更换；如发现电池组有落后电池，而无法恢复容量时也应进行更换.废旧蓄电池必须进行集中回收，统一送专业厂家进行处理.

4 结语

本文探讨了变电所常见废弃物及其对人与环境的危害，介绍了变电站的预防措施和处理方法.随着社会的进步，人们环保意识的不断提高，对变电所的要求也越来越高.唯有不断应用新的科学检测手段，不断提高变电所的运行维护水平，推进设备状态评估，推广设备状态检修，及时发现设备安全隐患，切实提高设备的使用寿命，加强工作人员的环保意识培训，并对变电所废弃物进行科学的回收和无害化处理，方可实现变电所、人、环境的和谐发展.

［1］王景儒.我国六氟化硫发展近况［J］.低温与特气，1993（1）：4～8.

［2］郭传文.浅谈六氟化硫中毒的防护及治疗［J］.中级医刊，1997，32（12）：48～49.

［3］王继宗.与六氟化硫电弧分解生产物有关的若干问题［J］.绝缘材料通讯，1979，8（4）：9～55.

［4］刘伟洲.阀控铅酸蓄电池在变电站的运行和维护［J］.机械与电子，2007（3）：65～66.