SF6气体的安全回收与控制

赵康

【摘要】SF6气体因其化学稳定性和优异的绝缘灭弧性能，被广泛应用于高压断路器、GIS设备等电气开关设备当中。纯净的SF6气体无色、无嗅、基本无毒，但是一旦纯度不够混入有毒杂质，或是在大功率电弧、火花放电和电晕放电作用下，SF6气体能分解和游离出多种有毒物质。伴随着城市建设进程的不断加快，配套的电力设施、设备规模和容量与日俱增，特别是GIS电气设备凭借其自身占地面积小、运行可靠性高、安装迅速、维护工作量小等特点在新建变电站得到了广泛应用，都在一定程度上导致了SF6气体使用量的增加。如果SF6在使用过程中控制不当或是在回收气体时出现纰漏，不仅污染化境，也会给电器设备的正常运行和员工的身体健康带来不利影响，本文就如何安全开展SF6气体的回收与控制，提出了一些建议。

【关键词】SF6气体回收环境保护

中图分类号：TV文献标识码： A

1.引言

SF6气体化学性质十分稳定，它与电气设备中常用的金属及其它有机材料不会发生化学作用，兼且自身具有优良的绝缘特性，因此SF6气体迄今已被广泛地应用于电力设备（如高压断路器等）当中。需要注意的是，经过电弧作用或是混入杂质的SF6气体会生成有毒物质，会对人身和环境造成损害。随着社会经济的进步和电力工业的不断发展，SF6气体使用量明显增加，正确的使用和管理SF6气体，保护环境健康和人身安全成为了不容忽视的问题。

2.SF6气体的特点。

SF6气体是一种化学性质非常稳定的气体，纯净的SF6气体无色、无嗅、基本无毒，在空气中不燃烧，不助燃，是一种不可燃的卤素化合物。

SF6气体的使用通常是在温度为-40℃≤t≤80℃、压力为P<0.8MPa的环境条件下。在这个温度和压力范围内SF6主要以气态形式存在。纯净的SF6虽然不会对人体造成危害，与电气设备中常用的金属及其他有机材料也不会发生化学作用，但是在大功率电弧、火花放电和电晕放电等高温作用下，SF6气体能分解和游离出多种有毒物质，主要包括SF4和SF2，以及少量的S2、F2、S、F等等。如果在SF6气体使用过程中对SF6气体保管不当造成泄漏，会给环境和人身造成巨大的伤害。

同时，SF6气体又是公认的温室气体之一，减少温室气体排放是全世界共同遵守的不容置疑的环保目标。

3.SF6气体使用中毒性的来源

一是SF6气体不纯，在SF6气体出厂时就含有高毒性的低氟化硫、氟化氢等有毒气体；

二是电气设备内的SF6气体在与高温电弧发生作用时产生某些有毒产物；

三是电气设备内的SF6气体分解物与其内的水分发生化学反应而生成某些有毒产物；

四是电气设备内的SF6气体及分解物与电极(Cu-W合金)及金属材料(Al、Cu)反应而生成某些有毒产物；

五是电气设备内的SF6气体及分解物与绝缘材料反应而生成某些有毒产物。

4.SF6气体使用与回收过程中存在的问题

目前看来，在国内除有限几个规模较大的电气设备供应商具有完备的SF6回收控制流程外，大多数电气设备厂商对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，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。

即便进行SF6气体回收，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，同时将废气压缩到储气罐中。但是这些回收的“废气”一般会被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。

长期以来，由于对SF6气体的使用、管理不善、而导致许多有毒的、具有腐蚀性的气体和固体分解物被排放到大气中，不但给我们赖以生存的环境造成了难以挽救的污染和破坏，同时还危及电气设备的正常运行和人们的身体健康。

据调查数据统计，在对生产和使用SF6气体的多家企业的工人流行病学调查中，对年龄、性别、劳动强度、专业工龄、是否吸烟等相近的工人，进行分组对照、比较，发现对工人们的健康状况未发现有明显的损害。但从统计的症状发生率来看，表现出乏力、记忆力差、咽痛、胸闷的人数较多。

5.SF6气体安全回收与控制措施

SF6气体安全回收与控制是电力安全生产过程中的一个重要课题。笔者认为，只有通过加强管理手段，对不可控的人为因素加以制约，并严格规范SF6回收控制流程，才能有效避免SF6气体泄漏造成的环境破坏和人身伤害。概括来说，具体可以包括以下五个方面：

5.1有效加强制度管理

健全完善在SF6气体的使用和管理方面的规章制度，强化制度的落实，加强对SF6气体应用部位的通风和浓度监控，同时配套安装报警装置，健全SF6气体使用场所及人员的防护措施，加强监督管理，严格控制空气中SF6气体及其毒性分解产物的允许含量，减少和控制SF6气体中的水分含量；以严格的制度执行促进管理的完善；

5.2.不断强化人员培训

目前，SF6气体使用接触人员，气体回收操作人员中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，这些人员是保证SF6气体安全回收控制的关键人群。我们必须抓住这一主要因素，常态化开展对SF6气体使用接触人员，气体回收操作人员的安全与技能培训，培养此类人员的环境保护意识和基本防护技能。

5.3加强对厂家设备安装调试人员的监督

由于厂家技术条件限制，对工作人员培训不够，或是设备安装调试人员素质和意识不高，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。因此，作为电力设备使用主体的电力行业，应加强对厂家设备安装调试人员的有效监督，并将其表现评价作为电力设备供应商硬性投标准入标准，以高门槛促进供应商的环保意识。

5.4从技术层面提高产品设计水平，降低气体泄露率

一是可通过改变产品结构，减少充气隔室或空间，开发空气绝缘、固体绝缘的电器设备；二是在保证产品电气性能的前提下，尽量降低充气压力以减少泄漏风险；三是可以采用新材料、新工艺、在产品的密封结构及材料上下功夫。

5.5明确工作流程，对SF6气体及分解物进行安全回收

对于包括“进行过检修的电器设备，处理发生故障的电器设备以及淘汰的电器设备”在内的涉及到SF6使用的几种电气设备，应不容折扣的进行气体回收处理，并且严格按照工作流程和步骤进行回收操作，确保过程安全：一是在打开设备前，必须先回收气体，并抽真空；二是对设备内部进行彻底通风；三工作人员应戴放毒面具和橡皮手套；最后是将金属氟化物粉尘集中起来，装入塑料袋并深埋。

6.结语

在当前的科技条件下，还没有找到更好的SF6替代品以用于电气设备绝缘和灭弧的应用。因此，从减少SF6使用量的角度防治污染尚未可行。要想科学的对SF6气体进行安全回收与控制，须不折不扣的执行上述控制措施，才能有效保护环境不受损害，保护人身安全不会受到威胁。

【参考文献】高压开关设备和控制设备中六氟化硫的使用和处理（GB/T28537-2012）